Дружинин М.К. Наставление по испытаниям грунтов в массивах

Подождите немного. Документ загружается.

в которых резиновая оболочка туго перетянута прочной неразмокающей нитью,

что образует три раздельные камеры: центральную (измерительную) 31 и две

краевые 32 и 28.

Измерительная камера через нижнее отверстие 30 в корпусе зонда,

металлическую трубку 33 и шланг 37 соединена с вентилем 5 и перед работой

заполняется водой. Краевые камеры через отверстия 25 и 23 в корпусе соединены с

его внутренней полостью и шлангом 36 - с вентилем 9 измерительного устройства.

В процессе испытаний грунта заполняют водой измерительное устройство до

начала шкалы водомерной трубки и измерительную камеру. Сжатый воздух из

баллона подают в верхнюю часть измерительного устройства над водой и в

краевые камеры.

После окончания испытания вода вытесняется из измерительной камеры через

верхнее отверстие 24 в корпусе, трубку 22 и выводной шланг 18, снабженный на

конце вентилем 17.

Для предотвращения выпирания концов резиновая оболочка обжимается снизу

конусом 27, а сверху обоймой 21. Конус закрепляется гайкой 26, а обойма -

переходным патрубком 20, который навинчивается на корпус зонда. К ушкам

патрубка для извлечения зонда из скважины присоединен специальными замками

трос 19.

Для сохранения зонда и шлангов от завала грунтом и удобства спуска и

извлечения зонда служит набор защитных труб, каждая из которых состоит из двух

полутруб длиной по 1 м, связанных шарнирно и закрепляемых защелкой. Трубы по

мере опускания зонда в скважину надевают на шланги. Первую трубу закрепляют

за патрубок 20, а каждую последующую - за предыдущую.

Техническая характеристика

Диаметр испытательной скважины, мм 110-120

Начальный диаметр измерительной камеры, мм 90-95

Длина измерительной камеры, мм 300 (430)

Длина каждой из краевых камер зонда, мм 150

Точность измерения деформации стенок скважины, мм 0,03

Предельное давление на грунт, МПа 0,6

Глубина испытаний, м До 15

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Масса прибора в сборе без защитных труб, кг 40

Прессиометр ЦНИИС транспортируют в двух специальных ящиках-упаковках: в

первый помещают треногу, измерительное устройство, зонд, насос, баллон,

воронку, манометр и шланги, во второй - защитные трубы.

Прибор тарируют для установления точной цены деления градуировки

водомерной трубки, величин давлений, затрачиваемых на расширение эластичной

оболочки зонда, и величин собственных деформаций шлангов и оболочки.

Прессиометр ЦНИИС изготовлен в виде небольшой партии комплектов для

проектно-изыскательских организаций системы Главтранспроекта Минтрансстроя

на экспериментальном заводе ЦНИИСа.

Прибор предназначен для определения не только модуля деформации, но и

сцепления и угла внутреннего трения грунтов [24]. Для вычисления этих

характеристик по результатам прессиометрических испытаний разработаны

алгоритмы и программы и даны примеры расчетов на ЭВМ.

2.31. Прессиометр ИГП-21 (см. рис. 24) [18] электропневматический. Он состоит

из четырех основных узлов: скважинного снаряда, блока управления, лебедки и

катушки с сигнальным кабелем.

Скважинный снаряд представляет собой сборную металлическую трубу с

эластичной рубашкой. Тело снаряда и эластичная рубашка расчленены для

удобства монтажа на пять секций. Между секциями установлены опорные шайбы,

препятствующие выходу рубашки из заделки. На торцах снаряда размещены

защитные устройства, предохраняющие рубашку от выпора в полость скважины. В

трех средних секциях снаряда размещены деформометры (по два в каждой секции)

с преобразователями потенциометрического типа. В корпусе деформометра

смонтированы два мерных ролика, дифференциал, зубчатая передача, проволочный

потенциометр и возвратная пружина часового типа. Для равномерного

распределения точек измерения деформаций измерительные секции расположены с

угловым шагом 120°.

Радиальные перемещения грунта в процессе опыта фиксируются в приборе по

шести точкам камеры, расположенным в плане под углом 60° по отношению друг к

другу. В этих точках с помощью пластин укреплены тонкие тросики, связанные

через механические дифференциалы с датчиками потенциометрического типа.

Каждый дифференциал приводится в движение от двух диаметрально

расположенных пластин. Таким образом, в зонде размещаются три датчика,

электрически соединенные между собой.

Блок управления содержит панель, устанавливаемую на штативе, на котором

укреплены: обойма с сухими батареями питания типа ФБС; переключатель

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

диапазонов измерений; указатель деформаций - микроамперметр типа М-265,

показывающий осредненное значение текущего диаметра скважины; манометр

образцовый для определения давления сжатого воздуха в снаряде и пневмолиниях

прибора; распределитель, обеспечивающий подачу в снаряд сжатого воздуха и его

сброс в атмосферу по окончании опыта. Все элементы блока управления

заключены в металлический корпус со съемной крышкой.

На штативе (треноге) крепится ручная лебедка с принудительным опусканием

груза и дополнительной червячной передачей для повышения тягового усилия. Во

время испытания на треноге крепится также один из баллонов со сжатым воздухом.

В приборе имеется катушка с сигнальным кабелем с разъемами на концах для

присоединения его к снаряду и блоку управления. На кабеле нанесены метки,

показывающие глубину положения снаряда в скважине.

Техническая характеристика

Диаметр испытательных скважин, мм 108-127

Максимальная глубина испытаний, м 25

Максимальное удельное давление на грунт, мПа 2,4

Измеряемая деформация грунта в стенках скважины, мм:

при давлении на грунт до 0,6 МПа 100-220

при давлении на грунт до 1,5 МПа 100-180

при давлении на грунт 2,4 МПа 100-140

Размеры рабочей камеры, мм:

длина 500

диаметр 100

Погрешность измерений, % от их пределов ±4

Масса комплекта, кг 85

При передаче давления на грунт до 2,4 МПа возникает возможность не только

уплотнения грунта для оценки его деформативных свойств, но и его разрушения с

целью установления параметров природной прочности.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Испытания грунтов статическими нагрузками на

штампы в шурфах и скважинах

2.32. Испытания в шурфах целесообразно выполнять, нагружая штамп через

платформу подручными средствами: бетонными блоками (рис. 25), рельсами,

применяя методы работ и измерительную аппаратуру, регламентированные ГОСТ

12374-77 и рекомендованные [3, 4, 12, 25, 26].

Рис. 25. Установка для понижения грунта штампом с нагружаемой платформой:

1 - штамп; 2 - стойка; 3 - подкосы; 4 - рычаг; 5 - обвязка; 6 - груз; 7 - поперечный

брус; 8 - болт с проушиной; 9 - свая

Для испытаний грунтов в скважинах тресты инженерно-строительных

изысканий объединения Стройизыскания широко применяют канатно-рычажные

установки УралТИСИЗа КРУ-600 (рис. 26) и установки с нагружаемой подвесной

платформой (рис. 27) [3, 4].

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Рис. 26. Канатно-рычажная установка КРУ-600:

1 - опорные балки; 2 - рама; 3 - загрузочный рычаг; 4 - грузовой сегмент; 5 -

штанга; 6 - винтовые анкерные сваи; 7 - штамп

2.33. В установке КРУ-600 давление на штамп передается с помощью груза,

подвешенного на рычаге штанги.

Техническая характеристика

Площадь штампа, см 600

Максимальное усилие на штамп, кН 360

Соотношение плеч рычага 1:80

Масса груза на штанге, кг 121

Габариты установки в сборе, мм:

высота 1495

ширина 1400

длина 4250

Масса, кг 475

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Рис. 27. Установка для испытания грунтов штампом 600 см

с нагружаемой

подвесной платформой:

1 - буровая вышка; 2 - рычаг противовеса; 3 - головка для подвесной платформы; 4

- муфта; 5 - направляющие брусья; 6 - труба-стойка диаметром 219 мм; 7 - тяги

платформы противовеса; 8 - подвесная платформа противовеса; 9 - штамп; 10 -

обсадная труба диаметром 325 мм; 11 - опорные стойки; 12 - клинья; 13 - подвесная

платформа; 14 - тяги подвесной платформы

2.34. В тех случаях, когда строительство проектируется по принципу сохранения

вечномерзлого состояния грунтов оснований зданий и сооружений, может

возникнуть необходимость испытаний вечномерзлых грунтов холодными

штампами по ГОСТ 12374-77 с применением упомянутых технических средств.

В испытаниях нельзя допускать проникновения в шурф, котлован воды

(выработка должна быть сухой). Забой шурфа на высоту штампа следует укрывать

мхом, сухим торфом или опилками, стекловатой и другими теплоизолирующими

материалами. Неизменность температуры испытываемого грунта контролируют с

помощью безынерционных ртутных термометров либо другой аппаратуры во все

время проведения опытов.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Испытания вечномерзлых грунтов горячими штампами по ГОСТ 23253-78

выполняют только на участках проектирования отдельных многоэтажных зданий и

внеклассных сооружений с существенной теплоотдачей преимущественно для

пластичномерзлых разностей и при наличии малой мощности вечномерзлой толщи.

В опытах может быть применена та же аппаратура обогрева и измерения

температуры грунтов, что и при испытаниях свай с оттаиванием вечномерзлых

грунтов (см. п. 2.16) [14, 15].

2.35. Испытания просадочных грунтов статическими нагрузками на штампы в

шурфах целесообразно выполнять главным образом в недостаточно изученных

условиях вблизи участков размещения наиболее ответственных зданий (вокзалов,

локомотивных депо) и сооружений (опор больших и средних мостов на переходах

вновь проектируемых каналов и спрямлениях русл рек, отдельных сооружений

промывочно-пропарочных станций цистерн и др.).

При испытаниях применяют аппаратуру и методику, регламентированные ГОСТ

12374-77, и оборудование, указанное в п. 2.32.

Перед окончанием испытаний замачиваемых грунтов глубину промачивания

надлежит контролировать, проходя скважины рядом с местом установки штампа на

глубину не менее двух сторон штампа ниже его подошвы и отбирая пробы на

влажность через 0,25 м по глубине с двукратной повторностью.

При слоистости или неоднородности грунтов (по составу, состоянию, сложению

и свойствам) просадочной толщи на участках размещения внеклассных

сооружений или многоэтапных зданий может возникнуть необходимость

испытаний статическими нагрузками с установкой в основании штампов

глубинных марок (рис. 28) [26].

Постановка глубинных марок позволяет определить послойные деформации и

значения относительной просадочности грунтов, глубину деформируемой зоны.

Глубинные марки устанавливают в пределах средней части штампа на одинаковых

расстояниях от его центра на глубинах 0,25-0,4 в (диаметр или размер стороны

квадратного штампа); 0,5-0,8 в; 0,8-1 в; 1-1,5 в от подошвы штампа. Для пропуска

глубинных марок в штампе должны быть отверстия диаметром 2-3 см.

Глубинные марки состоят из металлического стержня (при применении для

замеров осадок прогибомеров-проволоки) диаметром 4-6 мм и анкера,

обеспечивающего заделку стержня или проволоки в грунт. Анкером может быть

завинчиваемый штопор, жесткий бетон, залитый в скважину и уплотненный,

распор в скважине и др.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Рис. 28. Конструкция глубинной марки:

1 - реперная труба; 2 - скважина; 3 - защитная труба; 4 - сальник из просмоленной

пакли; 5 - анкер из уплотненного бетона (размеры в миллиметрах)

Осадки и просадки глубинных марок при испытаниях измеряют так же, как и

штампов. Величину деформируемой зоны H

gφ

следует определять как расстояние

от подошвы штампа до глубины, где перемещения глубинных марок равны 1 мм.

Среднее давление в пределах деформируемой зоны, к которому относятся и

средние значения относительной просадочности σ

пр.ср.

, вычисляют по формулам:

; (26)

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

, (27)

где P - давление на грунт по подошве штампа;

zσ

- давление от собственного веса водонасыщенного грунта на нижней

границе деформируемой зоны;

- коэффициент изменения дополнительного давления в грунте от штампа по

глубине на нижней границе деформируемой зоны (табл. 6);

- начальное просадочное давление.

Значение P

zσ

, МПа, находят из выражения

; (28)

где γ

- объемная масса водонасыщенного индивидуального грунта в слое

деформируемой зоны, кг/м

;

- мощность индивидуального слоя в зоне, м.

Для определения значений относительной просадочности по отдельным слоям

деформируемой зоны, расчлененной глубинными марками, строят графики осадок

последних (рис. 29). Просадка каждого слоя равна разности просадок фундамента и

глубинной марки или разности просадок смежных марок. Толщина каждого слоя h

равна расстоянию между основаниями глубинных марок.

Относительную просадочность слоев грунта, расчлененных глубинными

марками δ

прi

при среднем давлении P

в слое, вычисляют по формуле.

Таблица6

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Значения

коэффициента a

для

штампов

Значения

коэффициента a

для

штампов

Значения

коэффициента a

для

штампов

круглого квадратного

0 1,0 1,0 2,0 0,285 0,336 4,0 0,087 0,108

0,4 0,949 0,960 2,4 0,214 0,257 4,4 0,073 0,091

0,8 0,756 0,800 2,8 0,165 0,201 4,8 0,062 0,077

1,2 0,547 0,606 3,2 0,130 0,160 5,2 0,053 0,066

1,6 0,390 0,449 3,6 0,106 0,130 - - -

Примечания. 1. Величина , где z - глубина от подошвы штампа; b - длина

стороны или диаметра штампа.

2. Для промежуточных значений m величину a

следует определять путем

интерполяции.

, (29)

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

База нормативной документации: www.complexdoc.ru