МЕТОД ПОЛЕВОГО ИСПЫТАНИЯ СТАТИЧЕСКИМ ЗОНДИРОВАНИЕМ
Настоящий стандарт распространяется на песчаные и глинистые грунты и устанавливает метод полевого испытания их статическим зондированием при инженерно-геологических исследованиях для строительства.
Стандарт не распространяется на грунты: песчаные и глинистые, содержащие частицы крупнее 10 мм более 25% по массе, всех видов в мерзлом состоянии, исследуемые статическим зондированием с одновременным замачиванием.
Определения основных терминов, применяемых в настоящем стандарте, приведены в справочном приложении 1.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Статическое зондирование следует производить путем вдавливания в грунт зонда с одновременным измерением непрерывно (или через заданные интервалы по глубине) значений сопротивления грунта под наконечником и на боковой поверхности зонда.
1.2. Метод полевых испытаний грунтов статическим зондированием следует применять самостоятельно или в сочетании с другими видами инженерно-геологических исследований для:
выделения инженерно-геологических элементов (толщины слоев и линз, границ распространения грунтов различного состава и состояния);
оценки пространственной изменчивости состава и свойств грунтов;
определения глубины залегания кровли скальных и крупнообломочных грунтов;
оценки возможности забивки свай и определения глубины их погружения;
определения данных для расчета свайных фундаментов (сопротивления грунта под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности);
приближенной количественной оценки физико-механических характеристик грунтов (плотности, сопротивления срезу, модуля деформации и др.);
определения степени уплотнения и упрочнения грунтов во времени;
выбора мест расположения опытных площадок и отбора образцов грунтов для детального изучения их физико-механических свойств.
1.3. В результате полевых испытаний грунтов статическим зондированием определяют:
удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда q3, МПа(кгс/см2);
сопротивление грунта на боковой поверхности зонда Q3, кН (тс), или удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда f3, кПа (кгс/см2).
1.4. Глубина зондирования и расположение точек зондирования в плане должны определяться заданием на проведение инженерно-геологических исследований грунтов.
2. ОБОРУДОВАНИЕ
2.1. Для испытания грунтов статическим зондированием должны применяться установки статического зондирования СП-59, состоящие из следующих основных узлов:
зонда (наконечника и штанги);
устройства для вдавливания и извлечения зонда;
опорно-анкерного устройства;
измерительного устройства.
2.2. В зависимости от конструкции наконечника зонды подразделяются на три типа, приведенные в рекомендуемом приложении 2:
I - зонд с наконечником из конуса и кожуха;
II - зонд с наконечником из конуса муфты трения;
III - зонд с наконечником из конуса, муфты трения и уширителя.
2.3. Площадь основания конуса зондов всех типов должна составлять 10 см2, а величина угла при вершине конуса - 60°.
2.4. Наружный диаметр муфты трения должен быть равным диаметру основания конуса, а длина муфты трения - 310 мм.
2.5. Наконечники зондов типов II и III должны иметь над муфтой трения цилиндрическую часть длиной не менее 72 мм и наружным диаметром, равным диаметру муфты трения.
2.6. Наружный диаметр штанги зонда типа I должен быть равен 36 мм, а зондов типов II и III - назначается из конструктивных соображений, но принимается не более 55 мм.
Длина звеньев штанги должна быть не менее 800 мм.
2.7. Устройство для вдавливания и извлечения зонда должно обеспечивать перемещение зонда в грунте. В зависимости от максимальных усилий, развиваемых при вдавливании и извлечении зонда, установки для статического зондирования подразделяются в соответствии с табл. 1.
Таблица 1
Наибольшее усилие вдавливания и извлечения зонда, кН (тс)
|
Установка для статического зондирования
|
До 50 (5) включ.
|
Легкая
|
Св. 50 (5) до 100 (10) включ.
|
Средняя
|
100 (10)
|
Тяжелая
|
2.8. Опорно-анкерное устройство должно воспринимать реактивные усилия, возникающие при вдавливании и извлечении зонда.
2.9. Измерительное устройство, состоящее из датчиков сопротивления грунта вдавливанию зонда, канала связи и регистрирующих приборов, применяется двух типов:
механическое, у которого сопротивление грунта вдавливанию зонда измеряется регистрирующими приборами, связанными с зондом;
электрическое, у которого сопротивление грунта вдавливанию зонда преобразуется в электрический сигнал и по каналу связи подается на регистрирующие приборы.
Допускается применять комбинации указанных типов измерительных устройств.
2.10. На регистрирующих приборах должны фиксироваться измеряемые показатели сопротивления грунта вдавливанию конуса зонда в диапазонах не менее указанных в табл. 2.
Таблица 2
|
Показатели сопротивления грунта вдавливанию конуса зонда
|
Установка для статического зондирования
|
Удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда q3, МПа (кгс/см2)
|
Сопротивление грунта на боковой поверхности зондаQ3, кН (тс)
|
Удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда f3, кПа (кгс/см2)
|
Легкая
|
0,5-10 (5-100)
|
0,5-10 (0,05-1)
|
2-100 (0,02-1)
|
Средняя
|
1-30 (10-300)
|
1-30 (0,1-3)
|
5-200 (0,05-2)
|
Тяжелая
|
1-50 (10-500)
|
2-60 (0,2-6)
|
10-500 (0,1-5)
|
2.11. Класс точности регистрирующих приборов должен быть не ниже 1,5.
Основная погрешность измерительного устройства d, %, должна удовлетворять условию
d£(5+Pmax/Px),
где Px - значение измеряемой величины;
Рmax - максимальное значение измеряемой величины.
3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ
3.1. Поверку установки (оборудования) для статического зондирования надлежит проводить согласно инструкции по ее эксплуатации, выдаваемой предприятием-изготовителем установки (оборудования), при получении с завода и перед выездом на полевые работы, но не реже одного раза в 3 мес, а также после выявления и устранения неисправностей оборудования или замены его деталей. Результаты поверок надлежит оформлять актом.
3.2. Прямолинейность и степень износа зонда необходимо проверять периодически, но не реже чем через 15 точек зондирования.
Прямолинейность зонда надлежит проверять путем сборки его звеньев в отрезки длиной не менее 3м. При этом отклонения от прямой линии в любой плоскости не должны превышать 5мм на 3м по всей длине проверяемого отрезка зонда.
Уменьшение высоты конуса наконечника зонда при максимальном его износе не должно превышать 5мм, а диаметра - 0,3мм.
3.3. Подготовку к работе установки для статического зондирования следует выполнять в соответствии с требованиями инструкции по ее эксплуатации.
3.4. Точки зондирования необходимо выносить в натуру геодезическими методами и закреплять на местности временными знаками.
Планово-высотная привязка точек зондирования должна контролироваться после проведения зондирования.
3.5. В случаях невозможности (по условиям природного рельефа) расположить установку на точке зондирования должна производиться вертикальная планировка площадки.
3.6. Отклонение мачты установки для статического зондирования от вертикали не должно превышать 5°.
4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
4.1. Порядок операций в процессе проведения полевых испытаний грунта должен соответствовать предусмотренному инструкцией по эксплуатации установки для статического зондирования.
4.2. Показатели статического зондирования грунта в процессе вдавливания зонда необходимо регистрировать непрерывно либо с интервалом по глубине не более 0,2м.
4.3. Скорость погружения зонда в грунт должна быть (1,0±0,3) м/мин.
4.4. Испытание грунта следует заканчивать после достижения заданной глубины или предельных усилий на зонд.
4.5. Регистрацию результатов испытаний грунтов статическим зондированием следует производить в «Журнале статического зондирования» (рекомендуемое приложение 3) или на диаграммной ленте.
4.6. После окончания испытания грунта зондировочную скважину надлежит тампонировать грунтом и закреплять знаком с соответствующей маркировкой (номер точки испытаний, организация), а также очистить площадку от мусора и восстановить почвенно-растительный слой в местах, где он был нарушен в результате производства работ по зондированию.
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Результаты статического зондирования следует оформлять в виде графиков изменения по глубине показателей зондирования, приведенных в рекомендуемом приложении 4, составляемых по данным «Журнала статического зондирования» или по диаграммным лентам, полученным при автоматической записи результатов зондирования (если запись ведется не в масштабе, предусмотренном п. 5.2).
5.2. Масштаб графиков статического зондирования следует принимать:
по вертикали - 1 см на графике равен 1м глубины зондирования:
по горизонтали - 1 см на графике равен:
2 МПа (20 кгс/см2) удельного сопротивления грунта под наконечником (конусом) зонда, если это сопротивление равно или более 1 МПа (10 кгс/см2);
0,2 МПа (2 кгс/см2) удельного сопротивления грунта под наконечником (конусом) зонда, если это сопротивление менее 1 МПа (10 кгс/см2);
5 кН (500 кгс) сопротивления грунта на боковой поверхности зонда;
20 кПа (0,2 кгс/см2) удельного сопротивления грунта на участке боковой поверхности зонда (муфте трения).
Допускается изменение масштабов графиков при обязательном сохранении соотношения между указанными выше масштабами вертикальных и горизонтальных координат.
5.3. Графики статического зондирования следует, как правило, совмещать с инженерно-геологическими колонками горных выработок, расположенных вблизи (не далее 5м) от точки испытания статическим зондированием, и с инженерно-геологическими разрезами.
См. в раделе "Продукция" - Установка статического зондирования СП-59
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Термин
|
Определение
|
Статическое зондирование
|
Процесс погружения зонда в грунт статической вдавливающей нагрузкой с измерением показателей сопротивления грунта
|
Точка испытаний (зондирования)
|
Пункт (точка), в котором планируется или проведено испытание грунтов
|
Зонд
|
Устройство, воспринимающее сопротивление грунта в процессе вдавливания
|
Измерительное устройство
|
Устройство, преобразующее сопротивление грунта в механический или электрический сигнал
|
Устройство для вдавливания и извлечения зонда
|
Силовое устройство механического, гидравлического или пневматического действия
|
Опорно-анкерное устройство
|
Конструкция, на которой размещено устройство для вдавливания и извлечения зонда
|
Штанга
|
Часть зонда, служащая для передачи усилия от устройства для вдавливания к извлечения
|
Наконечник
|
Нижняя часть зонда
|
Конус
|
Нижняя часть наконечника, воспринимающая сопротивление грунта
|
Муфта трения
|
Часть наконечника зонда типов II или III, расположенная между конусом и штангой и воспринимающая сопротивление грунта на боковой поверхности
|
Кожух
|
Часть наконечника зонда типа I, расположенная между конусом и штангой
|
Канал связи
|
Устройство, служащее для передачи сигнала от зонда к регистрирующим приборам
|
Регистрирующий прибор
|
Прибор, фиксирующий показатели сопротивления грунта
|
Удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда
|
Сопротивление грунта наконечнику (конусу) зонда, отнесенное к площади основания наконечника (конуса) зонда
|
Сопротивление грунта на боковой поверхности зонда
|
Сопротивление грунта на боковой поверхности штанги зонда типа I
|
Удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда
|
Сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда типов II или III, отнесенное к площади боковой поверхности муфты трения |