4.4.2. Исследование сопротивлению пенетрации
Непрерывную информацию о механических свойствах слабых грунтов по вертикали получали методом определения предельного напряжения сдвигу и удельного сопротивления конуса с помощью зондового пенетрометра П-5 конструкции Л. С. Амаряна (рис.4.30.) [1]
Рис. 4.30. Общий вид пенетрометра П-5
1 – конус;
2 – отключающее устройство;
3 – штанга;
4 – вилка;
5,6 – корпус;
7 – цилиндрическая пружина;
8 – индикатор часового типа;
9 – рукоятка
Сущность метода заключается в погружении в грунт стандартного конусного наконечника с зондом с изменением величин сопротивлений грунта проникновению конуса и зонда.
Обработка и интерпретация результатов статического зондирования определяется с учетом основных требований ГОСТа 19912-2001. Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием
q3=P/F=nl/F,
где P – условие задавливания (определяется по результатам испытаний с помощью тарировочного графика) Р=ƒ(l) кгс;
F=10 – площадь основания конуса (конус с углом раскрытия 60°), см.
По данным статического зондирования q3 приближенно можно установить значения модуля деформации, угла внутреннего трения, удельного сцепления и плотности сложения грунтов, руководствуясь таблицами, рекомендованными СП 11-105-97.
Регистрация показателей статического зондирования производится через 20 см, а при резких их изменениях через 10 см. Скорость погружения зонда должна сохраняться постоянной (для определения количественных характеристик грунтов и несущей способности свай не более 1,0 м/мин). Скорость извлечения зонда не ограничивается.
Графики статического зондирования надлежит совмещать с геолого-литологическими характеристиками горных выработок, а также с инженерно-геологическими разрезами (рис. 4.31).
Рис. 4.31. Результаты исследования скважины зондовыми приборами:
а – стратиграфическая колонка; б – изменения по глубине залежи; в - изменения по глубине залежи.
Библиографический список
Амарян Л.С. Свойства слабых грунтов и методы их изучения. М.: Недра, 1990.
Бондарик Г.К., Комаров Н.С., Ферронский В.Н. Полевые методы инженерно-геологических исследований. М.: Недра, 1967.
ГОСТ 19912 – 2001. Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием. М., 2001.
ГОСТ 20276-99. Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости. М., 1999.
ГОСТ 20522 – 96. Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний. М., 1996.
ГОСТ 27751 – 88 (2003). Надежность строительных конструкций оснований. Основные положения по расчету. М., 2003.
ГОСТ 5686 – 94. Грунты. Методы полевых испытаний сваями. М., 1994.
СН и П 2.02.03 – 85 ( 1995 с поправкой 2003). Свайные фундаменты. М., 2003.
СН и П 2.02.01 – 83 (2000). Основания зданий и сооружений. М., 2000.
Справочник по инженерной геологии. – М., Недра. 1981.
Глава 5. Методы получения инженерно-геологической информации
5.1. Инженерно-геологическая рекогносцировка
Инженерно-геологическая рекогносцировка в зависимости от сложности условий, изученности района работ, вариантов проектных решений, уровня ответственности проектируемого строительства, может быть самостоятельным или вспомогательным составом работ и проводится в определенной последовательности. Основным методом получения информации является маршрутное обследование (линейное и площадное).
Инженерно-геологическая рекогносцировка выполняется с целью:
анализа качества и полноты литературных и фондовых материалов;
предварительной оценки инженерно-геологических условий по намечаемым вариантам площадки и трасс;
предварительной оценки геодинамических процессов, изменений геологической среды под влиянием техногенных факторов;
оценки сложности геологических условий, влияющих на производство работ, сбор сведений для составления программы работ.
Инженерно-геологическая рекогносцировка проводится в определенной последовательности [4]:
подготовительные работы;
полевые работы (рекогносцировка);
обработка результатов.
В качестве топографической основы для рекогносцировки используют карты наиболее крупных масштабов или топопланы площадок, трасс и т.д.
При рекогносцировке производятся маршрутные наблюдения. Направление маршрутов выбирают вкрест простирания основных геоморфологических элементов или просматриваемых геологических структур с расстоянием 200-500 м друг от друга. Удобно направление маршрутов выбирать по существующим дорогам с использованием транспортных средств, для облегчения топографической привязки маршрутов.
Привязка маршрутов проводится визуальными методами, а в сложных условиях – инструментально. Точки наблюдения выбирают по ходу маршрута приурочивая к естественным и искусственным обнажениям карьеров, котлованов, выемок, природных и искусственных водопроявлений, геоморфологическим элементам, осложняющим формы рельефа, местам проявления физико-геологических и техногенных процессов. Число точек наблюдений не нормируется, а определяется исполнителем рекогносцировки.
Намечаются места заложения горных выработок, полевых и геофизических методов исследования, исходя из необходимости решения конкретных задач.
При рекогносцировке обследуют и описывают обнажения и существующие видимые деформации на зданиях и сооружениях. С целью получения данных, необходимых для прогноза загрязнения подземных вод и их агрессивности по отношению к материалам оснований и фундаментов сооружений, а также к карстующимся породам в районах развития карстово-суффозионных процессов, оказывающих влияние на устойчивость сооружений, намечаются места проведения гидрогеологических исследований.
Под загрязнением подземных вод понимается изменение их химического состава, физических и бактериологических показателей (по сравнению с естественным состоянием) под влиянием инженерно-хозяйственной деятельности человека. Наибольшую опасность имеет химическое загрязнение ввиду широких масштабов его развития.
Источники химического загрязнения подземных вод делятся на:
- постоянно действующие (пруды-накопители, хвостохранилища, каналы для переработки сточных вод, золоотстойники, солеотвалы, установки для закачки сточных вод в нефтепродуктовые горизонты);
- переодически действующие (утечки сырья и готовой продукции в местах их хранения и транспортирования, атмосферные осадки содержащие продукты выщелачивания твердых отходов, сырья и готовой продукции, загрязненные газовыбросами промпредприятий и автотранспорта, спуск промывочных сточных вод, утечки горюче-смазочных материалов и др.);
- случайные (аварийные прорывы сети промышленной и хозяйственно-бытовой канализации, трубопроводов и скважин используемых для захоронения, самоизлив вод и нефти, утечки сточных вод из разведочных, эксплуатационных и наблюдательных скважин).
Особую группу составляют бытовые сточные воды, содержащие минеральные и органические примеси.
В процессе рекогносцировки, с целью уточнения литологических видов грунтов и оценки использования их в качестве оснований зданий и сооружений, проводят инженерно-геологическое опробование грунтов в обнажениях и намечают места опробования горными выработками.
Особое внимание обращается на выявление специфических грунтов (засоленных, заторфованных, просадочных, набухающих, вечномерзлых и т.д.).
В процессе опробования определяются классификационные показатели:
для скальных грунтов – петрографический состав, временное сопротивление одноосному сжатию в водонасыщенном и воздушно-сухом состоянии, размягчаемость, растворимость в воде;
для крупнообломочных грунтов – гранулометрический состав, состав заполнителя и их процентное содержание;
для песчаных грунтов – гранулометрический состав, плотность, степень влажности;
для глинистых грунтов – число пластичности, показатель текучести, просадочность, набухаемость, засоленность, содержание органического вещества и др.;
для вечномерзлых – величина льдистости и криогенное строение.
В районах развития опасных физико-геологических процессов и явлений устанавливают ориентировочные контуры площадей распространения, условия и причины возникновения и развития, намечаются ключевые участки стационарных наблюдений и исследований. На застроенных территориях должны быть выявлены и типизированы основные техногенные факторы, вызвавшие процессы.
Результаты рекогносцировки отражаются в отчетах по инженерно-геологическим изысканиям с приложением карт фактического материала, инженерно-геологических условий, районирования и т.д.