Материал: metodicheskie_ukazaniya_po_proektirovaniyu_zemlyanogo_polotna_na_slabykh

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

инструкций и в первую очередь от правильной установки штампа, размеров ступеней нагрузки и постоянства заданного давления.

При установке штампа необходимо обращать внимание на зачистку площадки, ее горизонтальность, устройство пригрузки вокруг штампа.

Несоблюдение указаний о пригружении грунта вокруг штампа при испытании мягко- и текучепластичных грунтов приводит к выпору (выдавливанию) грунта из-под штампа, перекосу штампа, а значит, к преувеличению осадок и невозможности использования результатов испытания.

Нагружение штампа производят ступенями. Размер ступеней нагрузки назначается в зависимости от сжимаемости испытываемых слабых грунтов и темпов отсыпки насыпи. Чем более сжимаемым является грунт и более интенсивной предполагается отсыпка, тем меньше должен быть размер ступеней. Обычно нагружение штампа ведут с таким расчетом, чтобы первые несколько ступеней (3 - 4) нагрузки соответствовали давлению на грунт от 0,25 до 1,0 кг/см2. Нагрузки последующих ступеней для более точного установления точек перегиба кривой, выражающей зависимость осадки от давления, рекомендуется принимать равными половине нагрузки первых ступеней.

При использовании для нагружения штампов гидравлических домкратов очень важно следить за сохранением постоянства заданного давления, так как вследствие осадки грунта под штампом давление неизбежно падает.

Для измерения осадок разрешается пользоваться любыми приборами, позволяющими производить измерения с точностью до

0,1 мм.

Испытания желательно проводить до так называемого критического или предельного давления. За критическое принимают такое давление, при котором наблюдается значительное увеличение осадки по сравнению с осадкой на предыдущей ступени нагрузки при небольшом увеличении нагрузки, или осадка, не затухающая в течение длительного времени и протекающая с одинаковой скоростью.

В процессе испытания составляют график S = f(t), иллюстрирующий протекание осадки во времени и график S = f(p), выражающий зависимость осадки от удельного давления. Эти

166

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

графики позволяют контролировать ход испытания, обнаруживать недостатки в его выполнении и устанавливать критическое давление по указанным выше признакам.

По результатам испытания грунта статическими нагрузками дают оценку его сжимаемости, количественной характеристикой которой служит модуль деформации Е.

Суммарная осадка, зафиксированная при всех ступенях нагрузки, называется полной осадкой. Полная осадка, или деформация, состоит из остаточной и упругой деформации, которые определяют путем наблюдений при разгрузке штампа.

Если испытание проводили правильно и давление на грунт было доведено до критического ркр или близкого к нему, график S = f(p) имеет криволинейный характер, причем угол наклона возрастает с увеличением давления.

Полная осадка, так же как остаточная и упругая деформация, служит только для качественной характеристики грунта. Величина полной осадки при равных критических давлениях указывает на большую или меньшую сжимаемость грунта.

Главной количественной характеристикой грунта, получаемой в результате испытания и входящей во все виды расчетов осадок насыпей, является модуль деформации Е.

Модуль деформации Е определяется котангенсом угла наклона кривой S = f(p).

Вычисление модуля деформации по данным испытаний статическими нагрузками производят по формуле:

где E1-2 - модуль сжимаемости в интервале удельных давлений на грунт от р1 до p2, кг/см2;

S2 и S1 - осадки штампа при давлениях р2 и p1, см;

D - диаметр круга равновеликого площади штампа, см;

167

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

m - коэффициент Пуассона, принимаемый для суглинков 0,33 - 0,37, для пластичных глин - 0,38 - 0,45.

При вычислении модуля деформации в интервале от 0 до р2 формула принимает вид:

Исследование грунтов статическим зондированием производят с помощью установки статического зондирования путем вдавливания в грунт конуса на штангах, свободно перемещающихся в трубе, погружаемой одновременно с конусом. Наружный диаметр трубы равен диаметру основания конуса. Штанги с конусом и трубу вдавливают домкратом, при этом измеряют сопротивление грунта погружению конуса и общее усилие, необходимое для погружения конуса и трубы. В установках для статического зондирования применяется конус с диаметром основания 36 мм, площадью основании 10 см2 и углом при вершине 60°.

Установка позволяет измерять сопротивление грунта погружению конуса и суммарное сопротивление вдавливанию, состоящее из сопротивления трения грунта по поверхности трубы и сопротивления грунта погружению конуса. По разности этих сопротивлений можно определить сопротивление грунта трению по поверхности трубы.

Результаты испытаний представляются в виде двух графиков, обычно совмещаемых в одном чертеже; одни изображает сопротивление грунта под острием в кг/см2 в зависимости от глубины зондирования, второй - общее сопротивление трения при погружении трубы до данной глубины, выраженное в кг.

Разработкой установок для статического зондирования занимаются ВСЕГИНГЕО, Фундаментпроект, Башкирский институт по строительству, ЦНИИС, ДИИТ и др.

По результатам статического зондирования грунта можно установить характер напластования, консистенцию глинистых грунтов и плотность песчаных, а также оценить и сопротивляемость сдвигу.

168

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Для зондирования пластов болотных грунтов может применяться пенетрометр П-4 конструкции Л.С. Амаряна (Калининский политехнический институт), представленный на рис. 9. Штанги прибора П-4 унифицированы со штангами сдвигомера-крыльчатки СК-8.

Определение сопротивления вдавливанию пенетрометра осуществляется путем его внедрения на требуемую глубину с фиксацией максимального усилия, например, через 20 см по деформации пружины, предварительно протарированной. Деформация пружины устанавливается по показанию индикатора.

При больших глубинах пенетрации, когда влияние трения штанг о грунт может оказаться заметным, необходимо его учесть. Для этой цели нужно слегка (примерно на 20 - 30 мм) приподнять прибор, тогда стержень выдвинется из конуса. Затем осуществляется повторное задавливание штанг с фиксацией показания индикатора. Так как в пределах 20 - 30 мм штанги перемещаются без конусного наконечника, то индикатор зафиксирует лишь трение штанг о грунт. Затем необходимо из общего показания индикатора вычесть число делений, соответствующее трению о грунт.

Подробно методика испытаний пенетрометром изложена в инструкции, прилагаемой к прибору.

169

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

где P - усилие вдавливания, кг;

Fк - максимальная площадь поперечного сечения конуса, Fк = 20

см2.

Рис. 9. Пенетрометр П-4 конструкции Л.С. Амаряна:

1 - конусный наконечник; 2 - стержень; 3 - штанга; 4 - упор; 5 - рукоятка; 6 - индикатор

Статическое зондирование позволяет не только определить границы различных напластований грунтов, но и обнаружить весьма тонкие прослойки неоднородного грунта в пределах одного пласта.

В настоящее время разрабатывается шкала для определения консистенции методом зондирования.

По удельному сопротивлению грунта s погружению конуса площадью 10 см2 различают следующие типы консистенции:

170