---

ДСТУ Б В.2.1-11:2009

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

Основи та підвалини будинків і споруд

ҐРУНТИ

Методи лабораторного визначення властивостей набухання та усадки

ДСТУ Б В.2.1-11:2009

Введено: «ИМЦ» (г. Киев, просп. Краснозвездный, 51; т/ф. 391-42-10)

Київ

Мінрегіонбуд України

2010

ПЕРЕДМОВА

1 РОЗРОБЛЕНО:

Державне підприємство "Український державний головний науково-дослідний і виробничий інститут інженерно-технічних і екологічних вишукувань УкрНДІІНТВ"

РОЗРОБНИКИ: С. Алтухова; С. Воробйов; А. Дроздов; В. Дроздов; І. Закопайло (відповідальний виконавець); Г. Стріжельчик, канд. геол.-мін. наук (науковий керівник)

2 ПРИЙНЯТО ТА НАДАНО ЧИННОСТІ:

наказ Міністерства регіонального розвитку та будівництва України від 22.12.2009 р. № 671

3 УВЕДЕНО ВПЕРШЕ (зі скасуванням в Україні ГОСТ 24143-80)

ЗМІСТ

с.

1 Сфера застосування 1

2 Нормативні посилання 1

3 Терміни та визначення понять 2

4 Загальні положення 4

5 Засоби випробування та матеріали 5

6 Підготовка до випробування 7

7 Проведення випробування 9

8 Обробка результатів випробування 11

9 Оцінювання похибки вимірювань 12

10 Вимоги безпеки 14

Додаток А

Пристосування для вимірювання діаметра та висоти зразків при усадці 15

Додаток Б

Журнал випробування набухання ґрунту без навантаження (вільне набухання) в ПНҐ 16

Додаток В

Журнал випробування набухання ґрунту під навантаженням у компресійному приладі 18

Додаток Г

Журнал випробування ґрунту при усадці 20

Додаток Д

Графік залежності відносної деформації набухання ε_sw, грунту від тиску р при випробуваннях зразка ґрунту в компресійному приладі 22

Додаток Е

Графік залежності зміни об'єму V зразка ґрунту при зміні вологості w в процесі усадки 23

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

Основи та підвалини будинків і споруд

ҐРУНТИ

Методи лабораторного визначення властивостей набухання та усадки

Основания и фундаменты зданий и сооружений

ГРУНТЫ

Методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки

Bases and foundations of buildings and structures

SOILS

Laboratory methods for determination of swelling and shrinking characteristics

Чинний від 2010-10-01

1 СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

Цей стандарт поширюється на глинисті ґрунти природного і порушеного складу та встановлює методи лабораторного визначення їх набухання та усадки.

Стандарт не поширюється на глинисті ґрунти, які містять великоуламкові включення з розміром зерен більше ніж 5 мм, і на глинисті ґрунти в мерзлому стані.

2 НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

У цьому стандарті є посилання на такі нормативні акти та нормативні документи:

ДБН В.2.1-10-2009 Об'єкти будівництва та промислова продукція будівельного призначення. Основи та фундаменти будинків і споруд. Основи та фундаменти споруд. Основні положення проектування

ДСТУ Б А.1.1-25-94 Система стандартизації та нормування в будівництві. Ґрунти. Терміни та визначення

ДСТУ Б В.2.1-2-96 (ГОСТ 25100-95) Основи та підвалини будинків і споруд. Ґрунти. Класифікація

ДСТУ Б В.2.1-8-2001 (ГОСТ 12071-2000) Основи та підвалини будинків і споруд. Ґрунти. Відбирання, упакування, транспортування і зберігання зразків

ДСТУ Б В.2.1-17:2009 Основи та підвалини будинків і споруд. Ґрунти. Методи лабораторного визначення фізичних властивостей

ДСТУ Б В.2.1-19:2009 Основи та підвалини будинків і споруд. Ґрунти. Методи лабораторного визначення гранулометричного (зернового) та мікроагрегатного складу

3 ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТЬ

Нижче подано терміни, вжиті в цьому стандарті, та визначення позначених ними понять.

3.1 вологість набухання w_sw, ч. од.

Вологість, яку одержують після завершення набухання зразка ґрунту, що обтискується в умовах, які унеможливлюють бокове розширення заданим тиском (ДСТУ Б А.1.1-25)

3.2 вологість на границі усадки w_sh, ч. од.

Вологість ґрунту в момент різкого зменшення усадки, яка визначається за точкою перегину кривої графіка залежності зміни об'єму зразка ґрунту V від зміни вологості w при висиханні (ДСТУ Б А.1.1-25)

3.3 ґрунт набухаючий

Ґрунт, який при замочуванні водою чи іншою рідиною збільшується в об'ємі та має відносну деформацію набухання (в умовах вільного набухання) ε_sw≥ 0,04 (ДСТУ Б В.2.1-2)

3.4 набухання ґрунту

1. Властивість глинистого ґрунту збільшувати свій об'єм при взаємодії з водою або іншою рідиною

2. Процес зміни об'єму ґрунту в часі при його взаємодії з водою або іншою рідиною (ДСТУ Б А.1.1-25)

3.5 набухання ґрунту абсолютне Δh, см

"абсолютна деформація набухання"

Збільшення висоти зразка ґрунту в процесі випробування при взаємодії ґрунту з водою або іншою рідиною (ДСТУ Б А.1.1-25)

3.6 набухання ґрунту відносне e_sw= Δh/h

"відносна деформація набухання"

Відношення абсолютного набухання до початкової висоти зразка ґрунту (ДСТУ Б А.1.1-25, ДСТУ Б В.2.1-2 (ГОСТ 25100))

3.7 набухання ґрунту вільне ε_sw0, ч. од.

"відносна деформація набухання без навантаження"

Відносне набухання, одержане в приладах типу ПНҐ, коли тиском від маси штампа й вимірювального обладнання, якщо він не перевищує 0,006 МПа (0,06 кг/см²), нехтують (ДСТУ Б А.1.1-25)

3.8 набухання ґрунту під навантаженням ε_swh, ч. од.

"відносна деформація набухання під навантаженням"

Відносне набухання ґрунту при даному тиску на зразок (ДСТУ Б А.1.1-25)

3.9 ступінь тиску

Величина збільшення тиску при передаванні навантаження через штамп на зразок ґрунту під час випробувань (ДСТУ Б А.1.1-25)

3.10 тиск набухання p_sw, МПа (кг/см²)

Тиск на зразок ґрунту, який виникає при замочуванні рідиною і стисненні в умовах, що унеможливлюють бокове розширення, коли деформації набухання або стиснення ґрунту дорівнюють нулю (ДСТУ Б А.1.1-25)

3.11 тиск на зразок ґрунту р, МПа (кг/см²)

Відношення величини навантаження, прикладеної через штамп приладу, до площі штампа

3.12 усадка ґрунту

1. Властивість глинистого ґрунту зменшувати свій об'єм при випаровуванні з нього вологи

2. Процес зміни лінійних розмірів і об'єму зразка ґрунту в часі при випаровуванні з нього вологи (ДСТУ Б А.1.1-25)

3.13 усадка ґрунту абсолютна за висотою Δh, см; діаметром Δd, см; об'ємом ΔV, см

Зменшення висоти h, діаметра d, об'єму V зразка ґрунту під час випробувань (ДСТУ Б А.1.1-25)

3.14 усадка ґрунту відносна за висотою εh, діаметром ed, об'ємом εd

Відношення абсолютної усадки зразка ґрунту за висотою, діаметром, об'ємом до їх початкових розмірів відповідно (ДСТУ Б А.1.1-25)

4 ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

1. Характеристики набухання та усадки ґрунту визначають за відносною деформацією: набухання - в умовах, що унеможливлюють бокове розширення при насиченні ґрунту водою або хімічним розчином; усадку - в умовах вільної тривісної деформації при висиханні ґрунту. Випробування для визначення характеристик набухання виконують до припинення поглинання зразком ґрунту води (або розчину), а усадки - до повної втрати їм вологості.

2. Показниками, що характеризують набухання ґрунту, є відносна деформація набухання без навантаження ε_sw0, відносна деформація набухання під навантаженням ε_swh, тиск набухання p_sw, вологість ґрунту після набухання w_sw. Показниками, що характеризують усадку ґрунту, є величини усадки ґрунту за висотою ε_h, діаметром ε_d, об'ємом ε_V та вологістю на межі усадки w_sh.

3. Зразки ґрунту природного складу для випробувань на вільне набухання, набухання під навантаженням, тиск набухання та усадки вирізають з одного моноліту ґрунту; зразки ґрунту порушеного складу готують із заданими величинами щільності та вологості.

Вільне набухання визначають випробуванням одиночного зразка ґрунту.

Набухання під навантаженням і тиск набухання визначають випробуванням серії зразків-близнюків, які вирізують з одного моноліту ґрунту, шляхом їх обтискання з наступним насиченням водою.

Величини ступенів тиску та їх кількість визначають у завданні та програмі досліджень.

За відсутності таких даних випробування проводять у діапазоні півторакратних величин умовних розрахункових тисків на глинисті ґрунти згідно з таблицями Е.3 та Е.4 ДБН В.2.1-10.

4.4 Зразки ґрунту при випробуванні на набухання заливають ґрунтовою водою, взятою з місця відбору ґрунту, водною витяжкою або водою питної якості. У випадках, обумовлених програмою досліджень, допускається застосування дистильованої води та штучно приготовлених розчинів заданого хімічного складу.

При усадці випарювання води (або розчину) із зразка ґрунту не повинно викликати утворення на ньому усадочних тріщин.

4.5 Моноліти ґрунтів для визначення показників набухання та усадки відбирають із відкритих гірничих виробок: шурфів, котлованів, розчищень тощо, а їх відбір, транспортування та зберігання виконують відповідно до ДСТУ Б В.2.1-8 (ГОСТ 12071).

Відбір проб із свердловин допускається робити за допомогою ґрунтоносів, що забезпечують збереження природного складу й вологості ґрунту.

5 ЗАСОБИ ВИПРОБУВАННЯ ТА МАТЕРІАЛИ

5.1 Прилади для визначення вільного набухання ґрунтів (ПНҐ) включають наступні основні вузли та деталі:

• робоче кільце з внутрішнім діаметром не менше ніж 50 мм, заввишки не менше ніж 20 мм;

• вкладиш, що забезпечує висоту зразка в кільці не менше ніж 10 мм;

• перфорований верхній штамп;

• перфорований піддон;

• ванночки для рідини;

• основи приладу та тримача індикатора;

- індикатор годинникового типу із ціною поділки шкали 0,01 мм для вимірювання вертикальних деформацій зразка ґрунту.

5.1.2 Конструкція ПНҐ має бути виконана з матеріалів, стійких до корозії, і забезпечувати:

• нерухомість робочого кільця при випробуванні;

• подачу води до зразка знизу та її відведення;

• величину вертикального тиску від штампа, вимірювального устаткування, розташованого на ньому, та інших неврівноважених деталей не більше ніж 0,0006 МПа (0,006 кг/см²).

5.2 Показники набухання ґрунту під навантаженням і тиску набухання визначають у компресійних приладах, які складаються з наступних основних вузлів та деталей:

• робочого кільця з внутрішнім діаметром більше ніж 71 мм і заввишки більше ніж 20 мм із співвідношенням висоти до діаметра 1:3,5;

• циліндричної обойми;

• перфорованого штампа;

• піддона з ємністю для води та перфорованого вкладиша під кільце;

- двох індикаторів із ціною поділки шкали 0,01 мм для вимірювання вертикальних деформацій зразка ґрунту; допускається застосування одного індикатора за умови установки його в центрі штампа;

- механізму вертикального навантаження на зразок ґрунту.

5.2.1 Конструкція компресійного приладу має бути виконана з матеріалів, стійких до корозії, і забезпечувати:

• подачу води до зразка знизу та її відведення;

• центровану передачу навантаження на штамп (зразок ґрунту);

• передачу на зразок ґрунту тиску ступенями від 0,0125 МПа (0,125 кг/см²);

• сталість тиску на кожному ступені;

• нерухомість робочого кільця при випробуваннях;

• вимірювання вертикальних деформацій ґрунту з похибкою 0,01 мм;

- тиск на зразок, створюваний штампом і закріпленим на ньому вимірювальним устаткуванням й іншими неврівноваженими деталями, не більше ніж 0,0025 МПа (0,025 кг/см²).

5.3 Для визначення усадки ґрунтів необхідно мати:

• робоче кільце компресійного приладу з внутрішнім діаметром більше ніж 71 мм і заввишки більше ніж 20 мм із співвідношенням висоти до діаметра 1:3,5;

• предметне скло, покрите тонким і рівним шаром парафіну;

• ємність із кришкою (скляний ковпак або ексикатор) об'ємом не більше ніж 1 л для сушіння зразків;

• шпатель;

• штангенциркуль із похибкою вимірювання 0,05 мм і пристосування для вимірювання (додаток А);

• мікрометр.

6 ПІДГОТОВКА ДО ВИПРОБУВАННЯ

6.1 Прилади для проведення випробувань встановлюються на жорсткій основі, що виключає вібрацію. Горизонтальність установки приладів перевіряють за рівнем. У приміщенні під час випробувань повинна підтримуватись плюсова температура.

Не допускається попадання прямих сонячних променів на зразки ґрунту під час випробувань усадки.

6.2 Тарування ПНҐ і компресійних приладів виконують не рідше ніж один раз на рік для врахування деформацій фільтрів і власних деформацій приладів r при визначенні деформацій ґрунту.

Для тарування ПНҐ у робоче кільце закладають два паперових фільтри, встановлюють індикатор і замочують фільтри. За індикатором реєструють деформацію r Для даної партії фільтрів тарувальну поправку приймають як середнє арифметичне значення деформацій трьох пар фільтрів.