47 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Обработка данных испытаний штампов

Испытание грунтов статическими нагрузками. Испытания штампами. Штамповые испытания. Испытания штампом.

Во время строительства здания и после ввода его в эксплуатацию песчанистые и глинистые грунты под его основанием уплотняются под действующей на них статической нагрузки от постройки. Такие уплотнения грунта могут быть значительными и должны учитываться на стадии проектирования объекта. Количественной характеристикой сжимаемости грунтов считают модуль общей деформации E (МПа), или модуль деформации. Наиболее точный способ определения несущей способности грунтов в полевых условиях — испытания штампами.

Деформация грунтов состоит из упругой деформации, которая восстанавливается после снятия нагрузки, и остаточной. Результатами испытаний также являются получение таких характеристик как относительная просадочность δпр и начальное просадочное давление Pпр, и, конечно же, модуля деформации.

В преимуществе над данными модуля деформации, полученными в лаборатории, при проектировании предпочитают использовать данные, полученные при штамповых испытаниях. Для просадочных грунтов при испытании статическими нагрузками определяют относительную просадочность, а для лёссов — начальное просадочное давление, для набухающих грунтов – набухание под нагрузками и давление набухания.

Сущность метода испытания штампом заключается в натурном моделировании процесса уплотнения достаточно большого объёма грунта (по сравнению с лабораторной пробой) под нагрузкой, сопоставимой с нагрузкой проектируемого здания. Испытанию подвергаются, как правило, крупнообломочные, песчаные и глинистые породы.

Перед началом проведения таких испытаний осуществляется бурение скважин для уточнения инженерно-геологического разреза с отбором проб грунтов и определением их физико-механических характеристик в лабораторных условиях. В тоже время выявляются все водоносные горизонты. Места испытаний и их глубины устанавливают с учётом предлагаемой ширины фундаментов и глубины их заложения. Испытаниям подвергают все несущие слои грунтов. Полученные данные влияют на выбор типа штампа, на место проведения испытания, а также на количестве опытов. Если в активной зоне распространения нагрузки находится только один мощный однородный слой, то испытания выполняют на отметке заложения основных фундаментов. Если же в разрезе представлены неоднородные грунты с различными свойствами, то необходимо испытать все слои. Число опытов на участке для каждого характерного инженерно-геологического элемента должно быть не меньше двух.

Существуют разные конструкции установок, позволяющие выполнять штамповые испытания. Схема распространённой установки испытания грунтов статическими нагрузками представлена на рисунке, где 1- штамп, 2- гидравлический домкрат, 3- индикаторная установка, 4- продольная упорная балка, 5- винтовые анкерные сваи.

Штампы выполняются в шурфах с минимальным сечением 1.5×1.5 м, в буровых скважинных диаметром 325 мм, в дудках диаметром 0.9 м, в шахтах, штольнях, в котлованах. При испытаниях на глубинах до 6 м и низком уровне грунтовых вод предпочтение отдаётся шурфам; при проведении опыта на глубине от 6 до 20 м. Если уровень грунтовых вод находится выше точки испытаний штампом, то опыт выполняют в скважине.

Предварительно подготавливают площадку установки штампа. Штамп необходимо установить строго горизонтально. Для текучепластичных и текучих глинистых пород штамп устанавливают в выемку сорок-шестьдесят сантиметров. Размер выемки в поперечнике не должен превышать диаметр штампа большее чем на десять сантиметров. Стенки выемки нужно укреплять. В случае затруднений с планировкой грунта под штампом устраивают подушку из мелкого или средней крупности маловлажного песка толщиной 1-2 см для глинистых и 5 см – для крупнообломочных пород. Песчаную подушку толщиной 2-3 см укладывают и при испытании просадочных пород с замачивание; такая подушка обеспечивает дренирование воды в породу. Породу в месте испытаний необходимо оградить от поверхностных вод, а зимой защитить от промерзания. Сложно устанавливать штамп в водонасыщенных песках, где в результате подсоса песка порода на забое скважины разуплотняется, а в скважине создаётся песчаная пробка. В таких случаях бурение в основании скважины ведется малым диаметром. Когда штамп установлен монтируют устройство для его нагрузки, закрепляют анкера и подключают измерительную систему.

Испытание проводится плавным приложением нагрузки к штампу. Нагрузка на грунт производится ступенями давлений от 0.025 до 0.5 ÷ 0,1 МПа в зависимости от показателя консистенции для глинистых грунтов и плотности для песчаных грунтов. Необходимо выполнить не менее 4-х ступеней давления, соответствующих природномуPS на отметке испытания. В ходе испытания для каждой ступени нагрузки должен строиться график осадки во времени. Отсчёты после приложения нагрузки каждой очередной ступени берутся при испытании песчаных грунтов через каждые 10 минут в течение первого получаса и через каждые 15 минут в течение второго получаса и далее каждые 30 минут до условной стабилизации осадки; и при испытании глинистых грунтов – через каждые 15 минут в течение 1-го часа и 30 минут – в течение второго часа, и далее через 1 час до условной стабилизации осадки.

За условную стабилизацию осадки принимают приращение осадки штампа, не превышающее 0.1 мм за время от 0.5 до 3 ч в зависимости от плотности песчаных грунтов и показателя консистенции для глинистых грунтов. Время выдержки каждой предыдущей ступени давления не должно быть меньше времени выдержки предыдущей ступени. По мере увеличения давления на грунт увеличивается его осадка. Вначале осадка развивается пропорционально прилагаемой нагрузке, но в какой-то момент она может резко увеличиться при незначительном возрастании нагрузки. Давление, при котором происходит подобное явление, называют предельным (критическим, предельное давление, критическое давление), признаками которого являются:

  • выпирание грунтов из-под штампа и образование вокруг него трещин (в случае испытание в шурфе);
  • резкое увеличение осадки при незначительном увеличении нагрузки;
  • длительная (в течение 24 ч), не затухающая осадка.

На графике «нагрузка-осадка» этот момент отмечается перегибом кривой. При достижении критического давления Pкр испытание прекращается.

После окончания опыта производят разгрузку штампа, которая ведётся ступенями вдвое большими, нежели нагрузка. После каждой ступени разгрузки один час ведут наблюдения за деформациями грунтов. Отсчёты берут через 30 минут. После снятия всей нагрузки эти наблюдения продолжают в течение 3-х часов.

После окончания опыта из-под штампа берётся проба грунта на влажность и плотности: выработка углубляется на глубину больше 2-х м штампа для проверки однородности грунта.

В ходе проведения опыта ведётся следующая документация:

  • вычерчивается геологический разрез скважины с уловным местоположением штампа;
  • ведётся журнал проведения опыта;
  • составляются графики зависимости осадки от времени и осадки от нагрузки;
  • составляется схема проведения опыта или прикладывается фотоснимок смонтированной установки с обозначением отдельных узлов.

Дальше переходят к обработке результатов измерений. Модуль деформации определяется тангенсом угла наклона линии S=F(P).

Если ступени нагрузок назначены правильно и испытание проведено правильно, то огибающая, проведённая по точкам графика S=S(P), на его начальном этапе имеет вид прямой, близкой к прямой линии. Это начало прямолинейного участка принимают значение удельной нагрузки P, равное природному давлению PS, в данной точке и соответствующее ему значение осадки S. За конечные значения Pn и Sn принимаются значения Pi и Si, соответствующие концу прямолинейного участка графика. Если при давлении Pi приращение осадки будет в два раза больше, чем для предыдущей ступени Pi, а при последующей ступени Pi+1 приращение будет равно или больше приращение осадки при Pi, за конечные значения Pn и Sn следует принимать Pi-1 и Si-1. При этом количество включаемых в осреднение точек не должно быть меньше 3-х.

Читать еще:  Подготовка к установке вертикальных жалюзи

Для прямолинейного участка проводят усредняющую прямую методом наименьших квадратов или графически. Количество опытных точек для построения усредняющей прямой не должно быть меньше 4-х.

Построенная таким образом усредняющая прямая используется для вычисления численного значения модуля деформации E.

S – приращение осадки штампа, соответствующее P, см;

m — коэффициент Пуассона (для песка равен 0.30, для супеси – 0.32, для – суглинка – 0.35, для глины – 0.42);

w — безразмерный коэффициент, равный 0.8;

d – диаметр штампа, см.

Для вычисления относительной просадочности и начального просадочного давления необходимо провести штамповые испытания грунтов в обводнённом состоянии.

Относительную просадочность следует вычислять по формуле:

где, Sпр — просадка породы в основании штампа (см), определяется как приращение осадки штампа в результате замачивания грунта при заданном давлении PЗ;

hдф – деформируемая зона (см) по вертикале при испытаниях с замачиванием, равная 0.4; 0.7; 1.2; 1.7 и 2.0 диаметра штампа соответственно при давлениях P, равных 50, 100, 200, 300 и 400 кПа. Значение относительной просадочности необходимо определять с точностью тысячных долей.

За начальное просадочное давление Pпр принимают давление, соответствующее точке перегиба графика S=f(P) для породы, испытываемой в водонасыщенном состоянии. При нечётко выраженном перегибе графика за величину Pпр принимают давление, при котором просадка в основании штампа Sпр равна 0.005 ∙ hдф. Значение начального просадочного давления Pпр следует определять с точностью до 0,1 ∙ 10 5 Па.

Одно испытание штампом может проводиться в течение целого дня и более, а по техническим причинам может потребоваться его повторение. Из-за уникальности объекта строительства, его технических особенностей, из-за неоднородности инженерно-геологического разреза количество испытаний штампами может значительно возрасти. Это очень сложный и ответственный метод определения модуля деформации E, с большой трудоёмкостью подготовительных работ, громоздкостью оборудования и дороговизной опытов. Но главное, что именно этот метод позволяет получить наиболее достоверные значения модуля деформации E.

Пример 3. Обработка результатов испытаний грунта штампом

Пример 2. Заполнение таблицы физико-механических характеристик грунтов

После обработки физико-механических характеристик грунта результаты расчета сводим в таблицу.

Тип грунтаСуглинокСуглинокПесок
Удельный вес тв. частиц, кН/м 3γs1,81,761,82
Удельный вес, кН/м 3γ17,817,318,1
Удельный вес грунта во взвешенном водой состоянии, кН/м 3γsb9,89,49,96
Удельный вес сухого грунта, кН/м 3γd17,917,518,1
Коэффициент пористостиe0,730,790,66 Средняя плотность
Пористостьn0,420,440,4
Природная влажностьw0,150,170,14
Коэффициент водонасыщенияSr0,56 влажный
Влажность на границе текучестиwL0,260,25
Влажность на границе раскатыванияwp0,160,17
Число пластичностиIp0,10,08
Показатель текучестиIL-0.001 твердыйполутвердый
Угол внутреннего трения, градусφ
Удельное сцепление, кПаC
Модуль деформации, кПаE
Расчетное сопротивление грунта оснований, кПаR

Штамповые испытания (рис. 3) заключаются в том, что штамп – круглая плита – устанавливается на дно котлована на предварительно зачищенную и разровненную поверхность грунта, после чего загружается ступенями нагрузки. Последующая ступень нагрузки прикладывается после затухания осадки от предыдущей ступени. По линейному участку зависимости осадки s, см, от нагрузки р, МПа, устанавливается модуль деформации Е. Основным достоинством этого вида испытаний является то, что они ведутся непосредственно в грунтовом массиве.

Рис. 3. Штамповые испытания грунта в котловане в полевых условиях

а) схема установки; б) зависимость осадки от нагрузки; 1- шурф; 2 – жесткий штамп;. 3 – платформа; 4 — нагрузка

Требуется определить модуль деформации грунта по результатам испытания грунта ИГЭ –1 штампом (А= 5000 см²) в полевых условиях.

P, кПа
S,мм

В соответствии с ГОСТ 12374-77 «Грунты. Методы полевого испытания статистической нагрузкой» модуль общей деформации грунта Е вычисляется для прямолинейного участка графика по формуле:

, где (13)

где ν – коэффициент бокового расширения грунта (коэффициент Пуассона), принимаемый равным 0,3 ÷0,35 для песков; 0,35÷0,4 для супесей; 0,4 ÷ 0,45 – для суглинка; 0,45 ÷ 0,5 для глин.

w – безразмерный коэффициент, принимаемый для жестких круглых штампов равным 0,8;

d – диаметр штампа, м;

∆Р – приращение давления между двумя точками, взятыми на усредняющей прямой, кПа. За начальное значение принимается давление, равное вертикальному напряжению от собственного веса грунта на уровне заложения подошвы фундамента (в расчетах принимается 50 кПа), за конечное – давление, соответствующее конечной точке прямолинейного участка;

∆S – приращение осадки штампа в м между теми же точками, соответствующее ∆Р.

Испытание суглинка стандартным штампом площадью А = 5000 см 2 , диаметром d = 0,798 м, модуль деформации определится:

кПа.

Рис. 4. График испытания грунта штампом

Модуль общей деформации грунта Е аналогичен модулю упругости в законе Гука, но в отличие от последнего учитывает как упругие, так и остаточные деформации. Он определяется испытанием образца ненарушенной структуры в компрессионном приборе или испытанием грунта штампом в полевых условиях. В настоящее время для оценки механических свойств грунта в основном применяют лабораторные методы. Компрессионные испытания грунтов проводят с использованием специальных приборов — одометров и стабилометров. При работе с одометром (рис. 5) образец грунта ненарушенной структуры помещают в жесткое металлическое кольцо, которое вместе с образцом устанавливают на пористое днище. Нагрузка N передается на образец грунта поршнем. Конструкция поршня (как и днища) допускает фильтрование через него отжимаемой из образца воды. Деформацию образца измеряют индикатором. Одометр находится в ванне, в которую при испытаниях водонасыщенных грунтов наливают воду. Образец грунта имеет форму цилиндра высотой h более 20 мм и диаметром основания более 71 мм с отношением высоты к диаметру 1 : 3,5. Относительно малая высота образца позволяет уменьшить влияние сил трения грунта о кольцо на деформацию грунта.

Однако одометры имеют два существенных недостатка: 1) наличие трения между боковой поверхностью образца грунта и жесткими стенками корпуса искажает результаты опыта; 2) неточность пригонки горизонтальных поверхностей грунтового образца к пористым дискам и его боковой поверхности к стенкам корпуса одометра приводит к значительному завышению деформаций образца.

Этих недостатков лишены приборы трехосного сжатия, называемые стабилометрами. В стабилометре (рис. 6) образец грунта находится в резиновой оболочке, герметически закрытое пространство между которой и жесткими стенками металлического цилиндра заполняется жидкостью, например водой.
Герметичность пространства, в котором находится вода, окружающая образец с боков, и ее малая сжимаемость (по сравнению с грунтом) позволяют считать, что образец испытывает сжатие без бокового расширения. Достоинством стабилометра является то, что в нем устраняются силы трения по боковой поверхности образца и появляется возможность измерения сил бокового давления манометром (см. рис. 6). При испытании образца грунта давление σ, кПа, определяемое по формуле σ = N/A (здесь N — вертикальная нагрузка на образец, (кН); А — площадь поперечного сечения образца, (м 2 ), повышают ступенями от 12,5 до 50 кПа, выдерживая каждую ступень до прекращения деформации образца, т. е. до стабилизации осадки. В песчаных грунтах стабилизация осадки происходит в течение нескольких минут, а в глинистых грунтах она может длиться несколько суток. В результате испытания устанавливают значения осадки образца s, мм, соответствующие каждой ступени нагрузки, и строят график зависимости относительного вертикального укорочения образца е, определяемого по формуле e = s/h (здесь h — высота образца, мм), от передаваемого на него давления , а также кривую зависимости коэффициента пористости е от Р (рис. 7), которая называется компрессионной кривой.

Читать еще:  Как сделать беседку навес

Дата добавления: 2014-11-29 ; Просмотров: 2715 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Испытания грунтов штампом плоским штампом (поверхностным)

ЗАКАЖИТЕ ИСПЫТАНИЯ СВАЙ ПРЯМО СЕЙЧАС
+7-908-579-39-03

Лабораторные способы изучения сжимаемости не всегда могут отвечать требованиям современного строительства. Так, при строительстве высотных жилых зданий, в случае застройки микрорайонов современными монолитными и панельными зданиями, а также при строительстве на грунтах, отбор ненарушенных образцов из которых практически невозможен, сжимаемость изучается полевыми способами, наиболее точными из которых являются испытания грунтов штампами в шурфах и скважинах. Надо отметить, что проведение штамповых испытаний может быть выполнено как при инженерно-геологических изысканиях, для получения данных, необходимых для проектирования, так и для контроля качества уплотнения грунтов и искусственных оснований, где излагаются выводы о качестве подготовки основания на основании сравнения расчетной (установленной в проекте) и фактической величины модуля деформации.

Основным достоинством этого вида испытаний является то, что они ведутся непосредственно в грунтовом массиве. В РФ для испытаний грунтов статической нагрузкой используют штампы значительно больших размеров, чем за рубежом. Стандартными для испытаний в шурфах, котлованах, шахтах, штольнях считаются жесткие круглые в плане, плоские штампы площадью 2500 и 5000 см2 (I типа), а также штампы площадью 1000 см2 (штампы II типа); для испытаний в скважинах используют круглый (III тип) или винтовой штамп (IV) площадью 600 см2. Однако какой тип штампа не применялся в экспериментах, сущность и методика испытаний остается неизменной. Изменяется только технология испытания и применяемое оборудование.

Испытания грунтов можно разделить на два основных типа:

  • испытания на дне котлована (поверхностные)
  • испытания в скважинах.

Испытания грунтов в котлованах, шурфах.

Оборудование. Основным оборудованием для испытаний является штамп, установка для его нагружения и измерительная аппаратура (см. рис.ниже)


Вычисление модуля деформации по результатам испытания грунта штампом является основной задачей таких исследований. Результаты вычислений в первую очередь зависят от точности измерений осадок грунта под штампом. Поэтому измерение осадок должно производиться с особой тщательностью и надежностью. Для регистрации осадок ГОСТ 20276-2012 рекомендованы механические приборы, имеющие точность измерения 0,1 мм.

Проведение испытаний
Работы по испытанию грунтов штампами ведутся по утвержденной программе штамповых испытаний, составленной в соответствии с ГОСТ 20276-2012. В программе работ по проведению испытаний отражаются места испытаний, величины и количество степеней нагрузки, время стабилизации деформаций.

Число испытаний зависит от оценки степени неоднородности грунтов основания, требований точности вычисления модуля деформации Е и вида сооружения. Минимальное число частных испытаний для величины Е должно быть не менее 3.
Испытаниям подвергают все основные несущие слои грунтов. Если в пределах активной зоны залегает один достаточно мощный однородный слой, то испытания проводят на одном горизонте (глубине), примерно соответствующем отметке заложения основных фундаментов. Мощность испытуемого слоя должна быть не меньше двух диаметров штампа. При наличии более тонких слоев или их чередовании могут быть получены только средние значения показателей деформируемости для комплекса слоев.

Обработка результатов испытаний
По результатам испытания грунтов статической нагрузкой оценивают их сжимаемость, количественной характеристикой которой служит модуль деформации Е. Значение Е, Мпа является график S=f(p), выражающий зависимость осадки грунта под штампом от удельного давления. Для расчета осадок сооружений по принятой в практике теории линейно-деформируемого слоя необходимо одно постоянное значение модуля деформации, что и явилось основанием построения прямолинейного участка, как минимум, по четырем точкам.
Формула для определения модуля деформации по результатам испытаний в соответствии с ГОСТ 20276-2012 имеет вид:

где v — коэффициент Пуассона, принимаемый равным 0,27 для крупнообломочных грунтов; 0,30 — для песков и супесей; 0,35 — для суглинков; 0,42 — для глин; Кp — коэффициент, принимаемый в зависимости от заглубления штампа h/D (h -глубина расположения штампа относительно поверхности грунта, см; D – диаметр штампа, см); К1 — коэффициент, принимаемый равным 0,79 для жесткого круглого штампа; Dp — приращение давления на штамп, МПа, равное pn — p0; ∆S — приращение осадки штампа, соответствующее Dp, см, определяемое по осредняющей прямой. Коэффициент Кp принимают равным 1 при испытаниях грунтов штампами в котлованах, шурфах и дудках. При испытаниях грунтов винтовым штампом в буровых скважинах ниже забоя и в массиве без бурения скважин коэффициент Кp принимают в зависимости от отношения h/D по таблице 5.5, где h – глубина расположения штампа относительно поверхности грунта, см.
Формула получена на основе модификации известной формулы осадки линейно деформируемого однородного основания Ф. Шлейхера:

где v – коэффициент Пуассона, равный 0,3 для песков и супесей, 0,35 для суглинков и 0,42 для глин; w – безразмерный коэффициент, равный 0,8 для круглого штампа; d – диаметр штампа; ∆p – приращение давления на штамп; ∆s – приращение осадки штампа, соответствующее ∆p.

Следует отметить, что данное выражение получено путем решения краевой задачи для жесткого штампа на идеально-упругом полупространстве (основании), для случая отсутствия остаточных деформаций. В действительности, упругое поведение грунта проявляется при очень малых осадках, которые очень сложно измерить в полевых условиях из-за податливости конструкции системы нагружения. Поэтому, получаемый из опытов с использованием выражения модуль деформации не является упругим и называется поэтому модулем деформации, а не модулем упругости.

На рисунке приведена типовая зависимость осадки от нагрузки, полученная в одном из опытов при глубине заложения штампа, равная одному метру. Штамп был установлен на кровлю первого слоя крупнообломочного грунта. При обработке результатов испытаний влияние напряжений от собственного веса грунта не учитывалось из-за малой величины пригрузки.

Испытания грунта штампом

Испытания грунта штампом

Для сооружений 1 и 2 уровня ответственности обязательным является подтверждение характеристик грунтов прямыми полевыми методами, одним из которых являются штамповые испытания. Испытание грунтов статическими нагрузками выполняются как правило винтовым штампом площадью S = 600 см2.

Специалисты ООО «Геодата» выполняют штамповые испытания грунтов с составе комплексных инженерно-геологических изысканий, как на небольшой глубине, до 3 метров, так и на глубине от 10 до 15 метров.

Стоимость проведения винтовых штамповых испытаний начинается от 25 000 рублей и зависит от глубины и количества опытов на объекте, и согласовывается в каждом отдельном случае. Уточнить стоимость штамповых испытаний грунта можно по телефону 8-499-341-86-56.
Штамповые испытания грунтов проводят согласно ГОСТ 20276-12 «Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости», для определения прочностных свойств грунта(модуля деформации) в массиве природного сложения.

Читать еще:  Другие варианты декоративных решеток

Штамповые испытания грунтов проводят на глубине заложения проектируемого сооружения, непосредственно в местах расположения фундаментных плит. Изучается несущая способность слоя грунта, на которой и будет стоять фундамент сооружения.

Испытания проводят с учетом природного давления и проектной нагрузки на грунтовый массив от веса сооружений до условной стабилизации. За условную стабилизацию принимается приращение осадки штампа, не превышающее 0,1 мм за вышеуказанное время.
Результаты испытаний грунтов штампом приводят в приложении к отчету.

В скважинах на глубинах до10 -15 м (от уровня дневной поверхности) выполняют штамповые испытания грунтов. Испытание грунтов статическими нагрузками выполняются как правило винтовым штампом площадью S = 600 см 2 . Тип штампа – «ШВК»

Испытания грунта штампом

Испытания проводят с учетом природного давления и проектной нагрузки на грунтовый массив от веса сооружений .

Время условной стабилизации деформаций при испытаниях обычно принято:

— 0,5 ¸ 2,0 часа – для песчаных грунтов;

— 1,0 ¸ 3,0 часа – для глинистых грунтов.

За условную стабилизацию принимается приращение осадки штампа, не превышающее 0,1 мм за вышеуказанное время.

Результаты испытаний грунтов штампом приводят в приложении к отчету.

Испытания грунта штампом

Рис.1. Винтовой штамп S=600 см 2 перед началом опыта

Испытания грунта штампом

Испытания грунта штампом

Рис.2 и 3. Рабочие моменты выполнения штамповых испытаний грунтов

Испытания плоским штампом: диаметром 600 мм2 1000 мм2 2500 мм2 5000 мм2

Испытания плоским штампом применяется для определения степени возможной деформации участка с грунтом. Этот метод предполагает поэтапное нагружение жестких штампов, и дальнейшее измерение полученного осадка, с учетом времени воздействия.

Испытания плоским штампом довольно-таки трудоемкое исследование, потому что требуется монтаж габаритного оборудования, особая подготовка грунта к испытанию, и временные трудозатраты на изучение результата исследования.

Испытания плоским штампом проводятся уже на конечном этапе геолого-инженерных испытаний при строительстве, в тот момент, когда утвержден участок под застройку, выставлены габариты, и есть ориентировка здания, есть данные о силе, передаваемой на поверхность почвы, есть сведения о типе фундамента, его глубине, имеются полные данные о геологической «картине» участка. Исследования штампами проходят под регламентом ГОСТ 12374-77.

Модуль деформации

Так как модуль деформации рассматривается как величина степени сжатия грунта, и особенности его описаны теорией линейно- деформируемых тел, то узнать значение Е представляется вероятным лишь для поверхностной области участка: S=f(P).

Модуль деформации – это неизменная единица, при условии установленных пределов, для определенного участка с поверхностью выявленной структуры и особенностями. Модуль искажения используется для определения степени осадка сооружения.

Степень осадка принимается за константу при анализе модуля деформации, информация о котором была получена с помощью зондирования и опытов прессиометрическими методами.

Также, с помощью опытов с грунтами, помимо модуля деформирования, можно выяснить и дать оценку:

— осадки грунта под нагрузкой по времени;

— критичную нагрузку на грунт;

— просадку грунта в грунтах при их дополнительном смачивании при воздействии нагрузки.

Знания, полученные на настоящее время, говорят о том, что габариты штампов влияют на степень деформации исследуемых грунтов.

В 1930 г такие испытания провел Пресс на влажных глинистых почвах, на суховатых мелкозерных песчаных почвах, используя штампы-квадраты разнообразной площади и размера.

Выводы его исследований:

— Осадка для песка не связана с S штампа с габаритами 18х18 см и до 30х30 см. При большей площади или меньшей, осадка растет при неизменном удельном P, которое передается на штамп. Глинистые почвы показали результаты меньше: для них оказалось достаточно штампа 30х30см.

Самые точные сведения добываются при работе с подопытными фундаментами, габариты которых, соответствуют площадям проектных зданий. Но, ввиду дороговизны, эти изыскания выполняются нечасто. Потому, при масштабных опытах на грунтах используют штампы с габаритами намного меньше проектных.

Для скважинных опытных работ берут на вооружение округлые штампы площадью шестьсот кв. сантиметров.

Учитывая разнообразные виды грунтов и их состояние рекомендуется брать на вооружение штампы с размерами:

— В почвенных структурах песочных, глинистых, с величиной консистенции IL≤0,25 штампы S 2500 квадратных сантиметров;

— В почвах с крупнофракционным песком средней рыхлости, в глинных почвах, с консистенцией IL> 0,25, рекомендуется использование штампа площадью 5000 квадратных сантиметров;

Главным видом оборудования, с которым работают при испытании почвы статичными нагрузками считается штамп, измерительные устройства, материалы для нагрузки. При испытании почвы, в скважине, диаметром 325 мм, выполняют установку штампа, укрепленного обсадными трубами.

По штангам, выведенным наружу, делегируется нагрузка на штамп. Делегирование силы на штампах в устройствах для грунтовых испытаний выполняется с помощью использования гидромеханических домкратов, или через рычажную систему.

Приборы и оборудование

Механические приборы используются для определения степени осадок. Обычно, измерение проводится не меньше, чем 2-мя прогибомерами, чьи проволоки фиксируют на штампе в симметрии касательно центра штампа.

Осадком штампа считается среднее арифметическое, полученное от данных прогибомеров.

За осадку штампа берут среднее арифметическое из данных, полученных от прогибомеров.

Точность полученных данных осадок, равна 0,1 мм, и это соответствует точности измерений, выполненных прогибомерами. Очень часто, в качестве измерительного прибора применяются индикаторы часового типа ИС и ИП, их правдивость измерения искажений составляет 0,01 мм.

У аппаратов есть только один минус– очень часто ломаются, и нуждаются во вспомогательных приборах при измерении осадок больше 1 см.

В зависимости от глубины расположения фундамента будущего возводимого сооружения, зависит и количество пунктов испытания. Опытные точки рекомендуется располагать на оси фундамента, распределяя нагрузку, или же на расстоянии не больше 3 метров от проведенных ранее разведочных мероприятий.

Если выработок имеет непростую геологическую структуру и располагается непосредственно рядом с точкой испытания, глубина его должна преобладать над глубиной установки штампа на 200 сантиметров.

Оборудование также определяется степенью залегания грунтовых вод. Если отметка проведения испытания больше уровня вод, то исследования проводят в шурфах, если же меньше, то рекомендуется брать во внимание скважины для опытного исследования.

Минимальное число исследований для выявления модуля искажения должно равняться 3.

Тем не менее, можно провести и два испытания, если разница между полученными данными не превышает 25 %.

Перед тем, как установить штамп следует тщательно выполнить зачистку участка, используя специальные установки. Если и после этой обработки дно участка по-прежнему неровное, устраивают «подушку» из невлажного песка мелкой или средней фракции.

Чтобы штамп максимально плотно лег на испытуемый участок, необходимо выполнить не меньше двух поворотов по вертикальной оси, в разных направлениях.

После установки штампа проверяют степень его горизонтальности на грунте.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector