Испытание грунтов статическими нагрузками Полевые испытания

Одним из наиболее достоверных методов оценки сжимаемости грунтов, соответствующих требованиям СНиП по расчету оснований сооружений по деформациям, являются испытания грунта в полевых условиях с помощью штампа. Количественной характеристикой сжимаемости грунта является модуль деформации E₀, МПа.

2. Обработка данных испытаний штампов

Первым этапом обработки результатов является построение графика зависимости осадок от нагрузок S = f (Р).

На этом графике можно выделить 3 участка, каждый из которых соответствует определенной фазе напряженного состояния грунта под штампом.

1. Фаза уплотнения - на этом участке зависимость S = f (Р) близка к линейной, грунт под штампом лишь уплотняется и приобретает большую сопротивляемость внешним силам.

2. Фаза сдвигов - зависимость становится явно криволинейной; происходят некоторые локальные сдвиги у краев фундамента; несущая способность грунта еще не исчерпана.

3. Фаза выпирания - происходит резкий прирост осадки штампа при незначительном приросте величины нагрузки с выпором грунта из основания в стороны и вверх.

Вторым этапом обработки опытных данных является вычисление модуля общей деформации Е₀ по формуле Шлейхера, которая имеет вид:

Ео = (1 - v²) ∙w ∙ d ∙(Δp/ΔS)

где: v - коэффициент Пуассона (коэффициент бокового расширения грунта), принимается равным для крупнообломочных грунтов - 0,27;для песков и супесей - 0,3; дня суглинков - 0,35; для глин - 0,42;

w - безразмерный коэффициент, зависящий от материала штампа и его формы, принимается равным 0,79 - для круглых штампов;

d - диаметр штампа;

Δр - приращение удельной ступени нагрузки на штамп в рассматриваемом интервале давлений;

ΔS - приращение осадки штампа, соответствующее величине Δр.

3. Определение модуля деформации грунта в лаборатории на приборе оиси-4

В лабораторных условиях фактическую работу грунта можно смоделировать с помощью прибора ОИСИ-4, разработанного на кафедре оснований и фундаментов .С помощью прибора в лабораторных условиях можно определить линейные и объемные параметры зоны деформации, образующейся и грунте под штампом. На основании полученных параметров определяют средний модуль линейной и объемной деформаций.

Средний модуль объемной деформации определяется по формуле:

Е_гр.ср. = 0,5 р_э/ɛ

где: ɛ - относительная деформация грунта; в случае определения при испытании размера глубины зоны деформации вычисляется линейное ее значение из выражения ɛ _л , а в случае определения объема зоны деформации - объемное ее значение ɛ _о = V_s/V_a

Р_э - эффективное давление, действующее по глубине зоны деформации; определяется из выражения:

Р_э = Р- Р_стр;

S - осадка круглого штампа;

Р - среднее давление в подошве круглого штампа;

Р_стр - структурная прочность грунта;

Н, Va - соответственно, глубина и объем зоны деформации.

1. Центральный штамп; 2.Кольцевой штамп; 3.Образец грунта; 4.Фиксаторы; 5.Кольцо-грунтонос; 6.Ванна для воды; 7.Граница зоны деформации

Испытания свай статическими нагрузками Методика полевых испытаний

Оборудование: установка с упором из системы балок и ферм, закрепленных на анкерные сван (или установка с упором из грузовой платформы, либо с тарированным грузом, либо комбинированная); домкраты или тарированный груз; реперная система с измерительными приборами, рис.

1 - испытываемая свая; 2 - система балок; 3 - анкерные сваи; 4 - прогибомеры; 5 - домкраты; 6 - реперная система.

Последовательность и порядок проведения испытаний:

1. Загружаем сваю равномерно, без ударов, ступенями нагрузки не более 1/10 заданной максимальной нагрузки на сваю.

2. Снимаем отсчет при каждой ступени загружения сваи: первый сразу после приложения нагрузки, затем 4 отсчета с интервалом через 15 мин., 2 отсчета через 30 мин., и далее через 1 час до затухания перемещений.

3. За условную стабилизацию принимаем скорость осадки: - не более 0,1 мм за последний час наблюдений .

4. Доводим нагрузку до величины, вызывающей осадку сваи не менее чем 40 мм. Если под нижним концом залегают крупнообломочные грунты, плотные пески или глинистые грунты твердой консистенции, то нагрузку доводим до полной величины, предусмотренной программой испытаний, но не менее полуторной величины несущей способности свай.

5. Производим разгрузку ступенями, равными удвоенным величинам ступеней загружения. Наблюдение за осадкой ведется при каждой ступени разгрузки 15 мин., а после полной разгрузки в течении 0,5 ч. - при песчаных грушах и 1 ч - при глинистых, залегающих под нижним концом сваи, при этом отсчеты снимаются каждые 15 мин.

6. По результатам испытаний строим график зависимости осадки от нагрузки S= f (Р) , и изменение осадки во времени по ступеням нагружения S=f (t, Р).

При определении частных значений предельных сопротивлений F_u ,учитываем следующие рекомендации:

- если нагрузка при статическом испытании доведена до нагрузки, вызывающей непрерывное возрастание осадки S без увеличения нагрузки (S Ј 20 мм), то эта нагрузка принимается за частное значение предельного сопротивления F_u , и испытываемой сваи;

- во всех остальных случаях за частное значение нормативного предельного сопротивления сваи принимаем нагрузку, под воздействием которой испытываемая свая получит осадку S =ξ ∙ S_u,mt по графику S = f (Р), где S_u,mt - предельно допускаемая величина средней осадки ф-та проектируемого здания, установленная в задании на проектирование или принимаемая по СНиП 2.02.01-83.

- ξ - коэффициент перехода от S_u,mt к осадке сваи, полученной при условной стабилизации осадки, равной 0,1 мм в час.