Что такое штамповые испытания грунта

Штамповые испытания

В полевых условиях исследование деформационных свойств грунтов производится поэтапным нагружением жестких штампов, установленных в породах, которые будут находится в пределах сферы взаимодействия с сооружением, и заключается в измерении осадок штампа от каждой ступени нагрузки, а также в изучении характера деформации во времени,

Методика испытания пород штампами отличается сложностью я трудоемкостью, что связано с монтажем тяжелого оборудования, специальной подготовкой грунтов к испытаниям; значительными затратами времени на изучение характера осадки. Поэтому испытания пород штампами производится лишь на последних стадиях инженерно-геологических исследований под строительство, когда выбрано место «посадки», установлены габариты и ориентировка сооружения, а также передаваемые на грунты нагрузки, тип и глубина заложения фундамента, геологическое строение участка и прочее. Производство испытаний штампами и интерпретация результатов регламентируется ГОСТ 12374-77.

В соответствии о представлениями Н.М. Герсеванова (1930) процесс осадки, проекающий в грунте под жестким фундаментом и моделируемый с помощью нагрузок на штамп, характеризуется несколькими стадиями (рис. 1).

Стадия уплотнения (участок 1) характеризуется деформациями сжатия скелета грунта, выражающимися в уменьшении пористости. Эту стадию характеризует прямолинейная (либо близкая к ней) зависимость S =f (P ).

Стадия сдвигов (участок 2) соответствует предельному равновесию грунта. Кривая S =f (Р) приобретает криволинейный характер, что свидетельствует о возникновении местных сдвигов, развивающихся в первую очередь по краям подошвы фундамента.

Стадия разрушения (участок 3) характеризуется полным разрушением боковых стенок грунта, т.е. отвечает деформациям, сопутствующим образованию поверхностей скольжения. Конусообразный уплотненный объем грунта перемещается со штампом вниз, почти не встречая сопротивления, а боковой выпор пород из-под штампа происходит свободно. Этот процесс сопровождается резким возрастанием деформаций при незначительном увеличении нагрузок либо незатухающими деформациями при постоянном значении нагрузок.

Н.А. Цытович считает, что существует не три, а две ста­дии данного процесса. Первая и вторая стадии (по Н.М. Герсеванову) четко не различаются, а прочность и устойчивость оснований не нарушаются даже при возникновении локальных сдвигов. Ю.Г. Трофименко и Л.Н. Воробков отмечают, что это положение зафиксировано в СНиП, согласно которым несущая способность основания, сложенного нескальными грунтами, должна определяться, исходя из условия, что в грунте образуются поверхности скольжения, охватывающие всю подошву фундамента или сооружения.

Накопленный к настоящему времени опыт исследований грунтов статическими нагрузками свидетельствует о значительном влиянии размеров штампа на деформацию изучаемых пород. Впервые такие опыты осуществил Пресс (1930) на сухих мелкозернистых песках и влажных песчаных глинах с помощью квадратных штампов разной площади. Он показал, что для песков осадка не зависит от площади штампа с размерами от 18 х 18 см до 30 х 30 см, а при уменьшении или увеличении площади штампа по сравнению с производной осадка возрастает при одинаковых удельных, давлениях, передаваемых на штамп. Для глин размеры такого штампа оказались значительно меньше 30×30 cм.

Аналогичная картина была получена институтом Фундаментпроект для влажных пылеватых суглинков Тайшета, но минимальная осадка была зарегистрирована у штампа площадью 1200 см2.

Наиболее достоверные данные могут быть получены при испытаниях опытных фундаментов с площадями равными площадями проектируемых фундаментов, но такие испытания проводятся в исключительных случаях вследствие их высокой стоимости. Поэтому при массовых исследованиях грунтов применяются штампы со значительно меньшими (по сравнению с проектными) размерами. В СССР стандартными для испытаний в шурфах, котлованах, шахтах, штольнях и других горных выработках считаются жесткие, круглые, плоские (толщиной 12-15 мм) и глухие штампы площадью 2500, 5000, 10000 см2, а также штампы площадью 1000 см2 с жестким кольцом, дополняющим площадь штампа до 5000 см2, а для испытаний в скважинах применяют круглые штампы площадью 600 см2 (диаметр 27,7 см).

В зависимости от типа (вида) и состояния грунтов (ГОСТ 12374—77) рекомендуют использовать штампы следующих размеров для испытания:

Рис. 2. Схема установки для испытания грунтов статическими нагрузками в скважинах:

Основным оборудованием для испытания грунтов статическими нагрузками являются штамп, установка для нагружения и измерительная аппаратура.

Штампы. Наиболее распространенные в настоящее время конструкции штампов стандартных размеров для испытания грунтов в шурфах и скважинах приведены выше. Отметим, что при испытаниях грунтов в скважинах штамп устанавливают в закрепленную обсадными трубами скважину диаметром 325 мм. Нагрузка на штамп передается через штанги, выходящие на поверхность.

Установки для нагружения. Передача усилий на штамп в установках для испытания грунтов осуществляется, при помощи гидравлических домкратов пневматических камер, тарированным грузом через платформу, установленную непосредственно на штампе либо через систему рычагов.

Для упора гидравлических или пневматических домкратов применяются устройства, смонтированные на винтовых анкерных сваях. (рис. 2), а также с упором в грузовую платформу или в стенки шурфа.

Установки для нагружения штампа с упором в стенки шурфа (рис. 3) рассчитаны на применение их при испытаниях в шурфах на глубине 3-5 м штампом площадью 5000 см2 до предельного давления на грунт 0,5 МПа (5 кгс/см2).

Установка для нагружения штампа с упором в стенки шурфа более сложна в монтаже и оборудовании, чем установка с винтовыми сваями, но ее применение в меньшей степени зависит от свойств слагающих верхнюю часть разреза грунтов. Целесообразность её применения очевидна, когда винтовые сваи не могут быть погружены вследствие высокой плотности грунтов.

Рис. 3. Схема установки для испытаний грунтов штампом с упором в стенки шурфа:

Установка с упором в грузовую платформу громоздка и трудоемка в монтаже, но простота в техническом исполнении. Испытания такого типа могут быть проведены на строительной площадке, куда доставлены детали строительных конструкций (бетонные блоки и т.п.), которые могут быть применены в качестве упора.

Установки с нагружаемой платформой, передающей осевое усилие на штамп, для испытаний грунтов в шурфах не применяются, так как требуют монтажа громоздкой платформы и наличия удобно укладываемого тарированного груза, но они применяются при испытаниях пород штампами 600 см2 в скважинах, требующих меньшего веса нагружающего устройства для создания удельного давления.

Источник

Штамповые испытания грунтов

Перед тем как залить фундамент и построить на нем здание, строители проводят проверку деформационных свойств грунта. От того, насколько точно будет измерен этот параметр, зависят показатели прочности будущего сооружения. Оценить его помогают штамповые испытания грунтов, которые проводятся в местах предполагаемой установки фундаментных плит. Несмотря на высокие темпы развития технологий строительства, важность этой проверки не снижается. О методиках, на которых она основана, можете узнать в этой статье или у специалистов строительной лаборатории IRONCON.

Как происходит осадка грунта

Перед тем как перейти к изучению методов исследования грунта, нужно понять, как меняются его физические свойства. Об этом в 1930 г. впервые написал советский грунтовед Николай Герсеванов. Свою работу он посвятил осадке грунта, которая происходит под воздействием жестких фундаментных плит и которую можно смоделировать с помощью стальных круглых или винтовых пластин. Весь процесс он разделил на три стадии:

Другие ученые предполагают, что осадка грунта проходит в два этапа, причем границы между ними размыты. К примеру, советский ученый Николай Цытович писал, что даже множественные локальные сдвиги неспособны нарушить прочность основания. Постоянно растущая научно-исследовательская и практическая база позволяет создавать оборудование, которое фиксирует мельчайшие изменения в структуре грунта.

Суть методики

Испытания грунтов штампами – метод, с помощью которого определяют относительную деформацию просадки глинистых почв, давление просадки, модуль деформации почв минерального, органического и органно-минерального происхождения. Для этого исследуемую толщу земли нагружают по нарастающей. Ориентиром при этом служит ГОСТ 20276-2012. В качестве груза используют стальной диск круглой или винтовой формы, который оказывает равномерное воздействие на поверхность. Поэтому при его выборе учитывают ее прочность и плотность. Если в эксперименте участвует винтовой штамп или если он проводится в скважинах, дополнительно учитывают характеристики вертикальной трубы, в том числе устойчивость и жесткость.

Нагрузка на стальные диски растет по шагам, равным по величине. Ее увеличивают только тогда, когда достигнут критерий условной стабилизации. Так ГОСТ обозначает величину осадки, произошедшей за определенный промежуток времени. Она зависит от свойств грунта.

При переходе на следующий шаг с приборов считывают изменения параметров нагрузки и осадки, которые затем переносят в журнал полевых работы. Эти данные служат основой при построении графика, отражающего зависимости осадки от давления, и расчете величины модуля деформации по выведенной формуле.

Особенности методики

Штамповые испытания грунтов – геологическое исследование, с помощью которого получают максимально точные данные о состоянии грунтовых пород. Точность полученных результатов зависит от:

Кроме того, большое внимание здесь уделяется выбору геологического оборудования, при котором учитывают высоту стояния грунтовых вод. Если эксперимент будут проводить выше уровня, в опытах задействуют шурфы, если ниже – скважины.

Если зона взаимодействия проложена на однородном слое грунта, исследования ведутся на одной глубине. Если она представлена несколькими несущими слоями, в опытах участвует каждый из них. То же самое касается неоднородных оснований с разными типами грунтов. В СНиП 2.02.01-83 указано, что в данном случае нужно проводить не менее трех опытов.

Перед началом эксперимента определяют точки, в которых они будут поставлены. Расстояние между ними должно быть в два раза больше диаметра штампа, но не меньше 60 см. В грунтовых породах, представленных тонкими слоями, сложно исследовать каждый из них. В этом случае геологи используют средний показатель модуля упругости.

Оборудование для эксперимента

Для проведения штамповых испытаний грунта в первую очередь берут штампы. Они представляют собой жесткие и круглые диски с плоской подошвой или винтовой формы. Площадь подошвы составляет от 600 до 5000 кв. см. Для исследования глинистых и песчаных почв геологий рекомендуют брать диски диаметром 56,4 см. Если проверке подвергаются крупнообломочные, глинистые и песчаные почвы средней плотности, пригодятся диски диаметром 79,8 см.

Помимо штампов, геологи используют:

Во время исследования с помощью собранной конструкции штамп нагружают так, чтобы давление составляло от 0,01 до 0,1 МПА. При этом на каждом уровне нагрузка центрированная и постоянная. Общее количество уровней должно быть не более 4. Время воздействия на каждый из них должно быть одинаковым. При этом учитывают условную стабилизацию деформации грунтовой породы. В ГОСТ указано, что она составляет не более 0,1 мм за установленный отрезок времени.

Приборы для измерения степени осадки

Степень осадки при штамповых испытаниях грунтов измеряют с помощью устройств ПМ-3, 6ПАО-ЛИСИ и другого геологического оборудования. Помимо этого, используют не менее двух прогибомеров с датчиками, закрепленными на двух концах штампа симметрично друг другу. Для установки прогибомеров используют реперные устройства, в комплектацию которых входят сваи и перекладины. Для определения степени осадки используют среднее арифметическое показаний, снятых с обоих датчиков. Соответственно, чем больше датчиков установлено на диск, тем точнее результаты.

Согласно ГОСТ 12374-44, при измерении осадки прогибомерами точность измерений составляет 0,1 мм. Однако в некоторых опытах требуются еще более чувствительные приборы. В их число входят индикаторы часового типа ИС и ИП. Их используют при исследовании особо плотных грунтовых пород или при оценке грунта перед строительством сооружений необычной архитектуры. Точность измерений этими приборами составляет 0,01 мм.

Выбор приборов с высокой чувствительностью – обязательный этап исследовательских работ. Если проигнорировать его, может оказаться, что геологическая аппаратура не подходит для работы на данном виде грунта. Оборудование, используемое геологами, отличается нестабильностью и склонностью к частым поломкам. Если осадка составляет более 10 мм, им требуется сразу несколько устройств. Это нужно учитывать при составлении программы опытов.

Помимо штампов и измерительных приборов, для проведения штамповых испытаний грунта требуется установка, которая будет оказывать нужную нагрузку. В зависимости от габаритов и конфигурации, она воздействует на диск разными способами. Для этого используют:

Если давление оказывают гидравлические или пневматические домкраты, установку дополняют винтовыми анкерными сваями, которые выполняют функцию упора. Сверху монтируют механизмы, которые удерживают установку. При необходимости упором выступает грузовая платформа или стенки шурфа.

Техника безопасности во время исследований

Если объектом исследовательских работ служат горные или буровые выработки, перед началом штамповых испытаний грунтов их чистят с помощью специальных установок. Если это не помогает выровнять дно, его засыпают 5-сантиметровым слоем песка (для глинистых оснований толщина должна быть не более 2 см).

Чтобы стальной диск крепко сцепился с грунтом, его прокручивают несколько раз на 360 градусов по часовой и против часовой стрелки. После его установки приступают к установке реперных устройств, прогибомеров, нагружающей части и другого геологического оборудования.

Нагрузку увеличивают ровно до тех пор, пока давление не дойдет до предельной отметки. Предельным считается давление, при котором на грунте образуются трещины и валики выпирания. При появлении этих дефектов испытание прекращают.

Источник

Штамповые испытания грунтов

Важные нюансы штампового испытания грунтов

При изучении осадочных и деформационных характеристик грунтовых слоев в полевых условиях чаще всего используют методику штампового исследования. Суть технологии заключается в монтировании штампов в слоях грунтов, их поэтапном погружении и одновременном фиксировании приборами значений осадки. Испытания осуществляются на территории контактирования сооружения с грунтом. Степень деформации определяют по глубине проседания штампа на протяжении всего времени нагрузки. Также исследуют, как деформируется порода со временем.

Штамповые испытания являются в полевых условиях более сложным и трудоемким, нежели зондирование. Это связано с тем, что возникает необходимость в тяжелой крупногабаритной технике геологического предназначения. Методика имеет ряд недостатков, из-за которых ее чаще применяют на завершающих этапах инженерно-геологических разработок. Основными минусами штамповых испытаний являются:

необходимость наличия тяжелой и большой техники; длительность анализа характера осадки.

Фиксация деформационных свойств таким способом удобнее применять в то время, когда уже установлено место для строительства, утверждены габариты строения и участок под посадку. Кроме того, следует заранее узнать о нагрузках, которые будут осуществляться на грунт, и геологическую структуру земельной площади. Для безопасности будущего строительства важно располагать такой информацией как глубина предстоящего фундамента, его разновидность.

Испытания в полевых условиях, процедура расшифровки результатов устанавливаются положениями ГОСТа 12374-77.

Поэтапная просадка

Штамповые испытания моделируют ту степень нагрузки на грунт, которая в будущем будет оказана построенным фундаментом или сооружением. Стадии осадки были установлены в 1930 году советским грунтоведом Н.М. Герсевановым. Просадка происходит поэтапно:

При штамповой нагрузке модуль деформации определяется по формуле, установленной ГОСТом 12374-77. Для расчетов понадобятся данные, зафиксированные в ходе применения геологических установок, и коэффициент Пуассона, который используется для разнотипных пород:

множитель для глиняных пластов составляет 0,42; песчаный и супесчаный слой – 0,3; суглинистые грунты – 0,35; крупнокусковой грунт – 0,27; скальные и полускальные слои – 0,15 и 0,25 соответственно.

После вычисления деформационного показателя приступают к определению степени осадок строений, что не составляет никакой трудности. Модуль деформации, вычисляемый для грунта известной структуры и состава, считается постоянной величиной, поэтому отклонения и изменения в значениях отсутствуют.

В ходе штамповых испытаний грунтов вычисляют жесткую деформацию, нагрузочную и увлажненную просадку, разрушающую степень нагрузки, прогнозируемую деформацию в будущем.

Опытным путем установлено огромное влияние размеров штампа на особенности и масштабы деформации пород. Геоиспытания установили, что квадратные штампы в условиях сухих песков на осадку не влияют, если их стороны от 18 до 30 см каждая. Параметр может возрастать в случае изменения в меньшую или большую сторону площади оборудования. Для влажной глины значимая осадка возникает со сторонами штампа максимум до 30 см.

Самые точные данные, свидетельствующие об истинной осадке и прочности грунта, получаются при испытании участка, площадью равным площади будущего фундамента. Но подобные исследования требует больших финансовых затрат, потому проводятся при крайней необходимости.

Во время проведения массовых испытаний сверхточные данные не требуются. Здесь применяют шурфы, которые по размерам значительно меньше проектных цифр.

Схема проведения испытаний, расшифровка результатов

Используют специальные установки, которые передают усилие на штамп. Исходя из строения установки, применяют определенные методы нагружения:

Методика штампового испытания и достоверность полученных значений зависит от ряда факторов:

глубина строительства фундамента; распространение нагрузки на фундаментную основу; однородность находящихся в основании строения пород; структура фундамента, его разбивка.

Вид геологических установок должен соответствовать уровню подземных вод. Для исследования штампами ниже водного уровня используют скважины, в остальных случаях – шурфы.

Штамповым нагрузкам подлежит каждый несущий слой при неоднородности пласта в зоне контакта. При однородной породе процедуру можно провести на одной глубине. Количество штамповых нагрузок в полевых условиях осуществляют три и более. Если полученные коэффициенты деформации отличаются менее чем на 25%, то повторить процедуру можно всего дважды.

Между точками бурения расстояние должно превышать два диаметра штампа, однако величина постоянно больше 60 см.

Положения госстандарта устанавливают ограничения на допустимые диаметры буровых скважин – максимум 325 мм, размер «дудок» допускается до 90 см, а шурфов – 1,5 м каждая сторона. Скважину делают строго вертикальной, дополнительно фиксируют укрепляющими трубами, которые должны доставать до точки испытания.

Перед монтированием штампа забой выработки тщательно зачищают. Для зачистки используют специальную технику, с помощью которого убирают защитный слой толщиной до 20 см. Неровное дно крупнокускового грунта на 5 см засыпают песчаным слоем, для глинистого дна используют 2 см песка.

Чтобы штамп плотно прижался к грунту, его неоднократно вращают вокруг собственной оси в обе стороны. После установки добиваются горизонтальности размещения штампа, а затем приступают к монтажу прочей геологической технике.

Просадка вычисляется в качестве усредненного значения, которое получают из всех прогибомеров. Первый час прогибы записывают раз в 15 минут, затем раз в 30 минут за второй часа, и каждый час вплоть до окончательной стабилизации осадки.

Штамповые испытания можно осуществлять до тех пор, пока не удастся достичь верхнего предела нагрузки. О критическом давлении могут свидетельствовать выпирающие валики породы вокруг штампа, трещины, предельные значения, которые сравнивают со значениями, зафиксированными после предыдущего уровня нагрузки.

Полученные в результате штампового испытания результаты, записывают в рабочий журнал, выполняющий функции основного документа при осуществлении геологических исследований.

После завершения всех этапов испытания грунтовых пластов посредством статических грузовых воздействий приступают к обработке данных. Расчеты должны дать количественный коэффициент модуля деформации грунтовых пород. Также в результате расчетов получают прочие значения, которые нужны для строительства на испытуемом участке любого типа сооружений.

Источник

Штамповые испытания грунтов

Испытания грунтов штампами по ГОСТ 20276.1-2020

Вкратце суть штамповых испытаний можно описать так:

Штамп должен обеспечивать равномерную передачу усилия на поверхность грунта, поэтому должен быть рассчитан на жесткость и прочность, а в случае с винтовым штампом или при испытаниях в скважинах должны обеспечиваться условия устойчивости и жесткости вертикальной трубы.

Штамп нагружают ступенями равной по величине нагрузкой. К следующей ступени нагружения переходят после достижения критерия условной стабилизации, за который принимают принятую в ГОСТ величину осадки за определенный промежуток времени, который зависит от типа грунта.

На каждой ступени снимают показания с приборов, фиксирую в журнале полевых работ величину нагрузки и осадки. После строят график зависимости осадки от нагрузки. По полученным данным и формуле ГОСТ определяют величину модуля деформации.

Испытание грунта штампом проводят для определения следующих характеристик деформируемости дисперсных грунтов:

— модуля деформации E минеральных, органо-минеральных и органических грунтов;

— начального просадочного давления p sl и относительной деформации просадочности для просадочных глинистых грунтов при испытании с замачиванием.

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

Испытания грунта проводят в горных выработках (расчистках, котлованах, шурфах, штреках, буровых скважинах и т.д.) или в массиве грунта.

Минимальная толщина однородного слоя испытуемого грунта должна быть не менее двух диаметров штампа при испытании грунта штампом.

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.

В процессе полевых испытаний ведут журналы.

Cостав установки для испытания грунта штампом :

— 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).

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.

Тип и площадь штампа назначают в зависимости от вида, подвида или разновидности испытываемого грунта

Штампы должны быть жесткими, круглой формы, следующих типов:

Нагружение штампа осуществляют домкратом или тарированным грузом.

Домкраты должны быть предварительно оттарированы.

Нагрузку измеряют с погрешностью не более 5% ступени давления.

Прогибомеры для измерения осадки штампа должны быть закреплены на реперной системе. Штамп должен быть соединен с прогибомером нитью из стальной проволоки диаметром 0,3-0,5 мм. Измерительная система должна обеспечивать измерение осадок с погрешностью не более 0,1 мм.

Необходимо учитывать деформацию проволоки от температурных воздействий и вводить поправку в показания прогибомеров. Поправку определяют по показаниям контрольного прогибомера по 5.3.7. Осадку штампа следует определять как среднеарифметическое значение показаний трех прогибомеров, фиксирующих осадку штампа в трех точках, расположенных под углом 120° от оси штампа в горизонтальной плоскости.

Для измерения осадки штампа допускается применять другие приборы, обеспечивающие измерение осадок с погрешностью не более 0,1 мм.

При и спытании грунтов в скважинах и измерении осадок штампа по перемещениям верха колонны труб, служащих для передачи нагрузки на штамп, учитывают деформацию сжатия труб от нагрузки и предусматривают мероприятия, исключающие их продольный изгиб.

При испытаниях в котлованах, шурфах и дудках штамп с плоской подошвой устанавливают на дно выработки. Для достижения плотного контакта подошвы штампа с грунтом необходимо провести не менее двух поворотов штампа вокруг его вертикальной оси, меняя направление поворота. После установки штампа проверяют горизонтальность его положения.

В глинистых грунтах с I L > 0,75 штамп следует устанавливать в выемку, устраиваемую на дне выработки. Глубина выемки должна быть 40-60 см, поперечный размер выемки не должен превышать диаметр штампа более чем на 10 см.

Стенки выемки при необходимости следует закрепить.

При испытаниях штампами площадью 5000 см2 просадочных грунтов с замачиванием в шурфах и котлованах толщина подушки должна составлять 2-3 см для обеспечения дренирования воды в грунт. Подушку следует укладывать по всей площади установки штампа и вокруг него на расстоянии не менее 10 см.

При испытании в скважинах штампом типа III площадью 600 см2 установку штампа проводят после зачистки забоя скважины специальным буровым наконечником-зачистителем в несколько приемов с его извлечением на поверхность после каждой зачистки.

Штамп, прикрепленный к колонне труб диаметром 219 мм, имеющей направляющие хомуты, опускают в скважину и добиваются плотного контакта штампа с грунтом не менее чем двумя поворотами колонны труб вокруг оси. Штамп должен быть установлен ниже обсадной трубы на глубину 2-3 см.

В процессе завинчивания винтового штампа необходимо обеспечить синхронность его вращения с погружением. Глубина погружения за один оборот должна соответствовать шагу винтовой лопасти.

После установки штампа монтируют устройство для нагружения штампа, анкерное устройство и измерительную систему.

Контрольный прогибомер для учета влияния температуры на изменение деформации устанавливают на реперной системе. Его нить закрепляют к неподвижному реперу. Длина нити должна быть равна длине нити прогибомера, измеряющего осадку штампа.

После монтажа всех устройств и измерительной системы записывают начальные показания приборов.

Нагрузку на штамп следует увеличивать ступенями давлений.

Ступени давления и время условной стабилизации деформации при штамповых испытаниях зависит от типа грунта и регламентируется ГОСТ 20276.1-2020.

Общее число ступеней давления после достижения давления, соответствующего вертикальному эффективному напряжению от собственного веса грунта на отметке испытания, должно быть не менее четырех.

В первую ступень давления следует включить вес деталей установки, влияющих на нагрузку штампа.

При применении штампа типа II кольцевая пригрузка должна соответствовать напряжению на отметке испытания.

Время выдержки каждой последующей ступени давления должно быть не менее времени выдержки предыдущей.

Каждую ступень давления выдерживают до условной стабилизации деформации грунта (осадки штампа).

За критерий условной стабилизации деформации принимают скорость осадки штампа, не превышающую 0,1 мм за время t, регламентируемое ГОСТ.

Отсчеты по прогибомерам на каждой ступени нагружения проводят:

— при испытании крупнообломочных грунтов и песков через каждые 10 мин в течение первого получаса, 15 мин в течение второго получаса и далее через 30 мин до условной стабилизации деформации грунта;

— при испытании глинистых грунтов через каждые 15 мин в течение первого часа, 30 мин в течение второго часа, далее через 1 ч до условной стабилизации деформации грунта.

По специальному заданию для определения модуля деформации по ветви повторного нагружения может быть проведена разгрузка образца грунта, а затем повторное нагружение. Последняя ступень разгрузки и начало повторного нагружения определяются заданием. При полной разгрузке последняя ступень должна соответствовать давлению от штампа и смонтированного на нем оборудования. Повторное нагружение проводят в последовательности, аналогичной последовательности первого нагружения. Число ступеней при разгрузке допускается уменьшить.

Штамповые испытания. Результаты.

По данным испытаний строят график зависимости осадки штампа от давления

За начальное значение p 0 и s 0 принимают давление, равное напряжению от вышележащего грунта и соответствующую осадку;

Модуль деформации грунта

Модуль деформации грунта E, МПа, вычисляют по формуле:

Испытания штампом просадочных грунтов

Замачивание просадочных грунтов при испытаниях в котлованах и дудках следует проводить до коэффициента водонасыщения Sr >= 0,8 на глубину не менее двух диаметров штампа ниже его подошвы.

Для контроля влажности грунтов допускается применять радиоизотопный метод.

Испытания просадочных грунтов с замачиванием следует проводить по схеме «двух кривых» или «одной кривой».

Схему испытаний выбирают в зависимости от комплекса характеристик, необходимых для проектирования.

Давление p 3 должно быть установлено с учетом предполагаемого фактического давления на грунт в основании фундамента, равного сумме давлений от нагрузки фундамента и собственного веса грунта в насыщенном водой состоянии на отметке испытания.

За критерий условной стабилизации просадки грунта следует принимать скорость осадки штампа, не превышающую 0,1 мм за два часа.

Испытания по схеме «двух кривых» следует проводить на одной глубине в двух шурфах, расположенных на расстоянии 5-6 м.

Замачивание просадочных грунтов в основании штампа в котлованах, шурфах и дудках следует проводить рассредоточенной струей во избежание размыва грунта, поддерживая уровень воды на 5-10 см выше поверхности песчаной подушки и измеряя расход воды.

По результатам испытаний просадочных грунтов определяют:

Испытания штампами в скважинах

Испытания в скважинах проводят штампами III, IIIa, IV типа.

III типом штампа (круглый плоский штамп 600 см2) проводят испытания в забое скважины на уровне подземных вод и выше.

IIIa тип (круглый плоский штамп 600 см2 с зачистным устройством) применяется для испытания глинистых грунтов ниже забоя скважины, ниже уровня подземных вод.

Также в скважинах ниже забоя скважины выше и на уровне подземных вод без обсадки проводят испытания винтовым штампом. Ниже уровня подземных вод проводятся испытания винтовым штампом с обсадкой.

При бурении скважин для испытания грунта ниже уровня подземных вод не допускается понижение уровня подземных вод в скважине

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.

Испытания винтовым штампом

Испытания винтовым штампом площадью 600 см2 (IV тип) проводят в скважинах ниже забоя с обсадкой, если уровень грунтовых вод выше, либо без обсадки, если уровень грунтовых вод ниже.

Также испытания винтовым штампом проводятся в массиве грунта без бурения скважины на глубине до 10 м.

«Штамповые испытания» (скачать в PDF формате)

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Москве

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Санкт-Петербурге

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Челябинске

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Екатеринбурге

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Перми

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Уфе

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Казани

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Самаре

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Нижнем Новгороде

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Волгограде

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Астрахани

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Воронеж

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Сургуте

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Нижневартовске

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Омске

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Норильске

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Тюмени

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Новокузнецке

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Архангельске

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Северодвинске

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Воркуте

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Петрозаводске

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Сыктывкаре

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Комсомольск-на-Амуре

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Ханты-Мансийске

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) во Владивостоке

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Хабаровске

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Мурманске

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Когалыме

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Лангепасе

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Кстово

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Новом Уренгое

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Нижнекамске

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Нижнем Тагиле

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Ноябрьске

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Надыме

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Салехарде

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Красноярске

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Иркутске

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Якутске

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Благовещенске

Штамповые испытания грунтов (испытания штампом) в Петропавловск-Камчатском

Все права защищены, 2014-2030.

Копирование информации с данного сайта допускается только со ссылкой на http://geokriolab.ru

Предложения, размещенные на данном интернет-сайте, не являются публичной офертой.

Источник