Штамповые выпрабаванні грунтоў. Інжынерна-геалагічныя пошукі для будаўніцтва

У працэсе будаўніцтва і эксплуатацыі будынкаў грунт дэфармуецца, што можа прывесці да ўсаджвання зноў пабудаванага збудавання. З'ява гэта вельмі непрыемнае, бо яно пагражае з'яўленнем расколін або нахілу будынка. А значыць, паставіць пад пагрозу і яго далейшую эксплуатацыю. Але можна разлічыць каэфіцыент ўсаджвання, запланаваны межы дэфармацыі падставы канструкцыі. Для гэтага і праводзяцца штамповые выпрабаванні грунтоў.

Сутнасць і асаблівасці метаду

Вызначэнне дэфармацыйных уласцівасцяў грунта заключаецца ў тым, як ён паводзіць сябе пад вялікімі статычнымі нагрузкамі. Ведаць іх неабходна для таго, каб прагназаваць далейшае ўшчыльненне або прасяданне. Гэтым займаецца цэлая каманда спецыялістаў.

Метад выпрабаванні штампам дае вельмі дакладныя вынікі, таму з'яўляецца адным з асноўных пры любых інжынерна-геалагічных відах работ. Асабліва калі плануецца будаўніцтва падземнага збудаванні або вышынныя дамы. Дакладнасць правядзення дадзеных выпрабаванняў рэгулюецца ДАСТам.

Сутнасць метаду заключаецца ў паэтапнай нагрузцы жорсткіх штампаў, устаноўленых у глебу. З дапамогай адмысловых прыбораў, адсочваюцца нагрузкі на іх і вызначаюцца паказчыкі ўсаджвання. У залежнасці ад ўсаджвання самага штампа, вылічаюцца і дэфармацыйныя ўласцівасці грунту.

Выпрабаванне штампамі супраць зандзіравання

У адрозненне ад метаду зандзіравання, штамповые выпрабаванні грунтоў патрабуюць больш складанага абсталявання і адрозніваюцца працаёмкасцю. Неабходныя прыборы і інструменты, як правіла, буйнагабарытныя і валодаюць немалым вагай. Да таго ж перад пачаткам працы неабходна падрыхтаваць грунты да выпрабаванняў. Часовай фактар таксама немалаважны: каб вывучыць характар ўсаджвання грунту, спатрэбіцца працяглы тэрмін. Дадайце сюды складаныя формулы вылічэнні, якія патрабуюць асаблівых дадзеных, напрыклад, каэфіцыента Пуасона для грунтоў.

Вось чаму дадзены метад ужываецца не ў пачатку інжынерна-геалагічных даследаванняў, а на этапе завяршэння ўсіх работ, калі выбрана месца для будаўніцтва і разлічаны габарыты збудаванні. Важна папярэдне даведацца максімальны ўзровень нагрузкі на глебу і разлічыць геалагічныя асаблівасці дадзенага ўчастка забудовы. А таксама паклапаціцца аб разліку тыпу падмурка і глыбіні яго закладкі. Увесь гэты рэгламент выкладзены ў адпаведных пунктах ДАСТ.

Габарыты штампа і іх уплыў на дэфармацыю

Яшчэ ў 1930 годзе было выяўлена, што памер выкарыстоўванага штампа шмат у чым уплывае на ступень дэфармацыі пэўнай пароды глебы. У выніку даследаванняў Прэса з квадратнымі штампамі на глінах і пясках былі ўсталяваныя цікавыя звесткі. Ўсаджванне ніяк не мянялася пры ўмове стандартнага памеру штампа: са бокам ад 18 да 30 см. Калі ж яго габарыты моцна адхіляліся ад дадзеных велічынь, у вялікую або меншую бок, параметр ўсаджвання ўзрастаў.

У выніку гэтага савецкімі геолагамі былі разлічаны стандартныя памеры штампаў, якія на працягу доўгіх гадоў ўжываліся для выпрабаванняў. Гэта плоскія, круглыя і жорсткія штампы з плошчай 2,5, 5 і 10 тысяч квадратных сантыметраў. Калі ж неабходна выкарыстоўваць маленькі штамп, з плошчай усяго тысячу гл ^2, яго плошча павялічваюць да мінімальных значэнняў пры дапамозе адмысловых кольцаў. Аднак малыя штампы ўжываюцца толькі ў спецыяльных галінах, пераважна ў свідравінах з свідравымі ўстаноўкамі.

Рэкамендаваны габарыты

Вось якія штампы рэкамендуецца выкарыстоўваць, у залежнасці ад шчыльнасці і тыпу грунтоў:

• Гліна, пясок, друзлыя і крупнообмолочные грунты з сярэдняй ступенню шчыльнасці - штампы плошчай 5 тыс. М ² і дыяметрам да 80 см. Каэфіцыент IL ў такіх грунтоў складае больш за 0,25.
• Гліністыя і пясчаныя грунты выкарыстоўваюць штампы з плошчай удвая менш і дыяметрам да 57 см. Каэфіцыент IL ў іх меней 0,25.

характарыстыкі дэфармуемага

Вызначыць патрабаваныя крытэры глебы можна пры дапамозе адмысловай прылады - прессиометра. Менавіта яго ўжываюць у палявых штамповых выпрабаваннях. Дадзенае абсталяванне дазваляе выявіць шматлікія характарыстыкі грунтоў зыходзячы з іх тыпу.

Для пясчанай, гліністай, арганічнай глебы або крупнообмолочного грунту вызначаецца дэфармацыйныя модуль. Гліністыя грунты з высокай верагоднасцю прасядання правяраюцца на пачатковы каэфіцыент просадочных ціску і адносную дэфармацыю.

Формула з выкарыстаннем каэфіцыента Пуасона

Разлік супраціву грунту па выніках штамповых выпрабаванняў вызначаецца з дапамогай адмысловай формулы. У ёй прымяняецца асобы каэфіцыент, для кожнай пароды ён свой. Завецца ён каэфіцыентам Пуасона і складае наступныя значэнні для розных парод:

• Скальны грунт - 0,15.
• Полускальный - 0,25.
• Крупнообмолочный - 0,27.
• Пясок - 0,3.
• Суглінак - 0,35.
• Гліна - 0,42.

Каэфіцыент Пуасона для грунтоў ўдзельнічае ў формуле для вылічэнні модуля дэфармацыі. Але, незалежна ад тыпу і дакладнасці выкарыстоўванага абсталявання, значэнне дадзенага модуля можна вылічыць толькі на прамалінейным участку. Бо паводзіны грунту, паказчыкі сціскальнасці якіх неабходна выявіць, вельмі нястала. Таму яно падпадае пад тэорыю лінейна-дэфармаваных тэл.

Аднак сам модуль дэфармацыі з'яўляецца пастаяннай велічынёй, таму, ведаючы яго, а таксама склад і ўласцівасці самага грунта, вылічыць ўзровень ўсаджвання збудаванні не складзе ніякай складанасці.

Акрамя модуля дэфармацыі, штамповые выпрабаванні грунтоў дазваляюць вызначыць прасадку грунту пры ўвільгатненні і пад пэўнай нагрузкай, выявіць ступень крытычных велічынь і спрагназаваць характар дэфармацыйных нагрузак у працэсе эксплуатацыі.

Стадыі ўсаджвання глебы

У працэсе ўсаджвання грунту пад ціскам падмурка, які мадэлюецца пры дапамозе штампаў, вылучаюць некалькі паэтапных стадый.

• Ўшчыльненне. Грунт сціскаецца, што прыводзіць да зніжэння характарыстык сітаватасці.
• Зрух. Грунт знаходзіцца ў лімітавым раўнавазе, але з шматлікімі зрухамі па краях падмурка.
• Разбурэнне, поўнае ці частковае. Бакавыя сценкі глебы пачынаюць разбурацца, што і прыводзіць да наступных дэфармацыям збудаванні. Ўчастак грунту разам са штампам ссоўваецца, а па яго краях адбываецца выпорю грунтовых парод. Калі нагрузка на глебу на дадзеным этапе павялічваецца, нават нязначна, узровень дэфармацый імкліва расце.

Іншыя даследчыкі вылучаюць толькі дзве стадыі ўсаджвання, без якога-небудзь выразнага падзелу. Аднак сучасныя тэхналогіі сышлі далёка наперад, сёння без працы можна фіксаваць нават самыя невялікія зрухі ў структуры глебы.

Фіксацыя і апрацоўка атрыманых дадзеных

Любыя інжынерна-геалагічныя пошукі для будаўніцтва дапаўняюцца вядзеннем часопіса, у які заносяцца неабходныя дадзеныя. Тут гэта велічыня ўсаджвання штампаў пад уздзеяннем нагрузак. Апрацоўка дадзеных, у залежнасці ад тыпу выкарыстоўванага абсталявання, можа весціся ўручную або пры дапамозе адмысловых прылад.

Калі выпрабавальныя работы завершаны, дадзеныя апрацоўваюцца дакументальна. Па іх выніках складаюцца графікі, на якіх можна прасачыць ўзаемазалежнасць ціску і ўсаджванні штампа.

Нюансы працы і меры засцярогі

Існуюць пэўныя абмежаванні ў памеры саміх установак і дыяметры свідравін, якія рэгулююцца Дастам. Акрамя таго, важна сачыць за ступенню вертыкальнасці свідравіны. У працэсе работ яе сценкі замацоўваюцца пры дапамозе обсадных труб.

Перад устаноўкай штампа забой старанна вычышчаецца з дапамогай спецыяльнага абсталявання. Дно пасля гэтага становіцца раўней. Калі ідэальна роўнай паверхні дасягнуць не ўдаецца, на яго кладзецца пясчаная падушка таўшчынёй 2-5 см, у залежнасці ад тыпу грунта.

Каб штамп як мага больш шчыльна кантактаваў з грунтам, яго пракручваюць пару разоў вакол восі. Пасля ўстаноўкі старанна правяраюць ступень гарызантальнасці, а затым праводзяць мантаж астатняга абсталявання.

Вымярэння ступені ўсаджвання праводзяць з дакладнасцю да дзесятай долі міліметра. На працягу першай гадзіны пасля пачатку штамповых выпрабаванняў грунтоў кожныя 15 хвілін праводзяцца замеры па прагіну. На другой гадзіне - кожныя паўгадзіны, а затым раз у гадзіну, пакуль ступень ўсаджвання не стабілізуецца.

Аб дасягненні крытычнага ціску сігналізуе з'яўленне расколін вакол штампа або выпіранне грунту. На гэтым выпрабаванні варта спыніць.

Дзякуючы сучасным тэхналогіям, інжынерна-геалагічныя пошукі для будаўніцтва праводзяцца на любых тыпах грунта, а таксама на участках любой складанасці. Дапушчальна даследаваць подтопляемые тэрыторыі і нават оползнеопасных ўчасткі. Пры дбайным выкананні тэхналогіі і прытрымліванні патрабаванням ДАСТ выпрабаванне будзе паспяховым.

Магчыма таксама праводзіць штамповые выпрабаванні грунтоў на чыгуначных шляхах. А калi правядзенне буравых работ абцяжарана або вядзецца ў сціснутых умовах, спецыялісты карыстаюцца адмысловымі прыладамі і мотобуром.