Метод статического зондирования

Применяется для определения показателей свойств пород и расчленения разреза рыхлых пород на слои. Сопротивление, оказываемое породой вдавливанию зонда, называется общим сопротивлением пенетрации. Часть общего сопротивления, обусловленная воздействием сил реакции грунта на внедрение наконечника, представляет собой статическое сопротивление пенетрации. Вторая часть общего сопротивления представляет собой сумму сил трения, развивающихся при вдавливании зонда между его боковой поверхностью и породой. Суммарная величина этих сил называется трением по боковой поверхности зонда. Статическое сопротивление пенетрации выражается в ньютонах; интенсивность статического сопротивления пенетрации, т.е. сила, приходящаяся на единицу площади поперечного сечения наконечника зонда, называется статическим сопротивлением пенетрации q_с, МПа. По величине q_с пески классифицируют по плотности и определяют физико-механические характеристики грунтов по СНиП.

Испытание грунта методом статического зондирования проводят с помощью специальной установки, обеспечивающей вдавливание зонда в грунт.

При статическом зондировании по данным измерения сопротивления грунта под наконечником зонда и на боковой поверхности зонда определяют:

- удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда q_с;

- общее сопротивление грунта на боковой поверхности Q_s (для зонда типа I);

- удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда ƒ_s (для зонда типа II).

Примечания

1. По специальному заданию возможно изменение 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.

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;

устройство для измерения нагрузки и показателей сопротивления грунта.

В зависимости от условий, необходимых для вдавливания зонда в различных грунтовых условиях, и диапазонов значений измеряемых показателей сопротивления грунта установки подразделяют в соответствии с табл. 38.

Таблица 38

Тип установки	Предельное усилие вдавливания и извлечение зонда, кН	Диапазоны показателей сопротивления грунта
		qс, МПа	ƒc, 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

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 на рисунке 13.

Примечание. Для зонда типа 11 допускается применение уширителя, расположенного не ближе 1000 мм от конуса.

1 – конус

2 – кожух

3 – штанга

4 – муфта трения

Рис. 13. Схемы конструкций зондов для статического зондирования

Основные параметры зондов для статического зондирования приведены в табл. 39.

Таблица 39.

Части зондов	Основные параметры зондов
	Тип 1	Тип 11
Конус: Угол при вершине конуса, град Диаметр основания конуса, мм Муфта трения: Наружный диаметр муфты, мм Длина муфты, мм Кожух: Наружный диаметр кожуха по низу, мм Длина кожуха, мм Штанги зондов: Наружный диаметр, мм Длина звеньев, м, не менее	60 35,7 - - 35,7 74,0 36,0 1,0	60 35,7 35,7 90,0-310,0 - - 36,0 1,0

Статическое зондирование проводится путем непрерывного вдавливания зонда в грунт, перерывы допускаются только для наращивания штанг зонда. Испытания заканчивают после достижения заданной глубины погружения зонда или предельных усилий.

По данным измерений, полученных в процессе испытания, вычисляют значения Q₃ (для зонда типа 1), q_с, ƒ_s (для зонда типа 11) и строят графики изменения этих величин по глубине зондирования (рис. 14.):

Рис. 14. Графики изменения qc и Qs по глубине погружения зонда Н

Масштаб графиков:

по вертикали – для Н 1 см – 1 м;

по горизонтали – для q_с 1 см – 2 Мпа (q_с≥1 МПа); 1 см – 0,2МПа (q_с<1 МПа) для Q₃ 1 см – 5 кН.