ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ
Наша компания инженерно-геологические изыскания с использованием основных видов исследований грунтов:
1. Зондирование грунтов
Статическое зондирование осуществляется путем вдавливания в грунт специального зонда с помощью гидравлических или винтовых домкратов.
Считают, что статическое зондирование, в силу непрерывности и плавности приложения нагрузки и течения деформаций, приносит более надежные результаты, лишенные влияния привходящих факторов (разрывы структур, тиксотропные изменения в грунтах и т.п.). Этот метод предпочтительнее при определении физико-механических показателей грунтов. Статическое зондирование является наиболее быстрым и достоверным альтернативным способом определения несущей способности свай. Результаты зондирования не искажаются изменением веса и массы зонда с глубиной и трением грунта о штангу и не требуют введения поправочных коэффициентов.
К недостаткам статического зондирования следует отнести сложность оборудования и его обслуживания, необходимость в специальных устройствах для восприятия реактивного сопротивления грунтаи в связи с этим некоторую ограниченность применимости метода.
Динамическое зондирование выполняется путем ручной или механической забивки в грунт стержня (зонда), снабженного соответствующим наконечником. Забивка осуществляется стандартными ударами свободно падающего молота. В зависимости от вида наконечника различают два способа динамического зондирования: динамическое зондирование пробоотборником и динамическое зондирование конусом.
Преимуществами динамического зондирования является значительная величина силового воздействия, простота оборудования и производства работ, отсутствие анкерных устройств для восприятия реактивных сил.
Динамическое зондирование позволяет исследовать грунты с высоким сопротивлением проникновению конуса, содержание крупнообломочных включений может достигать 40%. В процессе испытаний фиксируют величину осадки зонда от определенного числа ударов (залога) s или числа ударов молота, необходимых для погружения зонда на определенную глубину N, П.
Методы полевых испытаний грунтов зондированием применяют в комплексе с другими видами инженерно-геологических работ или отдельно для:
- выделения инженерно-геологических элементов (толщины слоев и линз, границ распространения грунтов различных видов и разновидностей);
- оценки пространственной изменчивости состава и свойств грунтов;
- определения глубины залегания кровли скальных и крупнообломочных грунтов;
- количественной оценки характеристик физико-механических свойств грунтов (плотности, модуля деформации, угла внутреннего трения и сцепления грунтов и др.);
- определения степени уплотнения и упрочнения грунтов во времени и пространстве;
- оценки возможности забивки свай и определения глубины их погружения;
- определения данных для расчета свайных фундаментов;
- выбора мест расположения опытных площадок и глубины проведения полевых испытаний, а также мест отбора образцов грунтов для лабораторных испытаний;
- контроля качества геотехнических работ.
2. Прессиометрия
Задачей исследования грунтов методом прессиометрии является определение их прочностных и деформационных свойств непосредственно в месте залегания.
Преимущества этого метода заключаются в том, что он может заменить громоздкие испытания грунтов статическими нагрузками в шурфах и скважинах (штампы), повысить достоверность результатов по сравнению с лабораторными данными, так как испытания производятся в массиве грунта, сократить скорость и стоимость испытаний даже по сравнению с лабораторными исследованиями.
Сущность прессиометрических испытаний состоит в том, что в скважину спускают прибор бокового давления, представляющий собой полую металлическую трубу с натянутой на нее эластичной рубашкой, способной увеличиваться в объеме под действием рабочей жидкости или газа, подаваемых под давлением. Увеличение объема прибора приводит к возникновению в грунте напряжений и соответствующих деформаций. В процессе расширения буровой скважины наряду с измерением давления измеряют радиус или диаметр камеры прессиометра. Соответственно результаты прессиометрии, как и при других испытаниях грунта методами сжатия, графически изображают в виде зависимости деформаций от давления на графиках Δd(Pp) или Δr(Pp). На графиках испытаний выделяются два участка, отвечающие различным стадиям деформационного поведения грунта под нагрузкой. Первый участок соответствует стадии уплотнения грунта и характеризуется зависимостью между напряжениями и деформациями, близкой к линейной. Второй участок характеризует процесс разрушения грунта в зоне влияния прессиометра и выражается криволинейной зависимостью между напряжениями и деформациями. При теоретическом осмысливании этих участков используют положения теории упругости и прочности, что позволяет устанавливать по одному опыту основные расчетные механические характеристики грунта - E, МПа; C, кПа; φ, град.
Методом прессиометрии могут быть опробованы как рыхлые, так и скальные породы. Многочисленные экспериментальные исследования показали, что прессиометрические испытания дают хорошие результаты при изучении глинистых пород любой консистенции - от текучей до твердой, глинистых грунтов с включением щебня и гальки до 30%, песков различной степени водонасыщения, а также лессов и лессовидных пород в любом диапазоне влажности.
Из изложенного выше можно констатировать следующее - представленная в ГОСТ 20276 методика выполнения испытаний, позволяет определить только модуль деформации грунта Е, хотя характеристики некоторых видов прессиометрического оборудования, позволяют довести испытания до фазы разрушения практически всех видов рыхлых грунтов и, тем самым, рассчитать их прочностные характеристики - C и φ (методика Кореневой разработанная для глинистых грунтов).
Опыт показал, что в мягкопластичных глинах и суглинках, пластичных супесях предел прочности наступает при давлении 3,5-6 кгс/см2, в грунтах тугопластичных - при давлении 8-15 кгс/см2, а в плотных породах твердой консистенции - при 20-25 кгс/см2. Серийно выпускаемое в нашей стране прессиометрическое оборудование позволяет создавать давление на грунт до 10 кгс/см2, что в большинстве случаев не позволяет добиться перехода грунта в фазу сдвигов. Специалисты нашего предприятия разработали и внедряют в производство пневматический прессиометр (см. фото ниже) позволяющий испытывать глинистые, песчаные, крупнообломочные (элювиальные) и полускальные грунты в скважинах диаметром 110-132 мм на глубинах до 30 м удельным давлением до 25 кгс/см2.
3. Штамповые испытания