Підготовка до випробування
Підготовку до роботи установки для випробування ґрунту статичним зондуванням виконують відповідно до вимог інструкції з експлуатації (за наявності).
Перед початком роботи перевіряють прямолінійність зонда і розміри конуса наконечника згідно з 5.2.4. Якщо температура повітря відрізняється від температури ґрунту більше ніж на 5 °С, то на глибині 2 м зонд треба витримати 5-10 хв для стабілізації температури.
Виконання випробування
Статичне зондування слід виконувати шляхом безперервного вдавлювання зонда у ґрунт, дотримуючись порядку операцій, передбачених інструкцією з експлуатації установки.
Перерви у зануренні зонда можливі тільки для нарощування штанг зонду.
У процесі зондування необхідно забезпечувати вертикальність занурення зонду. Відхилення щогли установки від вертикалі не повинно перевищувати 2°.
Показники опору ґрунту слід реєструвати безперервно або з інтервалами не більше ніж через 0,2 м глибини занурення відповідно до таблиці А.1.
Швидкість занурення зонда у ґрунт повинна бути (1,2 ± 0,3) м/хв.
Випробування закінчують після досягнення заданої глибини занурення зонда або граничних зусиль. Після закінчення випробування зонд виймають з ґрунту, а свердловину тампонують.
Показники опору ґрунту зануренню зонда записують у журналі випробування (додаток А), на діаграмній стрічці або у блоці пам'яті системи реєстрації.
Обробка результатів
За даними вимірювань, отриманих у процесі випробування, обчислюють значення: qc, Qs (для зонда типу І), та qc, fs (для зонда типу II) за таблицею А.1 і, користуючись програмою (Д.1), будують графіки зміни цих величин за глибиною зондування (рисунок В.1).
На основі візуального аналізу отриманих графіків визначають інтервали за глибиною зондувальних свердловин, на яких відбувається суттєва зміна опору ґрунтів зондуванню. За винятком значень, що значно відрізняються, розраховують середні значення показників опору ґрунтів зондуванню та статистичних розрахунків параметрів його неоднорідності: дисперсії (S2), середнього квадратичного відхилення (S), коефіцієнта варіації (Kv), показника точності вимірів у вибірці (р) (таблиця В.2).
Для усереднених значень показників опору ґрунтів зондуванню будують безперервні графіки -qc= f(H), на яких позначають конкретні глибини (рисунок В.2).
ДИНАМІЧНЕ ЗОНДУВАННЯ
Суть методу
Випробування ґрунту методом динамічного зондування виконують з допомогою установок, які забезпечують занурення зонда ударним способом. При випробуванні ґрунтів у обмежених умовах (важкодоступних місцях) можливе застосування малогабаритних універсальних установок за наявності даних порівняльних випробувань виробничими установками, які мають типові конуси (див. рисунок Г.2).
При динамічному зондуванні визначають кількість ударів для занурення зонда на кожний дециметр глибини зондувальної свердловини - п, од.
Обладнання і прилади
До складу установок для випробування ґрунту динамічним зондуванням повинні входити:
зонд (набір штанг і наконечник);
ударний пристрій з напрямним стояком для занурення зонда;
пристрій для виймання зонду.
В залежності від значень питомої енергії зондування у різних ґрунтових умовах і діапазону вимірюваного умовного динамічного опору ґрунту зондуванню установки підрозділяють відповідно до таблиць 2 та 3.
Таблиця 2 - Технічні параметри потужних промислових установок для динамічного зондування
|
Тип установки |
Маса молота, кг |
Висота падіння молота, м |
Частота ударів, од/хв |
Питома енергія зондування А, Н/м |
Умовний динамічний опір зондуванню Pd, МПа |
|
Легка |
зо |
0,4 |
20-50 |
28000 |
До 0,7 включно |
|
Середня |
60 |
0,8 |
15-30 |
112000 |
Понад 0,7 - 17,5 включно |
|
Важка |
120 |
1,0 |
15-30 |
280000 |
Понад 17,5 |
|
Примітка. Попереднє визначення умовного динамічного опору ґрунту зондуванню для вибору типу установки проводять за фондовими матеріалами, даними випробувань у перших точках зондування або за даними буріння. |
|||||
Таблиця 3 - Технічні параметри універсального пристрою для роботи переважно у важкодоступ- них місцях та на схилах і укосах
|
Ч.ч. |
Головні показники універсального пристрою |
Режим роботи устаткування |
|||
|
Дуже легкий |
Легкий |
Середній** |
Важкий |
||
|
1 |
Наконечник: - конус з кутом при вершині а0 |
60 |
60 |
60 |
60 |
|
- діаметр лобового перерізу, мм |
19,6 |
19,6 |
19,6 |
19,6 |
|
|
- площа лобового перерізу, м |
3,0-10"4 |
3,0-10"4 |
3,0-10^ |
3,0-10"4 |
|
|
2 |
Штанги зонда: -діаметр, мм |
14 |
14 |
14 |
14 |
|
-довжина, м |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
|
|
- маса, кг |
0,96 |
0,96 |
0,96 |
0,96 |
|
|
- найбільша довжина колони штанг, м |
12,0 |
12,0 |
12,0 |
12,0 |
|
|
3 |
Початкова маса зонда разом із першою штангою, кг |
3,89 |
3,89 |
3,89 |
3,89 |
|
4 |
Ударний пристрій: - маса, кг |
7,5 |
7,5 |
7,5 |
7,5 |
|
- висота скидання, м |
0,048 |
0,12 |
0,30 |
0,75 |
|
|
- питома енергія зондування А, Н/м |
1193 |
2983 |
7457 |
18643 |
|
|
- частота ударів, од/хв |
40 |
40 |
ЗО |
ЗО |
|
|
5 |
Рекомендовані параметри роботи: - кількість ударів на 1 дм л, од |
3-15 |
3-15 |
3-15 |
3-12(3-30)* |
|
-діапазон вимірювання умовного динамічного опору зондуванню pd , МПа |
0,21-1,09 |
0,54-2,72 |
1,36-6,80 |
3,4-13,5 (3,4-28,3)* |
|
|
6 |
Похибка вимірювання: - кількість ударів на 1 дм п, од |
±1 |
±1 |
±1 |
±1 |
|
-pd, МПа |
±0,07 |
±0,18 |
±0,45 |
±1,13 |
|
* Для кінцевих ділянок свердловин.
** Зондування, зазвичай, починають із середнього режиму роботи, а потім коригують висоту скидання молота, виходячи із конкретних умов зондування.
Примітка. Параметри обладнання, що підлягають контролю:
- діаметр лобового перерізу;
- відхилення від вертикалі чотирьох штанг, з'єднаних між собою.
Принципові схеми конструкцій наконечників зондів для динамічного зондування та їх основні параметри наведені на рисунку Г.2.
Підготовка до випробування
Підготовку до роботи обладнання для випробування ґрунту динамічним зондуванням виконують відповідно до вимог інструкції з його експлуатації за наявності такої.
За необхідності, перевіряють прямолінійність штанг і розмір лобового діаметра наконечника згідно з 5.2.4.
Проведення випробування
Динамічне зондування виконують безперервним забиванням зонда у ґрунт молотом, що вільно падає на ковадло, дотримуючись послідовності операцій, передбачених інструкцією з експлуатації установки за наявності такої.
Перерви у забиванні зонда дозволяються тільки для нарощування штанг зонда.
При ударному зондуванні фіксують кількість ударів зонда на 1 дм глибини точки зондування (таблиця Б.1).
Кількість ударів при ударному зондуванні слід приймати у залежності від стану ґрунтів у межах (3-15) ударів на 1 дм, а на кінцевих ділянках глибини - у межах (3 - ЗО) ударів на 1 дм.
У процесі зондування необхідно здійснювати постійний контроль за вертикальністю занурення зонда. Відхилення щогли установки від вертикалі не повинно перевищувати 2°.
При нарощуванні штанги повертають навколо осі за годинниковою стрілкою з допомогою штангового ключа, одночасно з нарощуванням штанг рекомендується вимірювати величину моменту обертання для урахування затрат енергії на тертя штанг об ґрунт. Опір повороту штанг, що виникає у результаті тертя штанг об ґрунт, при обертальному моменті до 15 кН см слід враховувати при обробці результатів випробування згідно з 6.5.1. У випадку значного опору повороту колони штанг (при обертальному моменті більше 15 кН -см), викликаного викривленням свердловини, зонд виймають із ґрунту і здійснюють випробування у новій точці зондування на відстані 2 м - 3 м від попередньої точки.
Випробування закінчують після досягнення заданої глибини занурення зонда або у випадку різкого збільшення опору ґрунтів зондуванню. Після закінчення випробування зонд виймають з ґрунту, а свердловину тампонують
Реєстрацію результатів випробувань проводять у журналі випробувань (додаток Б) або на діаграмній стрічці.
За спеціальним завданням на інженерно-геологічні вишукування допускається виконувати динамічне зондування ґрунтів пробовідбірником (метод SPT) за умови виконання паралельних випробувань ґрунтів стандартними методами на опорних ділянках
Обробка результатів
Умовний динамічний опір ґрунту зондуванню pdу мегапаскалях обчислюють за формулою за даними вимірювань, отриманих у процесі випробування:
(1)
де А - питома енергія зондування, Н/м;
п - кількість ударів при зануренні зонда на 1 дм;
h - глибина занурення зонда (/7 = 1 дм);
Кл - коефіцієнт урахування втрат енергії при ударі молота об ковадло і на пружні деформації штанг;
К2 - коефіцієнт урахування втрат енергії на тертя штанг об ґрунт, який визначають в залежності від зусилля при повороті штанг.
Питому енергію зондування А визначають за таблицею 2. У випадках, які потребують зміни маси молота або висоти падіння молота до величин, що виходять за межі значень, наведених у таблиці 2, питому енергію визначають за формулою: де тм - маса молота, кг;
Н - висота падіння молота, м;
S - площа лобового перерізу наконечника, м2.
Коефіцієнт Ку урахування втрат енергії при ударі молота об ковадло і на пружні деформації штанг визначають за формулою:
2
к^т"+е т (3)
тм+т3
де е2 - числовий коефіцієнт, е2 = 0,314;
т3 - маса зонда, яка збільшується в процесі зондування із додаванням кожної нової штанги, кг.
При обертальному моменті менше 5 кН -см К2= 1; від 5 кН см до 15 кН см К2 визначають дослідним шляхом за результатами двох паралельних випробувань ударним зондуванням, одне з яких проводять звичайним способом, а друге у свердловині, що поінтервально буриться. За відсутності таких даних, допускається для орієнтовних розрахунків приймати значення К2 за таблицею 4;
Таблиця 4 - Коефіцієнт К2 урахування втрат енергії на тертя штанг об ґрунт
|
Глибина занурення зонда, м |
Коефіцієнт К2 для грунтів |
|
|
піщаних |
ГЛИНИСТИХ |
|
|
Понад 0,5 до 1,5 включно |
1,00 |
1,00 |
|
Понад 1,5 до 4,0 включно |
0,92 |
0,83 |
|
Понад 4,0 до 8,0 включно |
0,84 |
0,75 |
|
Понад 8,0 до 12,0 включно |
0,76 |
0,67 |
|
Понад 12,0 до 16,0 включно |
0,68 |
0,59 |
|
Понад 16,0 до 20,0 включно |
0,60 |
0,50 |
При зондуванні універсальним пристроєм (таблиця 3) тертя штанг об ґрунт через його несут- тєвість допускається не враховувати.
За обчисленими за програмою Д.2 значеннями показника pd (таблиця Е.1) роздруковують на принтері стовпчиковий графік pd=f(H) (рисунок Е.1). На цьому графіку визначають інтервали глибин суттєвої зміни опору ґрунтів зондуванню і розраховують для цих інтервалів середні значення умовного динамічного опору ґрунтів зондуванню pd- f(H) та статистичні параметри його неоднорідності: дисперсії S2, середнього квадратичного відхилення S, коефіцієнта варіації Kv, показника точності вимірів у вибірці р .
За отриманими усередненими значеннями показника pd (таблиця Е.2) будують графіки зміни властивостей ґрунтів по глибині геотехнічного розрізу (рисунок Е.2).
ВИМОГИ БЕЗПЕКИ ТА ОХОРОНИ ДОВКІЛЛЯ
При проведенні польових випробувань рекомендується дотримуватись вимог безпеки згідно з НПАОП 74.2-1.02-90.
При виконанні вишукувань на автомобільній дорозі вживають заходів щодо забезпечення правил безпеки згідно з вимогами НПАОП 63.21-1.07-00.
Працівники, що виконують роботи, проходять медичний огляд згідно з Порядком проведення медичних оглядів працівників певних категорій.
