Как определить щебень в полевых условиях
Обновлено: 28.04.2024
Методы лабораторного определения физических характеристик
Soils. Laboratory methods for determination of physical characteristics
____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 5180-84 с ГОСТ 5180-2015 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________
Дата введения 1985-07-01
Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 24.10.84 N 177 дата введения установлена 01.07.85
ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2005 г.
Настоящий стандарт распространяется на грунты без жестких структурных связей и устанавливает методы лабораторного определения их физических характеристик - влажности и плотности при исследованиях грунтов для строительства.
Стандарт не распространяется на крупнообломочные грунты.
Основные термины, применяемые в настоящем стандарте, и их пояснения приведены в приложении 1.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Отбор, упаковку, транспортирование и хранение образцов грунта ненарушенного сложения (монолитов) и нарушенного сложения следует производить в соответствии с ГОСТ 12071-2000.
1.2. Подготовка к испытаниям и определение плотности мерзлых грунтов должны проводиться в помещении с отрицательной температурой воздуха на не подвергавшихся оттаиванию образцах. Перед испытаниями образцы должны быть выдержаны при заданной отрицательной температуре не менее 6 ч.
1.3. Метод определения характеристики выбирают в зависимости от свойств грунта в соответствии с табл. 1.
Определяемая характеристика грунта
Раздел настоящего стандарта
Грунты (область применимости метода)
Влажность, в том числе гигроскопическая
Высушивание до постоянной массы
Мерзлые слоистой и сетчатой криогенной текстуры
Влажность границы текучести
Влажность границы раскатывания
Раскатывание в жгут
Легко поддающиеся вырезке или не сохраняющие свою форму без кольца, сыпучемерзлые и с массивной криогенной текстурой
Взвешивание в воде парафинированных образцов
Пылевато-глинистые немерзлые, склонные к крошению или трудно поддающиеся вырезке
Взвешивание в нейтральной жидкости
Плотность сухого грунта
Плотность частиц грунта
Пикнометрический с водой
Все грунты, кроме засоленных и набухающих
То же, с нейтральной жидкостью
Засоленные и набухающие
Метод двух пикнометров
1.4. Оборудование и материалы, необходимые для определения физических характеристик грунтов, приведены в приложении 2.
1.5. Физические характеристики следует определять не менее чем для двух параллельных проб, отбираемых из исследуемого образца грунта.
1.6. Значение характеристик вычисляют как среднеарифметическое из результатов параллельных определений. Разница между параллельными определениями не должна превышать значений, указанных в приложении 3. Если разница превышает допустимую, количество определений следует увеличить.
1.7. При обработке результатов испытаний плотность вычисляют с точностью до 0,01 г/см, влажность до 30% - с точностью до 0,1%, влажность 30% и выше - с точностью до 1%.
1.8. Погрешность измерения массы (взвешивания) не должна превышать:
1.9. Данные о месте отбора образцов грунтов и результаты определений их физических характеристик записывают в журналах, форма которых приведена в приложениях 4-10.
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ГРУНТА МЕТОДОМ ВЫСУШИВАНИЯ ДО ПОСТОЯННОЙ МАССЫ
2.1. Влажность грунта следует определять как отношение массы воды, удаленной из грунта высушиванием до постоянной массы, к массе высушенного грунта.
2.2. Подготовка к испытаниям
2.2.1. Пробу грунта для определения влажности отбирают массой 15-50 г, помещают в заранее высушенный, взвешенный и пронумерованный стаканчик и плотно закрывают крышкой.
2.2.2. Пробы грунта для определения гигроскопической влажности грунта массой 10-20 г отбирают способом квартования из грунта в воздушно-сухом состоянии растертого, просеянного сквозь сито с сеткой N 1 и выдержанного открытым не менее 2 ч при данной температуре и влажности воздуха.
2.3. Проведение испытаний
2.3.1. Пробу грунта в закрытом стаканчике взвешивают.
2.3.2. Стаканчик открывают и вместе с крышкой помещают в нагретый сушильный шкаф. Грунт высушивают до постоянной массы при температуре (105±2) °С. Загипсованные грунты высушивают при температуре (80±2) °С.
2.3.3. Песчаные грунты высушивают в течение 3 ч, а остальные - в течение 5 ч.
Последующие высушивания песчаных грунтов производят в течение 1 ч, остальных - в течение 2 ч.
2.3.4. Загипсованные грунты высушивают в течение 8 ч. Последующие высушивания производят в течение 2 ч.
2.3.5. После каждого высушивания грунт в стаканчике охлаждают в эксикаторе с хлористым кальцием до температуры помещения и взвешивают.
Высушивание проводят до получения разности масс грунта со стаканчиком при двух последующих взвешиваниях не более 0,02 г.
2.3.6. Если при повторном взвешивании грунта, содержащего органические вещества, наблюдается увеличение массы, то за результат взвешивания принимают наименьшую массу.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Влажность грунта , %, вычисляют по формуле
, (1)
где - масса пустого стаканчика с крышкой, г;
- масса влажного грунта со стаканчиком и крышкой, г;
- масса высушенного грунта со стаканчиком и крышкой, г.
Допускается выражать влажность грунта в долях единицы.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНОЙ ВЛАЖНОСТИ МЕРЗЛОГО ГРУНТА
3.1. Подготовка к испытаниям
3.1.1. Образец мерзлого грунта со слоистой или сетчатой криогенной текстурой массой 1-3 кг (имеющий не менее трех ледяных и минеральных прослоек каждого направления) помещают в предварительно высушенную, взвешенную и пронумерованную тару. Допускается оттаивание образцов грунта в плотно завязанных полиэтиленовых пакетах во время транспортирования и хранения.
3.2. Проведение испытаний
3.2.1. Образец грунта в таре взвешивают, дают ему оттаять и доводят до однородного состояния, близкого к границе текучести для пылевато-глинистых грунтов, или полного водонасыщения для песчаных грунтов, перемешивая его металлическим шпателем и добавляя дистиллированную воду или осторожно сливая избыток воды после ее осветления.
3.2.2. Грунт в таре вновь взвешивают и отбирают из него пробы для определения влажности перемешанного грунта в соответствии с требованиями пп.2.3 и 2.4.
3.3. Обработка результатов
3.3.1. Суммарную влажность , %, мерзлого грунта вычисляют по формуле
, (2)
где - массы тары, г;
- масса образца грунта (с тарой), г;
- масса перемешанного грунта (с тарой), г;
- влажность перемешанного грунта, %.
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦЫ ТЕКУЧЕСТИ
4.1. Границу текучести следует определять как влажность приготовленной из исследуемого грунта пасты, при которой балансирный конус погружается под действием собственного веса за 5 с на глубину 10 мм.
4.2. Подготовка к испытаниям
4.2.1. Для определения границы текучести используют монолиты или образцы нарушенного сложения, для которых требуется сохранение природной влажности.
Для грунтов, содержащих органические вещества, границу текучести определяют сразу после вскрытия образца.
Для грунтов, не содержащих органических веществ, допускается использование образцов грунтов в воздушно-сухом состоянии.
4.2.2. Образец грунта природной влажности разминают шпателем в фарфоровой чашке или нарезают ножом в виде тонкой стружки (с добавкой дистиллированной воды, если это требуется), удалив из него растительные остатки крупнее 1 мм, отбирают из размельченного грунта методом квартования пробу массой около 300 г и протирают сквозь сито с сеткой N 1.
Пробу выдерживают в закрытом стеклянном сосуде не менее 2 ч.
4.2.3. Образец грунта в воздушно-сухом состоянии растирают в фарфоровой ступке или в растирочной машине, не допуская дробления частиц грунта и одновременно удаляя из него растительные остатки крупнее 1 мм, просеивают сквозь сито с сеткой № 1, увлажняют дистиллированной водой до состояния густой пасты, перемешивая шпателем, и выдерживают в закрытом стеклянном сосуде согласно п.4.2.2.
4.2.4. Для удаления избытка влаги из образцов илов производят обжатие грунтовой пасты, помещенной в хлопчатобумажную ткань между листами фильтровальной бумаги, под давлением (пресс, груз). Грунтовую пасту из илов не допускается выдерживать в закрытом стеклянном сосуде.
Министерство регионального развития, строительства и жилищно-коммунального хозяйства
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 октября 2012 г. N 600-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 20276-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2013 г.
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости грунтов при их исследовании для строительства.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик
ГОСТ 12536-79 Грунты. Метод лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 25100-2011 , здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 30416-96* Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 30416-2012, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 30672-99* Грунты. Полевые испытания. Общие положения
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 30672-2012, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающий эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 25100, ГОСТ 30416 и ГОСТ 30672.
4 Общие положения
4.1 Настоящий стандарт устанавливает следующие методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости грунтов:
- испытания штампом, испытания радиальным прессиометром, испытания прессиометром с секторным приложением нагрузки (см. приложение А), испытания лопастным прессиометром (см. приложение Б), испытания плоским дилатометром (см. приложение В), срез целиков грунта, вращательный срез - для дисперсных грунтов;
- испытания горячим штампом - для мерзлых грунтов.
Примечание - По специальному заданию могут применяться другие методы испытаний и конструкции приборов, обеспечивающие моделирование процессов нагружения грунта.
4.2 Общие требования к полевым испытаниям грунтов, оборудованию и приборам, подготовке площадок и выработок для испытаний приведены в ГОСТ 30672.
4.3 Испытания грунта проводят в горных выработках (расчистках, котлованах, шурфах, штреках, буровых скважинах и т.д.) или в массиве грунта. Схемы испытаний грунта для определения характеристик деформируемости приведены в приложении Г.
4.4 При проходке опытной скважины запрещается применение ударно-канатного, вибрационного и шнекового бурения, начиная с отметки на 1 м выше участка, на котором будет проводиться испытание. На этом участке скважину следует проходить вращательным способом с помощью колонковой трубы, обуривающего грунтоноса или буровой ложки, частота вращения которых не должна превышать 60 оборотов в минуту, осевая нагрузка на буровой наконечник - не более 0,5 кН.
4.5 При бурении скважин для испытания грунта ниже уровня подземных вод не допускается понижение уровня подземных вод в скважине.
4.6 Промежуток времени между окончанием бурения опытной скважины и началом испытания грунта выше уровня подземных вод не должен превышать 2 ч, ниже уровня подземных вод 0,5 ч. Исключение составляют испытания грунта штампами, при которых за указанное время необходимо только установить штамп на забой выработки.
4.7 Проходку горных выработок в мерзлых грунтах проводят до требуемой по условиям испытаний глубины максимального сезонного оттаивания, а в условиях несливающейся многолетнемерзлой толщи - до верхней границы этой толщи.
4.8 Минимальная толщина однородного слоя испытуемого грунта должна быть не менее двух диаметров штампа при испытании грунта штампом и 1,5 высоты рабочего наконечника - при испытании грунта прессиометрами, дилатометрами и на срез в скважинах и массиве.
4.9 На отметке испытания грунта в скважинах и других выработках должны быть отобраны образцы и в лабораторных условиях определены следующие физические характеристики: гранулометрический состав по ГОСТ 12536, влажность и плотность грунта, плотность частиц грунта, влажность на границах раскатывания и текучести по ГОСТ 5180, а также вычислены плотность сухого грунта, коэффициент пористости, коэффициент водонасыщения, число пластичности и показатель текучести.
4.10 В процессе полевых испытаний ведут журналы по формам, приведенным в приложении Д.
5 Метод испытания штампом
5.1 Сущность метода
5.1.1 Испытание грунта штампом проводят для определения следующих характеристик деформируемости дисперсных грунтов:
- модуля деформации минеральных, органо-минеральных и органических грунтов;
- начального просадочного давления и относительной деформации просадочности для просадочных глинистых грунтов при испытании с замачиванием.
5.1.2 Характеристики определяют по результатам нагружения грунта вертикальной нагрузкой в забое горной выработки с помощью штампа.
Результаты испытаний оформляют в виде графиков зависимости осадки штампа от нагрузки.
5.1.3 При испытании грунта в шурфе размеры шурфа определяют в зависимости от необходимости крепления его стен и глубины проходки. Минимальные размеры шурфа в плане 1,5х1,5 м.
Диаметр дудки, проходимой механизированным способом, должен быть не менее 0,9 м.
Диаметр опытной буровой скважины должен быть 325 мм. Бурение скважины следует вести с обсадкой трубами до забоя. Для грунтов залегающих выше уровня грунтовых вод и устойчивых к обрушению допускается бурение скважины без обсадки.
5.1.4 Замачивание просадочных грунтов при испытаниях в котлованах и дудках следует проводить до коэффициента водонасыщения 0,8 на глубину не менее двух диаметров штампа ниже его подошвы.
Примечание - Для контроля влажности грунтов допускается применять радиоизотопный метод.
5.2 Оборудование и приборы
5.2.1 В состав установки для испытания грунта штампом должны входить:
- устройство для создания и измерения нагрузки на штамп;
- анкерное устройство (для установок без грузовой платформы);
- устройство для измерения осадок штампа (прогибомеры, датчики перемещений);
- устройство для замачивания и контроля влажности грунта (при испытании просадочных грунтов).
5.2.2 Конструкция установки должна обеспечивать:
- возможность нагружения штампа ступенями давления по 0,01-0,1 МПа;
- центрированную передачу нагрузки на штамп;
- постоянство давления на каждой ступени нагружения.
5.2.3 Штампы должны быть жесткими, круглой формы, следующих типов:
I - с плоской подошвой площадью 2500 и 5000 см;
II - с плоской подошвой площадью 1000 см с кольцевой пригрузкой по площади, дополняющей площадь штампа до 5000 см;
III - с плоской подошвой площадью 600 см;
IlIa - с плоской подошвой площадью 600 см и встроенным зачистным устройством;
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Soils. Field description
Дата введения 2019-06-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом "Научно-исследовательский центр "Строительство" - Научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова" (АО "НИЦ "Строительство" - НИИОСП им.Н.М.Герсеванова") при участии Национального исследовательского московского государственного строительного университета (НИУ МГСУ)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает основные правила полевого описания и идентификации грунтов в соответствии с ГОСТ 25100 при документировании горных выработок или в маршрутных наблюдениях при выполнении инженерно-геологических изысканий и исследованиях с применением системы идентификационных признаков и характеристик.
Настоящий стандарт не распространяется на морские инженерные изыскания и исследования почв и не устанавливает требований к формам ведения полевой документации.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 21.302 Система проектной документации для строительства. Условные графические обозначения в документации по инженерно-геологическим изысканиям
ГОСТ 3118 Реактивы. Кислота соляная. Технические условия
ГОСТ 12071 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов
ГОСТ 23740 Грунты. Методы определения содержания органических веществ
ГОСТ 34276 Грунты. Методы лабораторного определения удельного сопротивления пенетрации
СП 25.13330.2012 "СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах" (с изменением N 1)
СП 47.13330.2016 "СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения"
Примечание - При использовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов (сводов правил) в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт (документ), на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта (документа) с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт (документ), на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта (документа) с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт (документ), на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт (документ) отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 25100, ГОСТ 23740, СП 25.13330, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 Общие термины
3.1.1 разновидность грунта: Наиболее мелкая таксономическая единица, в ГОСТ 25100 выделяемая по основным показателям состава, строения, состояния и свойств грунта.
3.1.2 идентификация грунта: Определение наименования грунта согласно ГОСТ 25100 по основным (классификационным) признакам или показателям.
3.1.3 основные показатели грунтов: Количественные идентификационные показатели, определяющие разновидность грунта.
3.1.4 признак грунта: Описательная, качественная или полуколичественная (тестовая) характеристика грунта или показателя его свойств.
3.1.5 идентификационный признак: Качественная характеристика описываемого грунта, используемая для предварительного определения его основного или дополнительного наименования.
3.1.5.1 вспомогательный признак: Признак, косвенно определяющий или уточняющий идентификационные признаки грунта.
3.1.5.2 дополнительные идентификационные признаки: Признаки, дополняющие основное наименование грунта в целях уточнения его состава, свойств (состояния), структурно-текстурных особенностей и генезиса.
3.1.5.3 идентификационный основной признак: Признак, определяющий основное наименование грунта.
3.1.6 специфические грунты: Грунты, изменяющие свою структуру и свойства в результате замачивания, динамических нагрузок и других внешних воздействий, склонные к длительным изменениям структуры и свойств во времени. К ним, как правило, относят: просадочные, набухающие, элювиальные, искусственные, органоминеральные, органические, засоленные и слабые грунты.
3.1.7 основной геотехнический признак: Признак, определяющий основные геотехнические свойства грунта при замачивании, динамических нагрузках и других внешних воздействиях.
3.1.8 визуально-контактные методы: Способы определения признаков фиксирования зрительных восприятий о цвете, размерах элементов грунта и частиц, структуре и характере залегания грунта и др., а также контактными воздействиями на грунт (раскалывание, излом, смятие, скатывание в шнур и др.).
3.1.9 качественные определения: Определения, результаты которых содержат только описательные характеристики.
3.1.10 полуколичественные (тестовые) определения: Определения, результаты которых выражают оценочными показателями состава, состояния или свойств грунта.
3.2 Термины дисперсных грунтов
3.2.1 фракция: Массовая доля частиц грунта, выделенная в одну группу по определенному диапазону их размеров.
3.2.2 фракционный состав грунта: Содержание в грунте основной (доминирующей) и второстепенной фракций.
3.2.3 пластичность: Способность глинистых грунтов менять форму без нарушения целостности и изменения объема в определенном диапазоне влажностей.
3.2.4 элементы грунта: Твердые мономинеральные частицы или агрегаты частиц различного состава, имеющие более прочные внутренние связи, чем связи с соседними элементами.
3.2.5 эпигенезная цементация: Появление слабых физико-химических связей в результате растворения и перераспределения веществ грунтового массива поровым раствором, его выпадением в осадок или при высыхании.
3.3 Термины скальных грунтов
3.3.1 скальный массив: Геологическое тело, выходящее на поверхность и обособленное от других типов и классов грунтов и рассматриваемое как система блоков и разрывов его сплошности.
3.3.2 строение скального массива: Структурные и текстурные особенности массива, включающие пространственный характер положения слоев, трещин, разрывов пустот и блоков разного размера.
3.3.3 разрыв: Линейно-плоскостное эндогенное или гравитационное нарушение целостности (сплошности) грунтового массива (трещины, плоскости сдвигов и скольжения, зоны трещиноватости и др.).
3.4 Термины мерзлых грунтов
3.4.1 зона распространения многолетнемерзлых грунтов: Верхняя часть земной коры, где в естественных условиях существуют или могут образовываться многолетнемерзлые грунты.
3.4.2 сезонномерзлый грунт: Грунт, промерзающий в холодный период года и оттаивающий в теплый период.
3.4.3 многолетнемерзлый грунт: Грунт, существующий в мерзлом состоянии непрерывно более трех лет.
3.4.4 шлиры льда: Включения льда в мерзлом грунте, представленные прожилками, прослойками, линзами разной ориентировки, образующие криогенные текстуры.
3.4.5 криогенная текстура: Совокупность признаков сложения мерзлого грунта, обусловленная ориентировкой, относительным расположением и распределением включений текстурообразующего льда и минеральных агрегатов.
3.4.6 сингенетический тип промерзания: Процесс промерзания грунтов, происходящий синхронно с процессом осадконакопления.
3.4.7 эпигенетический тип промерзания: Процесс промерзания грунтов, происходящий после завершения процесса осадконакопления.
4 Общие положения
4.1 Основные правила описания грунтов
4.1.1 Полевое описание грунтов является обязательной частью первичной полевой инженерно-геологической документации, разрабатываемой с целью предварительного определения наименования грунта в соответствии с ГОСТ 25100, а также оценки его состояния, свойств, структурно-текстурных особенностей и других характеристик.
4.1.2 Описание грунта выполняют непосредственно после его извлечения из грунтового массива или в естественном залегании по признакам, определяемым, как правило, в следующем порядке: основное наименование - дополнительные наименования - цвет - вещественный состав - состояние - дополнительные характеристики и признаки - полуколичественные показатели свойств или состава. Основные определяемые признаки и общий порядок их определения и описания приведены в А.1 приложения А.
4.1.3 Схема описания грунтов и состав описываемых признаков определяют принадлежность описываемого грунта к классу, а для дисперсных грунтов - подклассу грунта в соответствии с ГОСТ 25100. Основные группы грунтов: скальные, дисперсные несвязные, дисперсные связные и мерзлые. По основным геотехническим признакам также выделяют специфические грунты. Выделенным группам соответствует набор идентификационных признаков, приведенных в 5.2-5.5, разделах 6, 7, а также в приложении А.
4.1.4 Описание грунтов выполняют на очищенных поверхностях, сколах, срезах керна, образца и грунтах естественного залегания.
4.1.5 Полевая документация описания грунтов в обязательном порядке также содержит следующую дополнительную информацию:
- местоположение горной выработки или обнажения в плане - координаты или ситуационная привязка (на застроенных территориях), на неосвоенных территориях описывают также положение выработки в рельефе;
- положение описываемого грунта относительно устья горной выработки (за устье горной выработки принимают поверхность земли или дна акватории или условную высотную отметку). При описании естественных или техногенных обнажений плановое расположение точки описания и/или отбора образца на плане обнажения и/или по высоте от условной высотной отметки.
Примечание - Условную высотную отметку, от которой ведется описание и отбор образцов в обнажении, как правило, располагают в верхней его части, доступной для установки временного знака и последующей инструментальной привязки;
- методы бурения/проходки/зачистки и пробоотбора;
- используемое оборудование (при механизированной проходке и бурении - марку установки/техники, при бурении - тип и диаметр бурового снаряда);
- интервалы опробования для лабораторных исследований и испытаний и методы отбора проб;
- наличие фотоматериалов, рисунков, абрисов и схем, сопровождающих описание;
- должность, ФИО исполнителя описания, дату проходки скважины (горной выработки) и описания грунта, точки наблюдения.
4.1.6 Формы полевой документации определяют стандартом организации, выполняющей инженерные изыскания, если иное не оговорено заданием на инженерно-геологические изыскания. Формы полевой документации приведены в [1]-[3].
4.1.7 Полевая документация может быть произведена на основании рабочих (черновых) записей исполнителя, в том числе аудио- и видеоматериалов, выполненных в процессе бурения (проходки), но должна быть оформлена в течение того дня, когда проводилось описание. Рабочие записи не относятся к полевой документации.
4.2 Идентификация грунтов (определение основного и дополнительных наименований)
4.2.1 Основное наименование грунта присваивают в соответствии с полевым определением типа, подвида или разновидности описываемого грунта в соответствии с ГОСТ 25100 по их полевым признакам типа, подвида или показателей свойств и состава.
4.2.2 Основное наименование дают именем существительным и документируют прописными буквами, например "ПЕСОК мелкий". Наименования более высоких таксонов (скальный, дисперсный, осадочный) в описания грунтов не включают, за исключением указания на класс мерзлых грунтов и типов техногенных грунтов, например: "ПЕСОК крупный, мерзлый", "ПЕСОК мелкий, техногенный (намывной)". При полевом описании допускается использовать сокращения, приведенные в приложении Б, либо расшифровка которых приведена в полевой документации.
Метод динамического зондирования используется для оценки положения границ между слоями грунта различного состава и состояния (рис. I-4), степени однородности грунтов и как косвенный метод для получения характеристик грунта.
Результаты динамического зондирования могут быть выражены осадкой зонда от определенного количества ударов, количеством ударов, необходимым для погружения зонда на определенную глубину (например, 10 см), или в виде динамического сопротивления грунта погружению конического наконечника в МПа [4, 49, 52].
Справочные данные для определения характеристик грунтов в зависимости от величины динамического сопротивления Рд погружению конуса приведены в табл. I-7 и I-8.
Модули деформации и углы внутреннего трения песчаных грунтов по данным динамического зондирования
| Динамическое сопротивление Рд , МПа | Модули деформации E , МПа и углы внутреннего трения φ песков | |||||
| крупных и средней крупности | мелких | пылеватых | ||||
| E | φ | E | φ | E | φ | |
| 2 | 16—20 | 30 | 13 | 28 | 8 | 26 |
| 3,5 | 21—26 | 33 | 19 | 30 | 13 | 28 |
| 7 | 34—39 | 36 | 29 | 33 | 22 | 30 |
| 11 | 44—49 | 38 | 35 | 35 | 28 | 32 |
| 14 | 50—55 | 40 | 40 | 37 | 32 | 34 |
| 17,5 | 55—60 | 41 | 45 | 38 | 35 | 35 |
Значения модулей деформации глинистых грунтов могут быть определены по формуле
Динамическое зондирование проводится главным образом установкой УБП-15М конструкции Гипропроекта. Применяется также приставка к буровому станку УГБ-50А, созданная ПНИИИС, и др.
I.2.5. Испытания грунтов на сдвиг
Метод испытания грунтов на сдвиг применяют для определения общего сопротивления грунтов сдвигу τ и параметров сдвига — угла внутреннего трения φ и удельного сцепления с , используемых при проектировании оснований фундаментов.
Испытания на сдвиг в шурфах проводят методами раздавливания призмы грунта, сдвигом целика в заданной плоскости, обрушением и выпиранием массива грунта (Рис. I-5).
Метод раздавливания открытой с четырех сторон призмы грунта предназначен для определения τ и применяется для суглинков и глин твердой и пластичной консистенции. Метод является упрощенным. Сопротивление сдвигу τ принимается равным половине предела прочности на сжатие.
а — призмы грунта в заданной плоскости; б — выпиранием массива грунта; в — обрушением массива грунта; 1 — груз; 2 — упорная балка; 3 — тележка; 4 — динамометр; 5 — домкрат; 6 — штамп; 7 — подвижная стенка; 8 — упорная плита; 9 — массив грунта; 10 — поверхность сдвига
Сдвиг в заданной плоскости целика грунта в виде свободной призмы или грунта, заключенного в специальную обойму, используется для песчаных, глинистых и крупнообломочных грунтов любой влажности и консистенции. Расчет параметров φ и c производится на основе не менее двух испытаний с различной нормальной нагрузкой.
Выпирание и обрушение грунта производят в песчаных, глинистых и крупнообломочных грунтах при характеристиках их состояния, обеспечивающих способность грунта сохранять вертикальный откос.
Значения φ и c вычисляют на основе рассмотрения условий предельного равновесия выпираемого и обрушаемого клина.
Универсальные установки для испытания грунтов на сдвиг в шурфах разработаны уральскими организациями (УПИ, Уральским Промстройниипроектом, УралТИСИЗом). Для испытаний на сдвиг в заданной плоскости имеются установки Фундаментпроекта и ПНИИИС.
Испытания грунтов на сдвиг в скважинах производят вращением наконечника с лопастями. При вращении грунт срезается по цилиндрической поверхности. По величине сдвигающего момента определяют сопротивление сдвигу τ .
Для сдвига грунта лопастными приборами применяются: зондовый сдвигомер — крыльчатка СК-8 конструкции Калининского политехнического института, лопастной прибор Фундаментпроекта, установка УИГС-2 ЦНИИС, установка УПИ с приложением нормального к поверхности среза давления и др.
I.2.6. Радиоизотопные методы определения свойств грунтов
Для определения объемной массы и влажности грунтов применяются радиоизотопные методы. Это косвенные методы, данные которых могут быть использованы после проведения тарировочных испытаний. В то же время радиоизотопные методы являются чрезвычайно эффективными, так как позволяют определять объемную массу и влажность во много раз быстрее по сравнению с прямыми методами.
Применяемые для этой цели приборы позволяют устанавливать плотность поверхностного слоя грунта на глубину до 50 см (гамма-плотномеры ПГП-1, ГП-1, ГП-0-50) и плотность грунта в скважинах на различных глубинах (гамма-плотномер ГГП-1). Для измерения влажности используется нейтронный индикатор влажности НИВ-1. Указанные приборы серийно выпускаются узбекским республиканским объединением «Узпромэнерго».
I.2.7. Исследование фильтрационных свойств грунтов
Основными методами исследований являются опытные откачки, наливы и нагнетания.
Опытные откачки из скважин применяются для определения коэффициента фильтрации и дебита водоносных пластов. Опытные наливы в скважины и шурфы применяются для приближенного нахождения коэффициента фильтрации грунтов, залегающих выше уровня грунтовых вод. Опытные нагнетания в скважины производятся, для установления коэффициента фильтрации трещиноватых скальных грунтов. Наиболее достоверные сведения о коэффициенте фильтрации и водоотдаче грунтов и удельном дебите скважин дают опытные откачки.
Для глубинных опытных откачек применяют следующие водоподъемники: центробежные с погруженными электродвигателями (ЭЦВ, ЭПН, АП, АПВ, ЭПЛ, ЭЦНВ, УЭЦВ); эрлифтные с компрессорами (КС-9, ЗИФ-55, ДК-9, ЗИФ-ВКС-5 ПКС-5); погружные поршневые с приводными лебедками (КЦ-8, НК-1, НДК); поршневые буровые насосы. Наибольшую производительность (100 м 3 /ч и более) имеют центробежные и эрлифтные водоподъемники. Из поверхностных наиболее часто применяют следующие водоподъемники: насосы консольного типа К, КМ (ЧК-12, ЭК-9, ГКМ-6, ЧК-18); центробежные самовсасывающие (С, НЦС); грязевые (ЗИФ-200/400 к станку СБУД, ГНОМ).
Смородинов М.И. Справочник по общестроительным работам. Основания и фундаменты
В задачи проходки горных выработок входят: установление геологического строения площадки, изучение литологического состава грунтов, установление гидрогеологических условий, отбор образцов грунтов и проведение полевых исследований для определения физико-механических характеристик грунтов.
Виды горных выработок, условия их применения и предельные глубины приведены в главе СНиП II-А.13-69. Основные способы бурения и их средняя производительность указаны в табл. I-5.
Средняя производительность различных способов бурения
| Способ бурения | Средняя производительность, м/смену |
| Ручной ударно-вращательный Колонковый Ударно-канатный кольцевым забоем То же, сплошным забоем Шнековый Вибрационный | 13,1 12,7 14 2,8 19,3 33,9 |
Марки наиболее часто используемых буровых станков приведены в табл. I-6.
Основную номенклатуру бурового оборудования выпускает машиностроительный завод им. Воровского в Свердловске. Отбор образцов грунтов из скважин производится в соответствии с ГОСТ 12071-72.
Для отбора из скважин образцов грунта ненарушенного сложения (монолитов) используются следующие способы погружения грунтоносов: ударный (забивной), вдавливаемый, обуривающий, вибрационный, вращательный.
Для шурфопроходческих работ серийно выпускаются установки КШК-30 и ЛБУ-50. Для проходки шурфов также применяют буровые установки УРБ-2А, УГБ-50А, СБУД-150-ЗИВ. Бурение шурфов осуществляется вращательным способом с использованием шнековых и ложковых буров и ударным способом с применением забивных ячеистых стаканов. Средняя производительность ручной проходки шурфов в смену составляет 3 м, а механической — до 10 м.
| Марки | Способы бурения | Для каких целей используются | Средняя производительность, м/смену |
| УГБ-50М, УГБ-50А | Шнековый, колонковый, ударно-канатный | Для бурения инженерно-геологических скважин ø89—219 мм, глубиной до 30 м в нескальных грунтах | 18,5 |
| СБУД-150-ЗИВ | Колонковый, ударно-канатный | 10,5 | |
| СБУЭ-150-ЗИВ | То же | 8,6 | |
| АВБ2М, АВБ1М | Вибрационный, ударно-канатный | 24,1 | |
| ВБУ-ГАЗ-63 | Вибрационный | 38 | |
| БУЛИЗ-15 | Шнековый, ударно-канатный, вибрационный, колонковый | 19,1 | |
| Д-5-25 | Ударно-канатный | 17 | |
| БУКС-ЛГТ | –||– | 12,2 | |
| УБП-15М, УБП-15 | –||– | 10,6 | |
| Д-10 | Шнековый, колонковый | Для проходки зондировочных скважин ø менее 89 мм, глубиной до 7 м | 16,6 |
| БУГ-100 | Ударно-канатный сплошным и кольцевым забоем | Для бурения гидрогеологических скважин ø168—377 мм и более, глубиной до 200 м | 3,2 |
| УКС-22М, УКС-30 | Ударно-канатный сплошным забоем | 2,3 | |
| УРБ-ЗАМ | Роторный | 5,5 |
I.2.2. Испытания грунтов статическими нагрузками с помощью штампов и прессиометров
Метод испытания грунтов статическими нагрузками применяют для определения модуля деформации Е . При этом методе получают наиболее достоверные данные. Испытания штампами проводят в соответствии с ГОСТ 12374-66. Для просадочных грунтов помимо определения Е находят относительную просадочность и начальное просадочное давление.
Для испытаний в шурфах применяют штамп площадью 2500 и 5000 см 2 , а в скважинах — площадью 600 см 2 . Штамповые установки серийно не выпускаются, а изготовляются мастерскими и заводами изыскательских и научно-исследовательских организаций. Наиболее известными являются установки НИИ оснований и подземных сооружений (НИИОСП) Госстроя СССР, ГПИ Фундаментпроект Минмонтаж-спецстроя, Уральского политехнического института (УПИ), Института строительства и архитектуры АН БССР и др. НИИОСП и Фундаментпроектом создана установка, в которой используется штамп малой площади (500 или 1000 см 2 ) с кольцевой жесткой пригрузкой. Установка заменяет стандартный штамп площадью 5000 см 2 и позволяет уменьшить трудоемкость испытаний и ускорить их проведение.
Для испытаний грунтов в буровых скважинах применяются установки Института строительства и архитектуры АН БССР, УралТИСИЗа и др.
Сущность прессиометричского метода заключается в обжатии стенок буровой скважины на некотором участке ее длины боковым равномерным давлением с замером деформаций стенок скважины. Установка для испытаний компактна и не требует анкерных устройств для восприятия реактивного давления грунта. Установка состоит из опускаемой в скважину резиновой камеры, аппаратуры для создания давления и измерительных приборов (рис. I-1).
По способу создания давления и замера деформаций существующие конструкции прессиометров разделяются на гидравлические и пневматические.
К гидравлическим относятся: прессиометр ПС-1 (Фундаментпроекта), П-89 (УПИ), дилатометр Д-76 (НИИ оснований), прессиометр ЦНИИС. К пневматическим относятся: прессиометр Фундаментпроекта, П-89-Э и ЭВ-90/127 (УПИ и УралТИСИЗ), ИГП-21 (ВСЕГИН-ГЕО).
1 — камера; 2 — баллон сжатого воздуха; 3 — редуктор давления; 4 — блок управления; 5 — лебедка; 6 — штатив; 7 — трос; 8 — трехжильный кабель; 5 — шланг высокого давления
I — кривая испытания грунта в скважине; II, III — тарировочные кривые в условиях свободного расширения (II) и в жесткой трубе (III)
Значения модуля деформации по данным прессиометрических испытаний вычисляются по формуле
,
(I-1)
где k — корректировочный коэффициент, устанавливаемый экспериментально при сопоставлении результатов испытаний грунта методами прессиометрии и штампа;
d0 — начальный диаметр скважины, см;
Δр — приращение удельной нагрузки между двумя точками на кривой, МПа (рис. I-2);
Δd — приращение деформации стенок скважины, соответствующее Ар , см.
Значения коэффициента k принимают в зависимости от глубины проведения испытания ( h ):
k = 3 при h < 5 м;
k = 2 при 5 м ≤ h ≤ 10 м;
I.2.3. Статическое зондирование грунтов
Для оценки положения границ между слоями грунта различного состава и состояния, степени однородности грунтов используется метод статического зондирования, а как косвенный метод он применяется для получения характеристик грунта и сопротивления под острием и по боковой поверхности забивных свай [4, 49, 52].
Статическое зондирование должно выполняться в комплексе с буровыми работами (рис. I-3) и с испытаниями грунтов лабораторными и полевыми методами. Справочные данные для определения плотности песков указаны в табл. I-7.
Ниже приведена зависимость углов внутреннего трения песков крупных, средней крупности и мелких от сопротивления грунта под коническим наконечником.
| Сопротивление погружению конуса Рс , МПа | 1 | 2 | 4 | 7 | 12 | 20 | 30 |
| Угол внутреннего трения, град | 26 | 28 | 30 | 32 | 34 | 36 | 38 |
Модуль деформации определяется по формулам: E = 3Рc — для песков и E = 7Pp — для суглинков и глин.
Для статического зондирования применяются следующие установки: С-979 (Фундаментпроекта), С-832 (Башниистроя), УСЗК-3 (УралТИСИЗ), установка ЦНИИС, а также приставка ПНИИИС для статического зондирования к буровой установке УГБ-50А.
Плотность песков по данным зондирования
| Виды песков | Степень влажности песков | Зондирование | Плотность сложения песков | |
| статическое | динамическое | |||
| сопротивление погружению конуса Рc , МПа | условное динамическое сопротивление погружению конуса Рд , МПа | |||
| Крупные и средней крупности | Независимо от влажности | < 5 От 5 до 15 > 15 | < 3,5 От 3,5 до 12,5 > 12,5 | Рыхлые Средней плотности Плотные |
| Мелкие | Маловлажные и влажные | < 4 От 4 до 12 > 12 | < 3 От 3 до 11 > 11 | Рыхлые Средней плотности Плотные |
| Водонасыщенные | < 4 От 4 до 12 > 12 | < 2 От 2 до 8,5 > 8,5 | Рыхлые Средней плотности Плотные | |
| Пылеватые | Маловлажные и влажные | < 3 От 3 до 10 > 10 | < 2 От 2 до 8,5 > 8,5 | Рыхлые Средней плотности Плотные |
| Водонасыщенные | < 2 От 2 до 7 > 7 | – | Рыхлые Средней плотности Плотные | |
Серийно Московским заводом строительных машин выпускается установка С-979. Опытными партиями этим же заводом выпускается установка С-832. Глубина зондирования составляет 15—20 м.
Статическое зондирование используется также в комплексе с радиоактивным каротажем. В процессе испытаний грунтов помимо измерения сопротивлений грунта вдавливанию зонда регистрируется по глубине изменение интенсивности рассеивания радиоактивного излучения.
На основе тарировочных данных и соответствующих корреляционных зависимостей осуществляется расчленение толщи грунтов на слои и определяются их физико-механические характеристики.
При пенетрационно-каротажных методах применяются установки: СПК конструкции ВСЕГИНГЕО и СКБ МГ СССР, передвижная радиометрическая установка НИИОСП, установка «Бузонкар», созданная ЦТИСИЗ и НИИОСП.
Смородинов М.И. Справочник по общестроительным работам. Основания и фундаменты
Читайте также: