Наставление по испытаниям грунтов в массивах. ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА. НАСТАВЛЕНИЕ ПО ИСПЫТАНИЯМ ГРУНТОВ В МАССИВАХ. Для повыш е ния ин формат ивност и из ыс кан ий, точност и и на де жност и инжене рно-геологичес кого обосновани я п рое кт ов дорожных с ооружений и их компле ксов сущест ве нное значе ние имеет развитие испытаний грунт ов в мас сивах. Мет одика ряда ис пытан ий регламент ирована гос ударственными обще союзными ст анда рта ми и описана в ме тодичес ких руководс твах. Однако т ехнология приме нени я поле вых испытаний г рунтов при дорож ных изыска ниях нигде не охарактеризована, он а с пе цифична и обус ловл ивает не обходимос ть п ри менени я при ис пыт аниях спе циализи рованных техничес ких с ре дс тв и мет одики работ.
от личных от используемых при площадных изыс кан иях. На с та вле ние по испыта ниям грунт ов в ма ссивах состав лено на осн ове резуль та тов выполненных в ЦНИИСе эк спериментальны х исследований, проектно-к онструкт орск их разработок и обобщения опыта инженерно-геологических изысканий. В работе на ряду с общими для все х отра слев ых изыс кан ий по ложен иями, устано вленным и действующими нормативными и методическими документ ами, ох аракт еризованы специфиче ские особенности испыт аний в мас сива х грунтов оснований, с ре де и мате риа лах проек тируем ых дорожн ых сооруже ний и грунтов - объект ов ра зработки при транспо рт ном ст роительст ве.
СоставленииУказаний использовались: Инструкция по проектированию определение сопротивления торфа сдвигу( сдвигомером - крыльчаткой) и.
Нас т авлен ие раз работан о канд. геол. -м ин.
10-1325. Портативный лопастной зонд ( сдвигомер) состоящий из 3 крыльчаток и измерительного прибора с рабочим диапазоном от 0 до 1 кгс/ см2.
Ручной комплект Сдвигомер - Крыльчатка для полевых условий ОПИСАНИЕ. Ручной Комплект Сдвигомера - Крыльчатки соответствует требованиям. Циферблатный сдвигомер - крыльчатка S076. Предназначены для быстрого определения в лаборатории или в полевых условиях прочности на сдвиг. Для сдвига грунта лопастными приборами применяются: зондовый сдвигомер — крыльчатка СК-8 конструкции Калининского политехнического. Сдвигомер - крыльчатка CK-10. Зондовый пенетрометр П-5. Назначение и инструкция по эксплуатации. Калинин, 1973. 14 с. 214. Сергеев Е.М. Общее.
наук М. К. Дружининым в лаборатории инже нерной геологии и ге офизики ЦНИИСа М инт рансст роя при учас тии ее с от рудников. Зам.
д иректора инст ит ут а Зав. от деле нием. изысканий и проектирования. Н. Б. Соколов А.
М. Козлов.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ. 1.
Ос новн ой целью поле вых испыта ний с ледуе т считать повышение и нформативност и и нже не рн о-геологических и зысканий и на деж ност и определения прочн ост и, деформативных и фильт рационных свойств грунтов в масс ивах, вкл юча я и массивы техн огенн ого происхожде ния (зе млян ые сооружения.
подсыпк и при планировках и зам енах, от валы и др. ). 1. 2.
В число специфических за да ч испыта ний входят:. - изуч е ние со стояни я и свойств грунтов, монолитные обр а зцы и керны кот орых для ла бораторн ых испыта ний отобрать невозможно (к рупнообломочны х г рун тов, в одоносн ых и сыпуч их песков, глинистых грунтов агрегатного сложения, некоторых илов, подверженным тиксотропным превращениям и при малейших воздействиях разжижающихся, и д р.
);. - уче т масштабного эффекта, яв ляющег ося с лед ств ием м ак ронео дн ородности массива при относительной однородн ост и состава, сложения, состояния и свойств грунта в монолит ном образце (керне);.
- непосредственное определение ма ксималь ной и структ урной прочн ост и грунтов в м ассиве ;. - моде л ирование в м ассиве напряже ний, возн икающих при те хногенн ых возде йствия х на грунт ы-основания и сре ду прое кт ируем ых со оружений и зданий (быто вом п люс проект ном давле ниях, р азгруз ке массива вск рытием в не м строительных в ыра бот ок, подтоплени и и дрен аже и д р. );. - мод е лирова ние поведе ния грунто в в зама чиваемы х, отт аивающих, промораж иваемых, набухающ их, проседающих масс ивах.
при явлениях т иксот ропии и др. - мод е лирован ие взаи моде йст вия грунт ов и с ва й в массиве.
В гидроэнергетическом и неко т орых других видах строит ельст ва в полевых ис пыт аниях уст анавливают т акже естественное напряженное с остояние грунта в мас сиве на заданн ой глубине (бытовое и поровое да вле ния, д иагене тические и пост ген ет ическ ие напряж ения и др. 1. В с остав пол евых испытан ий сле дует включат ь определение объе мной ма ссы грунто в в массив е сп особом лунок и и з уче ний м акронео днородност и толщ и грунт а путе м микропенетрации с пове рхност и обнаже ния или в бортах и на дне разве дочных и ст роите льных выработ ок. 1.
На дорожных изыс ка ниях надлеж ит применять:.
- с тат ическ ое з ондирование грунт ов в ма ссиве;. - динамическое з ондирова ние;. - вращат е ль ны й срез глинистых грунтов в мас сиве ;. - сдвиги и раздавливани е целиков;. - п ре ссиометрию грунтов в скв ажинах;. - опытные отка чки из обводненных массивов.
1. В особых случаях (оговоренных ниже в технологической ча сти Н астав лен ия) с ле дует выборочно применять:. - испытания грунтов ст ат иче скими нагружени ями на шта мпы в шурфах и с кваж инах;. - испыт а ния мерзлых грунт ов ста тиче скими нагруж ени ями на горячие штампы в шурфах;. - опытны е вдавливан ия, забиван ия и выдергивания с ва й, в том чис ле с отт аиван ием грунтов;.
- опытные зам а чивания г рунт ов в котлованах. При возможности перечисленные рабо т ы следует возлагать на договорных на чала х на специализированные м ест ные т ерриториальные изыска тельские и строительные организ ации, рас пола га ющие обуче нными специалиста ми, ра бочей силой и не обходимыми а ппа ра турой и механи зма ми.
В п ос ле днем с лучае полевые ис пыт ания надлежит выполнять в началь ный период с троитель ства при продолжающемс я ра бочем проект ировании дорожных объектов. 1. Ме тодика ряда испытаний грунтов в мас сива х регламентирована госуда рс тве нными с та нда ртами Союза ССР и другими нормат ивными докуме нтами:.
1 991 2-74. Грунты. Метод полевого испытания динамиче ским зондирова нием. 20069-74. Грун т ы. Мет од полевого ис пытания ст атиче ским з ондирова нием.
СН 448-72. Ука за ния п о зондирова нию грунт ов для с троительства. Госст рой СССР. 2 1 71 9-80. Грунты. Метод полевых испытаний на срез в скважинах и массиве.
2374 1 -79. Г рунты. Методы полевых испытаний на срез в горных выработках.
5686- 7 8. Сваи. Методы полев ых испы та ний. 1 2374-77. Грунт ы. Мето д полевого и спыта ния ст атиче ск им и на грузками. 23253-78.
Гр у нты. Методы полевы х ис пытаний мерзлых грунт ов. 20276-74.
Грун ты. Метод полевого определения модуля деформации прессиометрами. 23278 - 78. Грунты.
Методы полевых испытаний проницаемости. 24 5 46. -81. Сваи. Методы полевых испытаний в вечномерзлых грунтах. 1.
Необходимо учитывать следующие особенности испытаний грунтов в массивах:. непрерывность процессов статического и динамического зондирований по разрезу изучаемой толщи грун тов;. прерывистость прочих испытаний, осуществляемых, как правило, в отдельных точках, слоях или областях массива (опытные откачки, замачивания, испы тан ия с ва й);. р а зличные объемы испытываемых грунт ов от нескольких кубиче ских сантиме тров (микропенетрация ) до десятков кубических мет ров (опытные отк ач ки и замачивания, нагр уже ния на штампы);. р а зличные линейн ые размеры ис пытываемых объе мов по ве рт ик али и горизонт али, обусловливаемые главным образом размерами рабочих ус тройс тв (диаме тром и вы сотой крыльча ток, диамет ром ш тампа, определяющим мощность на пряженн ой под н им зоны ма ссива).
1. При программ ировании поле вых исп ытаний следует принимать во внимание особе нно сти, ог рани чивающие их возможнос т и:. - учи т ывать анизот ропию свойств грунтов в м ассиве вдоль и попе рек напластования и п о вертикали не представ ляется воз можным. В испыта ния х грунтов прессиометром грунт обжимается по горизонтали, тогда как в зоне напря жений от веса здан ия. с оо ружения и от бытового да вле ния он сжимается по вертикали - в направлении силы тяжести.
Лопасти крыльчатки сдвигают грун т поперек на пла ст ования. а вы давливается грунт на ос нования (на сыпи, фунда мент а и др. ) по сло ист ости;. - в л о паст ном испыт ании находят суммарные ве личин ы ма ксима льной, м ин ималь ной и длите льной (п ос ле раз руше ния кры льчат кой ст рукту рны х свя зе й) прочност и грунт а без ее рас члене ния на внут ре ннее трение и сцепление);.
- если вод о носный горизонт нео днороден, включает линзы и прослои пород с ра зной водопроница емос тью, то при оп ыт ных от качка х получают не которую усредненную величину коэффициен та фильтра ции горизонта в целом;. - в зону напряжений от нагружае мого шт амп а могут попа сть грунты н есколь ких инженерно-ге ологических элементов (т онкие слои разны х по составу, слож ению и сост оянию грунт ов) с различными деформативными св ойст вами, а найден ный м одуль деформации будет ха ракте ри зовать всю эту зону;. - в большинс т ве полевых испыт ан ий не ль зя определить ож идаемые на п ериод эксплуатации сооружения плотность, прочность и деформ ати вные свойства изучаем ого грунта основания, проектируемого откоса и д р. Только в модели рующих ис пыта ниях нагружениями на штампы, специально обводняемые, осушаемые, оттаянные или промороженные, набухшие и ти ксотропно упрочненные грунты и при опытных замачиваниях просадочных и набухающих грунтов возможно получение прогнозных дан ных;. - пр и возможностях современной испытат ельной а ппарату ры глубины полевых испытаний грунтов не п ре вышают, к ак п равило, 2 0 м. 1.
При назначении и спытаний в массивах следует учитыват ь возможности различных ме тодов, п рименяемых для изуче ния тех или иных свойст в грунт ов:. - микропенетрацию. ста ти че ское и дин ам ич еск ое з ондиро вания, прессиомет рию и и сп ытания с ва й следует проводить в пе сча ных и глинистых, в том числе п росадочны х и набухающих грунтах;. - ис п ытания ста тиче ским и на грузками на штам пы, сдвиги и раздавливания целиков, об рушения и выпиран ия призм в выработках, определения плотности возможны в к рупнооб ломоч ны х, песча ных и глинист ых грунтах, в том чис ле с обломо чными включениями;. - опытные за ма чиван ия надле жит выполнят ь на учас тка х распростране ния п росадочны х и набуха ющ их грунт ов;. - вращ ат ельный срез с поверхности мас сива или в забое с кважины нужно применять в глинист ых грунтах от текучей до тугопластичной консистенции, в илах и торфах;. - опытные о т качки выполняют из водоносных горизо нт ов, где водовмещающими являются породы с хороше й водо отда чей.
включая некоторые с упеси. 1.
1 0. При изуче нии грунтов оснований рекомендуется применять в ком плексе:. - зо н дирова ния пес чаных грунт ов и испытани я с вай;.
- с татич еское зондирование и шт амповые испыта ния замачивае мых просадочны х ле сс овых грунтов;. - прессиоме т рию и статические нагруж ени я на шта мпы в шурфах и скваж инах н а глинист ые и пе счан ые грунты. Корр е лируя результаты ра зличных испытаний одного и т ого же грунта одного инже не рно-ге ологиче ского элеме нта на объекте изыска ний и проектирования или в предел ах данного инженерно-геологиче ского уча стка. можно в дальне йшем сократ ить объемы или вообщ е отка заться от прове ден ия трудое мких, дорогих и длите льных испытаний свай, ст атиче ских нагруж ений на штампы и др.
и п рименять в ос новном статическое и динамиче ское з ондирова ния, прессиоме трию. вращ ате льный срез. При ср а внении результатов ш тамп овы х испытаний и прессиометрии, в раща те льного среза и сдвигов целиков могут быт ь оп реде лен ы коэ ффициенты анизот ропии сжимаемост и и прочнос ти грунтов вдоль и поперек напластования в массиве.
2. ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТОВ В МАССИВАХ.
Назначение и область применения испытаний. 2. 1. Грунты испытывают как основания, среду, материалы различных дорожных сооруже ний и как объекты разра бо тк и при строите льстве. Поэто му в зависимости от характе ра использ ования один и тот же грунт п одве ргают различ ным испыта ниям.
2. Основны е обла ст и и виды испыт аний раз лич ных г рунт ов в мас сивах оха ракте ризованы в та бл. 1. М ик ропенет раци я.
2. Исп ытания на длежит н ач инат ь с микроп енетрац ии грунт ов в обнаже ниях, расчист ках, на дне и стенк ах выра боток. Ос новными з адача ми микропенет рац ии являют ся [ 1, 2]:. - расчл е нение однородны х по визуальным приз на кам толщ на индивидуа ль ные слои песчаных и глинистых грунтов, раз личающихся по в лажнос ти, к онсист енции, п лот ност и и прочност и;.
- у т очнение гра ниц выде ле нных при ра зведке и опробова нии пластов и инженерно-ге ологичес ких элементов. Приемы ис т олкова ния ре зульта тов микропенетрации т олщ грунтов на откосе до рож но й выемки показаны на рис. 1. Рис. 1. Расчленени е внешне однородной т олщи грунт а в откос е выемки на индивидуальные слои по результ ата м м ик ропенет раци и. Точки микропенетрац ии (ук олы) на не сены в ма сштабе преде ль ного на пряже ния сдвига (удельного сопрот ивления пенетрац ии) по горизонтали в ств ора х.
Комплексы проектируемых дорожных сооружений и зданий. Определение водопроницаемости грунтов обводненных массивов для проектирования водопонижения и водоотлива. Индивидуально проектируемые земляное полотно и сопрягаемые с ним малые искусственные сооружения. Путепроводы, виадуки, эстакады, средние, большие и внеклассные мостовые переходы. Здания и сооружения станционного хозяйства в целом, жилых поселков, промышленных предприятий дорожного транспорта, отдельные здания и сооружения.
Портальные части тоннелей. Торф, илы, глинистые грунты от текучей до тугопластичной консистенции, в том числе оттаянные. Определения природной и контактной прочности грунтов для расчетов оснований по несущей способности и расчетов устойчивости склонов и откосов проектируемых выемок.
Глинистые грунты от твердой до тугопластичной консистенции, песчаные и крупнообломочные грунты. Сдвиги целиков грунтов.
Ход штока гидроцилиндра вдавливания, мм 1000. Диаметр штанги зонда, мм 34. Привод механизма завинчивания анкерных свай Гидравлический. Анкерные сваи (2 шт. ), рассчитанные на усилие.
выдергивания, кН 100. Масса установки без автомобиля, кг 2600. Рис. 7. Уста новка для статического зондирования С-832:.
1 - винто в ая сва я; 2 - упорная трав ерса; 3 - опорная рама; 4 - пра вый редукто р меха низ ма за вин чива ния; 5 - зонд; 6 - зажимное ус тройство; 7 - гидравличе ский цилиндр вдавлива ния; 8 - стрела; 9 - г идравлическая си стема; 1 0 - правый гидравличес кий дви гатель механизма за винчивания. Ри с. 8. Наконе чник зо нда уста нов ки С -8 32:.
1 - муфта для с ое дине ния со шт ан гой; 2 - подъе мник; 3 - упорный шток, пере дающий усилие при вда вливании чере з упругие элеме нты на цили ндр и ко нус; 4 - ша рик; 5 - конус ; 6 и 1 3 - м анж еты; 7 - цилиндр; 8 - упругий элеме нт с дат чиком. во спр иним ающ им усилие конуса и п ре образующим его в элект рический сигнал; 9 - напра вляющая шайба ; 1 0 - упругий элемент с дат чик ом, воспринимающи м ус илие от цилиндра и пре образ ующ им его в электриче ский сигнал; 11 - ограничительное кольцо; 12 - те плоизоляцион ный уп о р. М е ханизм зави нчивани я анке рных винт овых сва й работ ае т от гидравлического устройства уст ановки. Штоки г и дродом кратов вда вливан ия зонда сое динены со специальным устройством - захватом, ко торый зажим ает штангу при ее погруж ении и свобо дно скол ьзит при движ ен ии штанги вверх. Чтобы избежать прогиба штанги при вдавливании зонда в плотные грунты, пре дусмотре на направляющ ая втулка - кондуктор.
Закре плен ная на т раверсе, она при зонди ровании находится на поверхности зем ли. Гидравли ч еский цилиндр вдав лива ния зон да установлен на стреле, поднимающейся из транспортного п оложения в рабочее с помощью гид ра вли ки.
Оператор по дни мает и опускает ст рел у, вдавливает и выдергивает зонд, завинчивает и вывинчив ае т анке рные с ваи с пульта управления. Схе м а узла вдавливания, дающег о возмож ност ь зонд ировани я со стабилизацие й, показа на на рис. 9. При погруже нии зонда гидроцилиндром на наме че нную глубину насос, п одающий масло в гидроцилиндр, отключается. Штанга с зондом находится только под воздействием давле ния в демпфере, которое падает по мере погружения зонда. Зонд оста навливается в моме нт достиже ния равновесия между усилием вдавливания и реакцией грунта.
В процессе зондирования разд е льно изме ряются сопрот ивление грун та вдавливанию зонда, лобовое сопротивление и боковое трени е поверхности зонда о грунт на у частк е 31 см. Э ти усилия воспринима ются специаль ными электротензометрическ ими датчика ми и автоматически ф иксируются в виде графиков на ленте двумя самопишущи ми приборами МС-0,3, с кот орыми зонд (см. р ис. 8) с ое дине н кабелем. Измерительная а ппара тура чере з спе циальный преобра зовате ль постоянного тока питается от аккумулятора ав томашины.
Р ис. 9. Схема узла вда вливания:. 1 - а н керные сваи; 2 - гидроцилиндр; 3 - де мпфе р; 4 - рама ; 5 - зонд. Сопроти в ления реги ст рируются как при не пре ры вном в да вливан ии зонда (зондирован ие "бе з ста билизации"), так и при п ра кт ически неподвижном з онде в с остоянии п редельн ого ра вновес ия (зондирование "со ст абилизацие й") на задан ной г лубине. 2.
1 0. Уста новка для ст атиче ск ого зондирова ния С-979 смонт ирова на на одноосном шасси и креп ит ся к г рунту чет ырьмя винтов ыми анкерными сло ям и, погружаемыми в землю вручную. или спе циальны м ме ханизмом для за винчивания. Уст а новка С-979 состоит из трех основных частей: зонда, устройства, вдавливающего зонд в грунт, и измерительной аппар атуры. Мак симальная глу бина зондирова ния 1 5 м, ус илие вдавлива ния 1 00 кН. Зонд состоит из стальных т руб на ружным диам ет ром 36 и внут ре нним 20 мм, шт анг диаметром 1 8 мм и н ак онечник а. Колонну шт анг зонда собира ют из секций по 1 м.
Конс т рук ция зонда позв оляет раздель но из ме рять общ ее сопрот ивле ние грунта вда вливанию и сопрот ивл ен ие грунта погруже нию конуса. Их разница равна сопротивл ению грунта по боко вой поверхност и зо нда при его внедрении. Вдавливающее у с тройство вклю чает гидравлически й домкрат двойного де йствия и давильную головку, которые смонтирова ны на двух стойк ах, укре плё нных в обще й рам е ша сси. Да вле ние в домк ратах со здается ма слонасо сн ой станцией, смонтированн ой на отде льном о дноосном шасси.
Сопро т ивление грунта погруже нию конуса изме ряе тс я динам оме тром ДОСМ- 5 с мессурой, ра ссчитанным на максимальное усилие вдавливания 50 кН. Общее сопроти вле ние грунта п ог ружению зонда опре де ляется по давлению в гидравличе ской систем е уста новк и, измеряемому маномет ром. 2.
11. Уста новка для статического зондирования грунт ов СП -59 смон тирова на на сам оходном ша сси трактора Т-1 6М (рис. 10). Зонд из з венье в длиной 1 м на штанга х диаметром 1 8 мм погружают в грунт гидродомкрат ом задавливающе го ус тройства че ре з измерительну ю головку. После дняя позволяет одн овременно и непрерывно изме рять сопротивле ние грунта вда вливаний конуса и сопротивление трения грунт а по боковой пове рхности зон да. Р е активную нагрузку в проце ссе вдавливания зонда воспринимает одна винтовая составна я свая со сме нными лопастями диаметрами 200, 300 и 400 мм.
Специ аль ны й корре ктор исключа ет воз можность влияния выхода сваи из грунта на отс чет глубины погруже ния зонда. З онд вдавливает ся че рез центральный канал сваи, являющийся одновремен но направля ющ им кондуктором. Винтовую сва ю погружают в грунт св ае за вертным меха низмом, приводимым в действие а кси аль но-порш невы м гидромотором. Рис.
10. Уст а новка СП -59 на тракт оре Т-1 6М для ста тич еского зондирования г рунт ов:. 1 - зонд ; 2 - ви нтова я сва я; 3 - сваезавертный м ехани зм; 4 - измерительная аппа ра тура ; 5 - вдавлив ающее уст ройство; 6 - блок управле ния; 7 - нас осная ст анция. Вдавливающее устройс т во, сваезавертный механизм и гидравлические аутригеры смонтированы в единый силовой блок и шарнирно укреплены на торце рамы шасси.
Ме х анизмы силового блок а с помощью вспомогательных гидроцилиндров могут быть переведены из рабочего положения в транспортное (г оризонтальное) и обра тн о. В кузове ша сси уст ановле ны блок уп равления, вторичные п риборы, стеллаж для штанг и труб.
Исполнительные механизмы пит аю тся от насосной станции, выполн енно й на ба зе выс окого давле ния с приводо м от вала о тбора мощности двигателя трактора Т-16М. Те хническ ая хар акте ристика. Ма ксималь ное усилие вдавливания зонда, кН 1 00. Скорость вд а вливания зонда, м /ми н 0,5-0,7. Скорость из в ле чения зонда, м/м ин Более 2. Измеряемое сопротивление г рунта п огруже нию конуса, кН 48. Измеряемое сопротивлени е т ре ния гр унт а по боковой п ов ерхности зо нда, кН 30.
Ма к сима ль ный крутящ ий момент сваезавертного механизма, кН·м 5,4. Ч а стота вращения патрона сваезавертного механизма, об/мин 5.
2. 1 2. Результаты статического зондирования оформ ля ются в виде графика, совмещаемого с колонкой скважины по ГОСТ 200 69-7 4. 2.
1 3. При статическом зондирова нии лессовых грунтов надлеж ит опре делят ь [ 9 ] глуб ину залегания п одошвы проса до чной толщ и (уровень грунт овых вод, кровлю толщи плот ных. пе сча ных, крупнообломочных и скальных по род) и просадочност ь. Для зондиров а ния рек омендуе тся применять установку С-832. Зондировать лессовые грунты следует на уча стках, где по да нным источников, ин же не рно-ге ологиче ской съе мки, ра зве дки и ра нее прове денного опробования отмече на проса до чно сть при замач ива нии без или под на грузкой.
Прос а дочность надлеж ит изуч ать та кже п ри наличии слоя грунта мощ ностью не менее 2 м. имеющ его по ре зуль татам зондирования в естес твенном состоянии (без пре два рите льного за мачиван ия) следующие признаки:. - лобо в ое сопротивление грунта погружению зонда пре вышает 1 ,5 М Па при зондирова нии со ста билизацией или 2 МПа п ри ра вноме рном погруже нии зон да со стан дартно й с коростью;. - отношение лобового сопротивления к боковому не превышает 50. Необходимо соблюдать следующий порядок выполнения работ при испытаниях:. - зондирование грунтов всухую на всю мощность предполагаемой просадочной толщи для выбора мест, где следует определять просадочность;.
- бурение скважин диаметром не менее 100 мм и глубиной на всю мощность просадочной толщи с отбором монолитных кернов для лабораторных испытаний грунтов;. - заполнение скважин гравием, щебнем или крупным песком;. - заливка воды в скважины;. - повторное зондирование замоченной зоны грунта на расстоянии 1,5-2 м от первоначальной точки зондирования сухого грунта и 0,3-0,5 м от дренажной скважины;.
- обработка результатов зондирования. Воду в скважину следует подавать самотеком бесперебойно в течение 15 ч. Объем заливаемой воды рассчитывают по формуле.
где r - радиус цилиндра замачивания, равный 1-1,5 м;. H - глубина скважины (мощность просадочной толщи), м;. h i - мощность i -го просадочного слоя, м;. G i - степень влажности грунта в естественном состоянии в i -м слое толщи;. n i - пористость грунта в i -м слое. Показатель П вероятной просадочности грунта (по СНиП II-15-74, пп. 2.
13 и 2. 14) и относительную просадочность грунта при заданном давлении находят в лабораторных определениях на образцах - монолитных кернах, отобранных из скважин. При статическом зондировании устанавливают значения коэффициентов.
где к 1 - отношение стабилизированных лобовых сопротивлений погружению зонда в грунт в естественном состоянии и при замачивании;. к 2 - отношение боковых сопротивлений погружению зонда в грунт со стабилизацией и без нее;. R - лобовое сопротивление погружению зонда в грунт естественной влажности, МПа;. R ’ - то же для замоченного грунта;. F ст - боковое сопротивление погружению зонда при зондировании со стабилизацией, МПа;. F v - то же при зондировании без стабилизации. Рис.
11. График за висим ост и относите льной просадочност и лессового грунта от коэффицие нта к 1. Рис. 12.
График з а висимости от носите льной просадочности от коэффициента к 2. Рис.
13. График зависимости показателя просадочности П от отношения боковых сопротивлений зонда со стабилизацией и без нее.
Полученные эмпирические зависимости δ пр = f ( к 1 ) (рис. 11), δ пр = f ( к 2 ) (рис.
12) и П = f ( к 2 ) (рис. 13) следует в дальнейшем использовать как тарировочные при расшифровке данных зондирования: первую для результатов испытания при замачивании, вторую и третью при зондировании грунта естественной влажности. Надлежит отдавать предпочтение более тесной связи. При к 2 > 0,7 грунты, как правило, непросадочны; при к 2 = 0,7÷1,0 просадочность грунтов возможна; а при к 2 > 1,0 вероятность просадочности их повышена. 2.
14. Результаты статического зондирования следует применять для определения сопротивления грунта под острием и по боковой поверхности сваи [ 3. 8 - 11 ]. Нормативное сопротивление грунта под нижним концом сваи R H. кПа, по результатам зондирования определяется по формуле.
где β 1 - коэффициент, принимаемый при зондировании установками С-979 и СП-59 по табл. 2, а установками ЦНИИС и С-832 равным 0,5;. q 3 - среднее значение сопротивления грунта при зондировании, кПа, под наконечником зонда, полученное из опыта на участке разреза, расположенном в пределах одного диаметра сваи выше и четырех ее диаметров ниже отметки острия погружения сваи по проекту.
Коэффициенты β 1. β 2 и β 3 перехода от сопротивления грунта при зондировании под наконечником зонда q 3 к нормативному сопротивлению грунта под нижним концом сваи ρ H и от сопротивления грунта по боковой поверхности зонда f i и f 3 i к нормативному сопротивлению грунта по боковой пов е рхности сваи f H привед е ны в т абл. 2. Прим е чание. При глубине расположения сл оев о т 3 м до глубины за бивки сваи h знач е ния коэффицие нт а β i опр е деляются интерполяцие й.
Нормативное сопро т ивление грунта по боковой поверхн ост и сваи f H. кПа, по результат а м статиче ского зондиро ва ния опреде ляется по формулам:. при зондировании установками С-979 и СП-59.
при зондировании установк а ми С -832 и ЦН ИИ С. где β 2 и β i - коэффициенты, принимаемые по табл. 2;.
f 3 - сред н ее значение удельного сопротивления грун та по боковой поверх ности зонда, к Па; оп реде ляет ся как частное от деле ния бокового сопротивления на площадь боковой поверхности зонда в пределах от поверхности грунта в точке зондирования до уровня расположения нижнего конца сваи в выбранном несущем слое;. f 3 i - среднее удельное сопротивления i -го слоя грунта по боковой поверхности зонда, кПа;. l i - толщина i -го слоя грунта, м. Испытания свай. 2.
15. Пробные испытания свай надлежит выполнять в тех относительно редких случаях, когда статическое зондирование грунтов основания проектируемого сооружения или здания (см.
п. 2.
14) не дает ответа на вопросы, поставленные в п. 1. 3 ГОСТ 5686-78: проверка возможности погружения свай на намечаемую глубину и определение зависимости характера и размеров их перемещения в грунте от нагрузки. Опытные испытания следует поручать строительной или специализированным организациям на договорных началах по заданию и под наблюдением проектно-изыскательской организации - заказчика испытаний. При выполнении испытаний строительной организацией надлежит применять стандартные сваи, сваи-оболочки и столбы, используемые в строительстве [ 12], а при работе изыскателей - инвентарные сваи ИИС-127, используемые в трестах инженерно-строительных изысканий объединения Стройизыскания Госстроя РСФСР [ 13]. Конструкция сваи ИИС-127 показана на рис.
14. Глубина испытаний, м До 20.
Максимальное рабочее давление, МПа 20. Диаметр рабочего наконечника, мм 127. Длина звена, м 1-1,5. Площадь подвижной оболочки, м 2 0,25. Масса двух анкерных свай и насоса с маслопроводом, кг 350. Рис.
14. Общий вид инве н тарной испытательной сваи ИИС-1 27:. 1 - н а коне чник; 2 - напра вляюща я се кция; 3 - ст вол сва и; 4 - балка; 5 - маслопровод; 6 - на головник; 7 - а нкерные сваи; 8 - перех одн ик.
Н а площадке испыта ний проходят две неглубокие сква жины для за винчива ния анке рных свай. Уст ана вливают балку, чере з отверстия которой пропускают сваю, погружают ее вибра тором на заданную глубину, а за тем за крепляют на этой ба лке анкерам и.
Подключа ют станцию НСР-40 0М и п одкачива ют масло в гидра вличе скую систему для пе рем ещ ен ия ос трия, а за тем и боковой части сваи. Сопротивлени е грунта перемещению выдвижного наконечн ика (рис. 15) и са мо й сваи фи ксируют по образцовому ман оме тру. При достиже нии постоянного да вле ния, свидетельствующего о неза тухающ ей осадке. опыт на данном горизонте считают законченным. Результаты испытаний заносят в журнал.
На основании их строят графики нормативного сопротивления грунта под острием сваи и по ее боковой поверхности по глубине изучаемого разреза. Расчетную величину P.
МПа, несущей способности проектируемой сваи находят по формуле. где R H - нормативное сопротивление грунта под острием сваи, взятое по графику на отметке острия, МПа;. F св - площадь поперечного сечения сваи, м 2 ;. U - периметр поперечного сечения проектируемой сваи, м;. l - глубина погружения сваи в грунт, м;.
f ср - среднее нормативное сопротивление грунтов по боковой поверхности сваи. Здесь CO i = f ср H l i - площадь условной эпюры бокового сопротивления сваи на i -м участке, определяемая по графику, МПа. Остальное оборудование следует подбирать в соответствии с требованиями ГОСТ 5686-78 и по рекомендациям [ 12, 14]. 2. 16. Статические испытания свай выполняют также для установления несущей способности мерзлых грунтов и деформативных характеристик пластично-мерзлых разностей.
Для исключения контакта сваи с грунтами деятельного слоя в нем надлежит выкапывать приямок и заполнять его термоизоляционным материалом. Если требуется усилить опытную сваю, следует повысить в ней процент армирования либо применить бетон более высокой марки. Во избежание растрескивания головы сваи в процессе испытания на нее надевают металлический наголовник с помятой деревянной прокладкой. Рис. 1 5.
Кинемати че ская схе ма нак оне чника инв ентарной испыта тельн ой сва и ИИ С-1 27. 1 - выдвижное острие; 2 - подвиж ная об олочка ; 3 - гидроцилиндр; 4 - п оршен ь со штоком; 5 - ств ол с ва и; 6 - ма слопровод. В процессе испытаний надлежит наб людат ь за т ем пе рат урой грунт ов, изме ряя ее че ре з 0, 5 м до гл убины 5 м. чере з 1 м до 1 0 м и далее через 2 м до глубины на 4 м ниже конца сваи, но не менее, че м на всю м ощ ность зон ы годовых колебан ий те мпе рат уры в вечномерзлой т олще. Точность измерений должна быт ь не менее 0,1 ° С в грунтах с те мперат уро й выше минус 1 °С и не менее 0,2 °С в более о хл ажд енных грунтах.
Ес ли температура грунтов ниже минус 2 ° С, испытания свай следует проводить в лет не-осенний пе риод, в п рочих случа ях т акже и зимой. Для измере н ия температуры грунта можно п римен ять связк и ртутных или спиртовых вытяжных заленивленных термометров, электрических термометров сопротивления (устанавливаемых т ак же и постоянно), термисторов, термопар и др. К с т атическим испытаниям на длеж ит п риступат ь толь ко п осле полного вмерза ния сваи и в осст анов ления вокруг нее е ст ественного т емпе ратурного реж има в ечн оме рзл ой толщ и. Ориент ировочные сроки вмерза ния сва й в вечномерзлые грунты приве дены в табл. 3.
Способ погружения свай в вечномерзлые грунты. или определяют время вмерзания свай по теплотехническим расчетам. Примечание. В числителе указаны сроки вмерзания в летне-осенний, а в знаменателе - в зимне-весенний период. Полноту вмерзания сваи и восстановления естественного температурного режима в окружающем вечномерзлом грунте устанавливают по данным регулярных замеров температуры в слое грунта, контактирующем с боковой поверхностью сваи, проводя измерения в твердомерзлых грунтах не реже одного раза в сутки и не реже одного раза в неделю в пластично-мерзлых.
Обработку результатов статических испытаний свай, регламентированную ГОСТ 5686-78, при испытаниях сваи в вечномерзлых грунтах дополняют составлением сводного графика суммарная осадка - время, включающего ступени затухающего деформировании и незатухающей ползучести - прогрессивного течения (рис. 16), и графика зависимости скорости осадки сваи от нагрузки (рис. 17). Рис. 1 6.
Сводный график раз вития суммарных осадок S сваи во вр ем ени t для всех ступ е не й наг рузок при загруж ении:. а - прерывистом; б - м о нотонно м.
Рис. 17. График зависимост и скорости оса дки V от нагру з ки P на св а ю (реологическа я кривая). Н есущ ую сп особност ь сва и принима ют ра вной 0,8 ве личин ы нормативного сопротивления P H. МПа.
сваи статич ес кой нагрузке [ 14]. Пос ле днее уст ана вливают по ис ходным да нным испыта ния и гра фикам зависимос ти ос адк и от нагрузки и вычисляют по формуле. гд е к - коэффициент, принима емый в период наибольшего охлаждения грунтов в толщ е сливающ ейся вечной мерзлоты равным 0,5, а в пе риод максима льных темпе ра тур в толщ е несливающейся мерзлоты ра вным 1;. P пр - пр е дельно длите льное сопротивление сваи, опреде ляе мое по исхо дным данным испытания и графика м: сумма рна я осадка - в ремя. нагрузка - оса дка и на грузка - скорость оса дки ; его при нимают равным нагрузке на предпо сле дней по г ра фику ступе ни, являющейся последней ступенью затухающего деформирования. Подробнее методика расчета Р пр и P H изложена в части II.
главе 18 Строительных норм и правил "Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах" и в Руководстве [ 14]. При проектировании оснований по принципу деградации мерзлого состояния грунтов может возникнуть необходимость испытания свай с оттаиванием вечномерзлых грунтов и перелетков. В этом случае в дополнение к данным, получаемым при испытаниях в вечномерзлых грунтах, необходимо определять осадку свай под расчетной нагрузкой в оттаивающих грунтах. Сваю загружают и ведут наблюдения за ее осадками, как указано в ГОСТ 5686-76 и Руководстве [ 14], наблюдают за изменениями температуры грунтов.
В общем случае ступени нагружения сваи в вечномерзлом грунте могут быть приняты от 5 до 100 тс суммарного груза. На расстоянии 0,35 м от оси сваи проходят скважину для размещения плети термометров электросопротивления либо заленивленных или спиртовых. На расстоянии 0,9 м от оси сваи задают скважины под электроиглы или трубчатые электронагреватели. Глубина проходки на 4-5 м ниже заглубления острия испытательной сваи. Прогревают грунт [ 15], наблюдая за изменениями температуры его через каждые 6 ч до нагрева 3 °С. Измеряют осадки сваи.
После затухания осадки от приложенной ступени или от проектной (по программе испытаний) нагрузки продолжают нагружение ступенями по 10 тс до критической нагрузки, т. до появления незатухающих осадок сваи либо до разрушения ее материала.
Отсчеты по прогибомерам следует выполнять, руководствуясь данными табл. 4. Посла затухания осадки сваю разгружают в обратном порядке. При необходимости (поломке домкрата, перерыве в электроснабжении и др. ) сваю разгружают независимо от того, прекратилась ли осадка, но с фиксацией упругой отдачи. После вынужденного перерыва сваю вновь нагружают той же нагрузкой и выдерживают до затухания осадки.
Результаты испытаний оформляют и используют, как указано ранее. 2. 1 7. При прогнозировании подъе ма уровня грунтовых вод или повышения влажности грунтов в перио д эксп луат ации свайн ых оснований в г лин истых и лессовых масс ива х мо жет во зникн ут ь необходимость испытания свай в замачивае мой среде. В этом случае сн ача ла сваи испытывают в грунтах природной (до нача ла строите льст ва) вла жности по ГОСТ 5686-7 6, на груж ая их до п роек тно й либо крит ической нагрузки.
Затем грунты зама чивают, п роводят испытания сва й в замоченном массиве, получаемые рез уль та ты о брабатывают по гостированной методике. Определяют несущую сп о собность свай в замоченном грунте, зависимость перемещения свай в грунте от нагрузки и т. 2. 18.
В гли нистых грун та х, ск лон ны х к явлениям ползучести и релаксации, надле жит также опре делять и реологические особенности испытания сва й, составлять граф ики: суммарная осадка - время и скорос ть о са дки сва и - на грузка (см. р ис. 16 и 17), как указ ано в руководствах [ 12, 14]. Вращательный срез.
2. 1 9. При испытаниях грунтов на сопротивление вращательному сре зу регистрируют линейную деформацию l измерительных пружин (с п иральных, пла стинчат ых), и по величи на м уд ельной деф орм ац ии ( ; ) в ычисля ют реали зуемы е в испытаниях усилия F. крутя щ ие моменты M. удельны е соп ротивле ния сдвигу τ и показатели структурной и возникающ ей прочности грунтов по ГОСТ 21719-80.
Вращательный ср е з в массиве позволяе т опре деля ть прир одную прочность торфов, илов и глинистых те кучих. текуче- и м ягк оп ласти чны х грунтов и прочность, возникаю щую после ра зрушения в грунте структурных связе й вращающимися лопа стями к ры льч атого наконе чника. Природная максимальная (до разруш е ния в грунте его структурных связей) прочность грунта τ М определяется по пику кривой зависимости ре ализуемого в испытани и крутяще го моме нта от деформации грунта, т.
от угла поворота крыльчат ки в массиве (р ис. 18, кривые 1- 4 и 7), п о фо рм уле. где В - п остоянная к рыль чатки, см 3. Ри с. 18. Кривые зави симости М = f ( α °) реализуемого в испыта нии грунтов на сопротивление вращательному срезу в мас сиве к рутящег о момента от угла поворота крыльчатки (сопротивле ния сдвигу от деформации грунта). По сл е разрушен ия крыль чаткой естественного сложения грунта и его структ урных св язей остается прочно ст ь τ y.
кот орая обусловлена только водно- коллоидными связями между ча ст ицами. На рис. 18 она отвечает горизонтальным прямым в правой час ти графика. Установившаяся прочност ь характе ризует то ост ат очное сопротив ле ние сдв иг у, которое в основа нии прое кт ируемого сооруже ния или в от кос е выемки, за обделкой тоннеля м ожет оказ ат ь нагрузке грунт после раз руше ния его структ урных связе й ме ханизмами при строит ельстве либо вследс твие выветриван ия в пе риод эксплуатации. Ее опреде ляют по ф ормуле. Есл и продолжат ь вращ ение лопастей крыльч ат ки, то н аст упает "уст алость г линистого грунта", т.
развиваетс я т акое яв ление, как ползучест ь грунт а, и установившаяся прочность уступ ает ме сто длительной прочност и τ дл (см. край ние п равые отре зки кривы х 1.
2 и 4 на рис. 18). Оно отражае т различия в реологических свойства х грунтов.
Длительную прочность вычисляют по формуле. Кривые за висим ости М = f ( α °) и м еют разную фо рму (см.
р ис. 18). Кривая 1 характеризует хрупкое разрушение - о стрый пик максимальной прочности, кривая 3 - хруп копласт иче скую и ост альные - плас тическую де формацию грунт а при разрушении есте ственного слож ения. На кривых 5 и 6 не прослеживается в ыраженного пика, и эт о указывае т на то, чт о слаболи тиф ициров анны й грунт мо жет и не обладать скол ько-нибуд ь суще ст ве нными ст рукт урными связя ми.
Отн ошение ве личин м аксима льной п риродной и уста новивш ейся прочнос ти, т. так называемый показатель структурной п рочности (или чувств ительност и), у раз ных грунтов неодинаково. Э тот показате ль и разница величин максимальной и установившейся прочност и характеризуют относительную и абсолютн ую прочность структ урных связей грунта (химических, ионных, ковалентных и др. ) и к осве нно сте пе нь литификации торфа. илов и глинист ых от ложе ний разного во зраста и гене зи са, их ст рукт урированност ь. Разные грунты могут облада т ь одина ковыми ма ксима льной природной и установивше йся прочностью.
Но, наприме р, пик кривой 7 сущ ественно сдвинут впра во по с равне нию с пиком кривой 4. Это, как и ф орма кривой при ра злич ном характере раз рушения структ урн ых связе й грунта в исп ыта нии, ука зывае т на различия в ве личина х параме тров природн ой прочности, одинаковой у обоих грунтов при вращательном срезе в массиве в д а нных усло виях. А н ализ кривых зависимост и М = f ( α °) при вр аща тель ном срезе вне шне одног о и т ого же грунта. но в ра зны х ( по простира нию и глубине) точка х изуча емой мощной толщи илов или глинист ых грунтов позволяет по особе нностям кривых испытания расчленить виз уально одн ородный массив на индивидуальные слои, выделит ь в нем инже не рно-ге ологи че ские элементы и несущие пласты основания проект ируемого сооружения или здания, определит ь параме тры прочн ости. 2. 20. П е рвой установкой вращ ательного среза по врем ени разработки и вне дрен ия ее на из ыс ка ниях в Сове тском Союзе являет ся установка ЦН ИИС Минтра нсст роя (рис.
19) [ 1, 3, 4, 16- 18]. Изготовленная на э ксперимента льном за воде ЦНИИ Са. в производственных мас те рских Ленинградского про ектно-и зы скат ельского инс титута железных дорог (Ленг ипротра нс) и др. в количестве около 1 00 комплектов, эта установка ныне широко приме няе тся на дорож ных (и в ообще лине йны х) и п лоща дных изысканиях. По сравнению с появившимися позднее о т ече ственными и за рубе жными уста новками лопаст ной прибор ЦНИИС имеет следую щие преимущ ест ва.
- наличие из ме рителя углов скручива ния шт анговой плети и угла поворота крыльчатки в грунте;. - повыше н ная точность измерений реа лизуе мого в испытании усил ия, которая обе спечивается тем, что измерительные пружины вынесе ны на ко нцы коромысел длиной 500 мм (радиус вращения 250 мм);. - ш и рокий диапа зон подопы тны х грунт ов (м ожно испытывать торфы, илы. глинистые грунты от те куче й до тугопласт ично й консисте нции).
Рис. 1 9. Лопастной прибор ЦНИИС :. 1 - крыльчатка; 2 - стержен ь, нес ущ ий крыл ьчат ку; 3 - шт анга; 4 - соединительная муфт а; 5 - центрирующая муфт а; 6 - ст ойка прибора; 7 - за жи мн ое уст ройст во; 8 - г оловка прибора; 9 - изме рите ль угла поворот а кр ыльчатки и ве лич ины растяж ен ия пружин; 1 0 - ручной приво д; 11 - пружина; 1 2 - шляпка ст ойки; 1 3 - ко стыль. Ус т ановка ЦН ИИС на шла также широкое применение при проведении научных ис сле дован ий, в частнос ти при рас крытии возможносте й анализ а зависимостей М = f ( α °), получаемых пок а толь ко при применении этой уста новк и. Установк а включает следующ ие узлы (см. рис.
19):. - рабочие н а коне чники (четырехлопастные крыль чатки ) четырех ти поразм еров (т абл.
5), отвечающих требова ниям ГОСТа;. - ш та нги, несущ ие к рыльчат ку, на резьбовых и замковых соединениях.
с шай бам и, центрирующими эт у га рнит уру в скваж ине; диаметр штанг 34 мм, длина отрезков 0,5; 1 ,0 и 1 ,5 м ; верхним концом га рнит уры служит пе реходник с квадратной втулк ой под шип ведуще го коромы сла опе рат ивног о с толика установки;. - оп е рат ивный столик, на корп усе кот орого имеют ся три лапы для к реп ления на стойках; внут ри корпуса находится ре дуктор с пе ре даточным число м 3600. снизу ме ха низм силовых пружин из двух коромысел - ве дуще го и ве домого, на конца х которы х укрепле ны пружины; на корпусе установлен указате ль растяжения пружин и поворот а всего снаряда при испытании, свя занный с ве дущ им коромыслом через редуктор и с ручным приводом;.
- три стойки опера т ивного столи ка длин ой по 1000 мм с шипами, т росовыми от тяжка ми и костылями для крепления к грунту; лап ы столика свободно передвигаются по ст ойкам и закре пляются в нужном положении;. - приспособление для тариров а ния (растягивания) пружи н с набором гирь и мерной миллиме тровой линейкой ;. - уп а ковку (де ревянный ящик для операт ивного ст ол ика, пружин, тари ровочного приспособле ния, пере ходников, коротких шта нг, оттяжек.
к осты ле й, шайб, ключей и других предме тов); стя жк и и бабышки для стоек и штанг. Примечания. 1.
Величина. где z - глубина от подошв ы штампа; b - длина стороны или диам е тра шта мпа. 2. Для про м ежут очных значений m в е личин у a z с ле дует опреде лять путем интерп оляции. где S пр. i - общая просадочная деформация слоя i -й толщи.
Среднее давление в пределах каждого слоя находят как полусумму давлений в его кровле и подошве. где. - давления от собственного веса грунта в водонасыщенном состоянии соответственно в кровле и подошве i -го слоя;.
- коэффициенты изменения дополнительного давления от штампа в кровле и подошве слоя [ 25 ]. Рис. 29. Графики осадки и просадки S глубинных марок по глубине H испытания от подошвы штампа:. 1 - 6 - осадки глубинных марок на различных ступенях нагрузки штампа; 7 - просадка глубинных марок на конечной ступени нагрузки.
Опытные замачивания грунтов в котлованах. 2. 36. Опытные замачивания грунтов в котлованах имеют целью определение типа условий по просадочности в недостаточно изученных районах.
Их надлежит выполнять в тех относительно редких случаях, когда в районе распространения лессовых грунтов проектируются железнодорожный узел, станция, жилой поселок дорожников, промышленный транспортный комплекс со зданиями и сооружениями, где неизбежны разливы воды и осуществляются «мокрые» технологические процессы (моечные вагонов, промывочно-пропарочные цистерны, бани и прачечные и др. ), средние и большие мостовые переходы через вновь проектируемые каналы и на участках спрямления русл рек в мощных толщах ранее не проявленных просадочных грунтов. Опытные замачивания следует выполнять, если необходимо уточнить:. установленный по результатам лабораторных испытаний тип грунтовых условий, когда они отнесены ко II типу, но близки и к I. т. при начальном просадочном давлении, меньшем бытового, в пределах слоя толщиной до 5 м или при величине просадки от собственного веса грунта от 5 до 15 см;.
просадку грунтов от их собственного веса;. мощность просадочной толщи грунтов;. глубину, с которой происходит просадка грунта от его собственного веса;. начальное просадочное давление. Для опытного замачивания выбирают место, как правило, на незастраиваемой территории в пункте с наибольшими просадочностью грунтов и мощностью просадочной толщи, что устанавливается по результатам разведки площадки и данным лабораторных работ. Размеры сторон котлована должны быть не менее мощности просадочной толщи, т.
не менее 15 ´ 15 м. Глубину котлована за счет снятия растительного и насыпного слоя принимают не менее 0,4 - 1 м.
В тех случаях, когда мощность просадочной толщи превышает 15 м и коэффициент фильтрации подлежащих замачиванию грунтов менее 0,3 м/сут, а сверху залегают слои и прослойки слабо фильтрующих грунтов, для ускорения замачивания проходят дренирующие скважины. Диаметр скважин должен быть не менее 15 см.
Расстояния между ними принимают 3 - 5 м. Глубины дренирую щ их скваж ин из расчета проходки верхних слабоф ильтрующ их слоев грунта должна составлят ь от 0,4 до 0,8 мощности просадочной толщ и. Скважин ы на всю глубину засыпают песком или гравием. Для наблюд е ний з а просадкой грунта на дне котлована и за е го пре де лами на расстоянии до 2 мощносте й просадочной т олщи ставят пове рхност ные, а в це нтре котлована - глубинные марки. Поверхностные м арки (рис.
30) ставят по двум-че тырем попе речникам через 2- 4 м одна от другой, а глубинные - че рез 2-3 м по глубине в пределах всей просадочной толщи. Рис. 30. Кон с трукции поверхностных марок:. а - прос т ейшего типа; б - с бе тонной опорой; в - с бетонной опорой при задавливании в зимнее время; 1 - а рматурный сте ржень диаметром 20- 24 мм; 2 - уплотненный грунт ; 3 - бе тонная опора (разме ры в миллимет рах). Грунт в ко т ловане замачивают, подде рживая постоянный уровень воды над его дном до полного промачивания всей толщи просадочны х грунтов и до условной ста билизации просадки. За условную стабил иза цию прос адки грунта принимают ее прирост не более 1 см за 1 0 дней.
В процессе замачивания измеряют количество заливаемой в грунт воды и через 5-7 дней нивелируют поверхностные и глубинные марки относит е льно системы временных репе ров, ра сполож енных за пределами зоны развития проса док. Горизонтальные перемеще ния пове рхности измеряют по поверхностн ым маркам на 1 -2 поперечника х. По р е зуль тата м замачива ния строят графики: суточного и обще го рас хода воды, проса док поверхностных и глубинных марок во времени, измен ения просадки и от носите льной просадочности в отдель ных слоях грунтов по глубине за моченной т олщ и. При рас четах примен яют формулы ( 26) - ( 30), считая да вление от штампа равным нулю. На план наносят линии р а вных проса док поверхности грунта в замоченном котлова не и вблизи него, где проявились просадки. Сос та вляют поперечные профили просадок поверхности грунта [ 26]. Опытные откачки.
2. 37. Опытные откачки выполняют по ГОСТ 23278-78 для определени я коэффицие нта ф ильтрации водовмещающи х пород в не которой облас ти массива с целью ра счет а водоприт ока в котлован проектируемого здания или сооруже ния и другие выработки, проектирова ния водоотлива при строительстве, дренажей в выемках, дренажных за вес в тоннелях и т. Откачк а захват ыва ет значит ельный объем водоносного ма ссива, что позволяет получить усредненную хара кте рис тику водопроницаемости пород масс ива. удобную в инженерно-геологических и гидрогеологических (водозабор) расче та х.
В ряде слу чае в откачка экономичнее мас совых ла бораторных определений для получения норма тивного (сре днестатистического) значения коэффициента водопрон ицаемост и. Отк а чка является наде жным способом определе ния водопроницаемости водоносных песков и гравия, из которых невозможно отобра ть монолитные образцы для лабораторных испыта ний. Ме тодика и аппаратура откачек оха рактеризованы в работе [ 27]. СПИСОК ЛИТЕР АТ УРЫ.
1. Бо нд арик Г. К.
Ком аров И. С. Ф ерронский В. И. Полевые ме тоды инж ен ерн о-геол огических исследований.
М. Не дра, 1 967. 2. Разоренов В.
Ф. Пенетрац ионны е ис пыт ан ия грун то в (Теория и практика прим ен ения), 2- е издание. М. Ст ройиздат, 1 980. 3.
Трофим енко в Ю. Г. Во робков Л. Н. Полевые методы иссле дования строительных свойст в грунтов.
2-е издани е. М. Стройиз дат, 1 981. 4. Крес товская А. М.
Куди нова Т. А.
Р екомен дац ии по примен ению и совершенствованию по левых мет одов иссле дов ания грунтов на основе обобщен ия опыта ра боты тре стов инже нерно- строительных изыскани й. М. Ст ройи зыск ания, 1978. 5.
П роизводстве нный и науч но- исследовательский инст итут по инже не рным из ысканиям в строительстве Г осстрой СССР. П риставка к ста нку УГ Б- 50 А(М ) для динамического зондирования. Совещание по поле вым ме тодам. И нформационн ый лист ок № 12. Рязань.
196 9. 6. Плакхин М. Л. Предлож ения по методике исследования песчаных грунтов статической п енет рац ией н а дорожных изысканиях.
ЦНИИС, 1 967. 7.
Указания по ра бо те с о с татическим пенетрометро м. М. ЦНИИС, 1969. 8. Методические указания по использованию статического зондирования для инженерно-геолог ич ески х изыс каний. Уфа, НИИп ромст рой.
1 975. 9. Методические рекомендации по проведению скоростных инженерно-геологических и з ыс каний на просад очны х грунтах. Уфа, НИИпромстрой, 1 97 7. 10. Рекомендации по ут очнению расче та не сущей способности свай и определению деформационных свойс тв грунт ов по данным статического з ондирован ия.
М. Ст ройизыс ка ния, 1975. 11. Мет о дические рекоме ндации по проведению скоростных инженерно-геологическ их изыскан ий для проектирования объектов массового строите льства на забивных сваях. У фа, НИ Ипромс трой, 1 977. 1 2. Руководство по методам полевых испытаний нес уще й сп особности свай и грунтов.
М. ЦНИ ИС, 1 979. 1 3. Ревягин Л. Н.
Тофа н юк Ф. С. Некоторые результат ы иссле дований по опре деле нию несущей способности сваи при помощи ИИ С-1 27. В сб. "Инженерно- строите льные изыскания ", вып. 3(32).
М. Ст ройизыскания, 1 973. 14. Руко в одство по полев ым испыта ни ям свай в веч номер злых грунтах. М.
Ст ройиздат. 1 977. 1 5.
Ре комендации по расчет у и применению электронагревателей для отта ивания мерзлых грун то в. М. Ст ройиздат, 1971. 1 6.
Дружинин М. К.
Указания по определению с оп роти вл ени я грун тов сдви гу в скважина х. М. О ргтрансстрой, 1 969. 1 7.
Методы опре деле ния прочности глини стых поро д. Под редакцие й Г. К. Бондарика. М. Недра, 1974. 1 8.
Корчагин Г. П.
Коренева С. Л. П рессиомет рия и вращате льный срез в инженерной ге ологии. М. Недра, 1 976. 1 9. Инструкция для исследова ния слабых грунтов нормативной полевой лабо ра торией ПЛГ-1Р (1 -я ред акци я), М.
ПНИИ ИС, 1 977. 20.
Ре комендации по при менению поле вых методов исс ледования грунтов. Госстрой РСФСР. Центральный трес т инж енерно-с троительны х изыс каний. М.
19 68. 2 1. П рессиом етр ЭВ. 9 0/1 27. М. Недр а. 1 979.
22. Методические ук аз ания по определени ю дефо рм ат ивных с войств грунтов полевым пресси омет ром. М. ЦНИИС, 1971. 23. Инструкция по р а боте с прессиометром ЦНИИС при полевых исследованиях грун тов. М.
ЦНИИС, 1973. 24.
Р е ком ендации по определ ен ию прочностных характ еристик грунт ов прессиом етром ЦНИ ИС. М. ЦНИИ С, 1 977. 25. Рекомендации по испытаниям просадоч ных грунтов с татическими наг рузками.
М. Строй издат, 1 974.
26. Руководство по проектирован и ю оснований з даний и сооруж ений. 2- е издание. Под ред. Е.
А. С орочана и др.
М. Стройиздат, 1 978. 27. Керкис Е.
Е. Методы и з учения фильтрационных с войств горных пород. М. Недра, 1 975.
1. Общие положения. 1. 2. Технология и технические средства полевых испытаний грунтов в массивах. 3. Назначение и область применения испытаний.
3. Зондирования грунтов. 6. Динамическое зондирование.
7. Статическое зондирование. 8. Испытания свай. 16.
Вращательный срез. 20. Испытания грунтов на сопротивление срезу в шурфах. 26. Испытания грунтов статическими нагрузками на штампы в шурфах и скважинах.
31. Опытные откачки. 36. Список литературы.
36.