УДК 624.131.385:006.354 Группа Ж39
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ГРУНТЫ
Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием
SOILS
Field test methods by static and dynamic sounding
ОКС 13.080.20
ОКСТУ 5709
Дата введения 2002-01-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием — Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова (НИИОСП им. Герсеванова)
ВНЕСЕН Госстроем России
2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 30 мая 2001 г.
За принятие проголосовали
Наименование государства |
Наименование органа государственного управления строительством |
Азербайджанская Республика |
Госстрой Азербайджанской Республики |
Республика Армения |
Министерство градостроительства Республики Армения |
Республика Казахстан |
Казстройкомитет |
Республика Молдова |
Министерство экологии и благоустройства территорий Республики Молдова |
Российская Федерация |
Госстрой России |
Республика Узбекистан |
Госархитектстрой Республики Узбекистан |
Украина |
Госстрой Украины |
3 ВЗАМЕН ГОСТ 19912-81, ГОСТ 20069-81
4 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 января 2002 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 22 августа 2001 г. № 99
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий стандарт распространяется на дисперсные природные, техногенные и мерзлые грунты, состав и состояние которых позволяют производить непрерывное внедрение зонда, и устанавливает методы полевых испытаний зондированием при их исследовании для строительства.
Стандарт не распространяется на грунты, содержащие частицы крупнее 10 мм более 25 % по массе, при статическом зондировании и грунты, содержащие частицы крупнее 10 мм более 40 % по массе, при динамическом зондировании.
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем стандарте использована ссылка на стандарт:
ГОСТ 30672—99 Грунты. Полевые испытания. Общие положения
3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Термины, применяемые в настоящем стандарте, приведены в приложении А.
4 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
4.1 Настоящий стандарт устанавливает следующие методы полевых испытаний грунтов зондированием:
статическое зондирование;
динамическое зондирование.
4.2 Общие требования к полевым испытаниям грунтов, оборудованию и приборам, подготовке площадок для испытаний приведены в ГОСТ 30672.
4.3 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.
4.4 Зондирование грунтов производят вдавливанием в грунт зонда при статическом зондировании, забивкой или вибропогружением в грунт зонда при динамическом зондировании с одновременным измерением непрерывно (или через заданные интервалы по глубине) показателей, характеризующих сопротивление грунта внедрению зонда.
4.5 Количественную оценку характеристик физико-механических свойств грунтов проводят на основе статистически обоснованных зависимостей между показателями сопротивления грунта внедрению зонда и результатами определения характеристик другими стандартными методами.
4.6 Метод зондирования, глубина зондирования и расположение точек зондирования определяют программой инженерно-геологических изысканий.
Часть точек зондирования должна быть расположена в непосредственной близости от горных выработок (2—5 м) с целью получения данных, необходимых для интерпретации результатов зондирования.
4.7 В процессе проведения испытаний зондированием следует вести журналы испытаний по формам, приведенным в приложении Б, с приложением автоматических записей при их наличии, а результаты испытаний — оформлять в виде графиков изменения параметров сопротивления грунта внедрению зонда в зависимости от глубины зондирования.
Масштабы графиков допускается изменять по сравнению с установленными настоящим стандартом при обязательном сохранении соотношения между масштабами вертикальных и горизонтальных координат.
Графики испытаний должны сопровождаться инженерно-геологическим разрезом по ближайшей к точке зондирования горной выработке.
5 СТАТИЧЕСКОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ
5.1 Сущность метода
5.1.1 Испытание грунта методом статического зондирования проводят с помощью специальной установки, обеспечивающей вдавливание зонда в грунт.
5.1.2 При статическом зондировании по данным измерения сопротивления грунта под наконечником зонда и на боковой поверхности зонда определяют:
удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда qс;
общее сопротивление грунта на боковой поверхности Qs (для зонда типа I);
удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда fs (для зонда типа II).
Примечания
1 По специальному заданию возможно измерение порового давления, возникающего в поровой воде при зондировании, с применением датчиков порового давления. Датчики устанавливают на конусе зонда (пьезо-конусы) или сразу после конуса (пьезо-зонды).
2 При использовании специально оборудованных зондов в процессе зондирования могут измеряться плотность, объемная влажность и естественный гамма-фон грунта с помощью радиоактивного каротажа, температура грунта и электрическое сопротивление грунта.
5.2 Оборудование и приборы
5.2.1 В состав установки для испытания грунта статическим зондированием должны входить:
зонд (набор штанг и конический наконечник);
устройство для вдавливания и извлечения зонда;
опорно-анкерное устройство;
устройства для измерения нагрузки и показателей сопротивления грунта.
5.2.2 В зависимости от усилий, необходимых для вдавливания зонда в различных грунтовых условиях, и диапазонов значений измеряемых показателей сопротивления грунта установки подразделяют в соответствии с таблицей 1.
Таблица 1
Тип |
Предельное усилие вдавливания |
Диапазоны показателей сопротивления грунта |
||
установки |
и извлечения зонда, кН |
qc, МПа |
fc, кПа |
Qs, кН |
Легкая |
До 50 включ. |
0,5-10 |
2-100 |
0,5-10 |
Средняя |
Св. 50 до 100 включ. |
1-30 |
5-200 |
1-30 |
Тяжелая |
Св. 100 |
1-50 |
10-500 |
2-60 |
5.2.3 В зависимости от конструкции наконечника зонды могут быть следующих типов:
I — зонд с наконечником из конуса и кожуха;
II — зонд с наконечником из конуса и муфты трения.
Схемы конструкций зондов и их основные параметры приведены в приложении В.
Примечание — Для зонда типа II допускается применение уширителя, расположенного не ближе 1000 мм от конуса.
5.2.4 Периодически (но не реже чем через 15 точек зондирования) необходимо проверять прямолинейность штанг зонда и степень износа наконечника.
Прямолинейность штанг проверяют путем сборки звеньев в отрезки длиной 3 м на ровной поверхности. Отклонение отрезков штанг от прямой линии не должно превышать 3 мм в любой плоскости по всей длине проверяемого отрезка.
Уменьшение высоты конуса наконечника не должно превышать 5 мм, а уменьшение его диаметра — 0,3 мм.
5.2.5 Опорно-анкерное устройство должно воспринимать реактивные усилия, возникающие при вдавливании и извлечении зонда.
5.2.6 Основная погрешность измерительных устройств (приборов) должна быть не более:
5 % — при измерении прикладываемой нагрузки;
10 % — при измерении показателей сопротивления грунта (но не более 5 % максимально измеренного значения);
1,0 см — при измерении глубины погружения зонда.
5.2.7 Устройства для измерения показателей сопротивления грунта внедрению зонда могут быть механическими или автоматическими. Возможно применение комбинации этих устройств.
При этом предусматривают регистрацию информации в ходе испытания на диаграммной ленте, в блоке памяти системы регистрации и др.
5.2.8 Измерительные устройства (приборы) необходимо тарировать в соответствии с паспортными данными (но не реже чем через 3 мес.).
5.3 Подготовка к испытанию
5.3.1 Подготовку к работе установки для испытания грунта статическим зондированием выполняют в соответствии с требованиями инструкции по ее эксплуатации.
5.3.2 При необходимости проверяют прямолинейность штанг и степень износа наконечника в соответствии с 5.2.4.
5.3.3 Отклонение мачты установки от вертикали не должно превышать 2°.
5.4 Проведение испытания
5.4.1 Статическое зондирование следует выполнять путем непрерывного вдавливания зонда в грунт, соблюдая порядок операций, предусмотренный инструкцией по эксплуатации установки.
5.4.2 Перерывы в погружении зонда допускаются только для наращивания штанг зонда.
5.4.3 В процессе зондирования необходимо осуществлять постоянный контроль за вертикальностью погружения зонда.
5.4.4 Показатели сопротивления грунта следует регистрировать непрерывно или с интервалами по глубине погружения зонда не более 0,2 м.
5.4.5 Скорость погружения зонда в грунт должна быть (1,2 ± 0,3) м/мин.
5.4.6 Испытание заканчивают после достижения заданной глубины погружения зонда или предельных усилий, приведенных в таблице 1. По окончании испытания зонд извлекают из грунта, а скважину тампонируют.
5.4.7 Регистрацию показателей сопротивления грунта внедрению зонда производят в журнале испытания (приложение Б), на диаграммной ленте или в блоке памяти системы регистрации.
5.5 Обработка результатов
По данным измерений, полученных в процессе испытания, вычисляют значения Qs (для зонда типа I), qc, fs (для зонда типа II) и строят графики изменения этих величин по глубине зондирования (приложение Г).
6 ДИНАМИЧЕСКОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ
6.1 Сущность метода
6.1.1 Испытание грунта методом динамического зондирования проводят с помощью специальной установки, обеспечивающей внедрение зонда ударным или ударно-вибрационным способом.
6.1.2 При динамическом зондировании измеряют:
глубину погружения зонда h от определенного числа ударов молота (залога) при ударном зондировании;
скорость погружения зонда v при ударно-вибрационном зондировании.
По данным измерений вычисляют условное динамическое сопротивление грунта погружению зонда рd.
6.2 Оборудование и приборы
6.2.1 В состав установки для испытания грунта динамическим зондированием должны входить:
зонд (набор штанг и конический наконечник);
ударное устройство для погружения зонда (молот или вибромолот);
опорно-анкерное устройство (рама с направляющими стойками);
устройства для измерения глубины погружения зонда или скорости погружения зонда.
6.2.2 В зависимости от значений необходимой удельной энергии зондирования в различных грунтовых условиях и диапазона измеряемого условного динамического сопротивления грунта установки подразделяют в соответствии с таблицей 2.
Таблица 2
Тип установки |
Удельная энергия зондирования А, Н/см |
Условное динамическое сопротивление грунта рd, МПа |
Легкая |
280 |
До 0,7 включ. |
Средняя |
1120 |
Св. 0,7 до 17,5 включ. |
Тяжелая |
2800 |
Св. 17,5 |
Примечания 1 Предварительное определение условного динамического сопротивления грунта для выбора типа установки производят по фондовым материалам, данным испытаний в первых точках зондирования или по данным бурения. 2 При испытании грунтов в стесненных условиях возможно применение малогабаритных установок при наличии данных сопоставительных испытаний на стандартных установках. |