Задание 10. Изучение установки динамического зондирований убп-15м и предварительная оценка физики механических свойств песчаных грунтов
Цель и результаты работы
Цель работы - ознакомление с назначением, принципом работы и основными узлами буровой ценетрационной установки УБП-15М, с особенностями оценки свойств песчаных грунтов по результатам динамического зондирования.
Отчетные материалы по работе:
1. Принципиальная схема и краткая техническая характеристика станка УБП-15М.
2. Графический и табличный материал результатов обработки данных испытания грунтов динамическим зондированием в соответствии с принятой формой.
Основные положения метода
Динамическое зондирование является полевым методом непрерывного изучения свойств грунтов вдоль вертикальной оси зондировочной скважины. Метод заключается в определении сопротивления грунтов внедрению зонда, состоящего из конического наконечника ц штанги под действием динамической нагрузки. Разница в сопротивлении грунтов объясняется отличием их состава, состояния и свойств. Метод применим для глинистых, песчано-глинистых, песчаных и песчано-гравийных отложений.
Методом динамического зондирования решаются следующие задачи:
- расчленение разреза песчано-глинистых грунтов на слои и линзы;
- ориентировочная оценка физико-механических свойств грунтов (для промышленно-гражданских сооружений III-IV класса капитальности
физико-механические характеристики могут являться расчетными , для со¬оружений I,II класса получаемые показатели уточняются лабораторными и полевыми опытными работами);
- выбор мест расположения опытных площадок и отбора образцов грунтов для уточнения их физико-механических свойств путем лабораторных исследований, штамповых и др, опытов в поле.
Сопротивление, оказываемое грунтом внедрению в него зонда, называется условным динамическим сопротивлением зондированию. Количественно оно оценивается условным динамическим сопротивлением грунтов Рд (МПа) в соответствии с ГОСТ 19912-81 и определяется по формуле
Рд =к.а.ф.n/h, где K - коэффициент, учитывающий потери энергии при ударе (табл.3); А - показатель удельной кинетической энергии, Н/см (кгс/см); Ф - коэффициент для учета потерь энергии на трение штанг о грунт (табл.3);
n - число ударов в серии (залоге);
h - глубина погружения зонда на залог, см.
Метод динамического зондирования широко используется при провес дени и инженерно-геологических изысканий под жилищное и промышленное строительство, строительство дорог, возведение ЛЭП, газо- и нефтепроводов и т.д. Из-за простоты конструкций зондировочных установок, их небольшой массы, удобства в обслуживании (бригада из двух человек) этот метод широко применяется как в СССР, так и за рубежом.
Динамическое зондирование значительно сокращает стоимость изысканий и срок проведения полевых работ, так как зондировочные испытания выполняются гораздо быстрее и стоимость их значительно ниже бу¬ровых и горнопроходческих работ, лабораторных исследований и других опытных испытаний грунтов. Так, геологический разрез глубиной 15-20 м получается в 2-3 раза быстрее, чем с помощью данных бурения, а его стоимость в 3-4 раза дешевле.
Техническая характеристика установки УБП-15 М
Установка буровая пенетрационная УБП-15 М является основным стандартным устройством, принятым в СССР для ударно-канатного буре¬ния и динамического зондирования. Она состоит из следующих основных узлов:
транспортного устройства, представляющего собой раму, смонти
рованную на одноосном шасси автомобильного прицепа. На ней разме¬щаются двигатель, блок управления, редуктор с механической лебедкой и ручная лабедка для подъема и опускания мачты;
2) погружающего устройства, включающего складную мачту, молот и двигатель с механической лебедкой.
Для динамического зондирования до глубины 20 м применяется кони¬ческий стальной наконечник диаметром 74 мм с углом при вершине 60°, который крепится на нижнем конце ударной штанги. Забивка зонда осу¬ществляется стандартным молотом (60 кг). сбрасываемым с высоты 0,8 м.
Для ударно-канатного бурения (до глубины 15 м) только в песчано- глинистых грунтах применяются забивные стаканы для бурения скважин кольцевым забоем в глинистых и песчаных грунтах, долота для разру¬шения валунов, желонки для чистки скважин и бурения в водонасыщенных грунтах, ударные патроны для забивки буровых наконечников обсадные трубы для крепления стенок скважины.
Порядок проведения и обработки результатов испытания грунтов УБП-15 М
1. Описать основные принципы динамического зондирования, области его применения и решаемые задачи. Зарисовать установку, указать ос¬новные технические характеристики и узлы УБП-15 М.
2. Построить на миллиметровой бумаге график динамического зонди¬рования песков по индивидуальным заданиям согласно табл.5 (прил.З, средние значения Рд=6,7; 3,2; 9,0 и 15,9 МПа) или по экспериментальным данным зондирования на площадке, полученным бригадой студентов с участием учебного мастера.
Рекомендуется следующий масштаб:
для сопротивления зондированию Рд - 10 МПа, соответствующего 20мм на оси абсцисс;
для глубины зондирования Н - 1м, соответствующей 10 мм на оси ординат.
3. На графике выделить характерные интервалы изменения Рд с глубиной зондирования и вычислить средние значения Рд дня этих ин¬тервалов
4. Предварительно оценить состояние и физико-механические свой¬ства грунтов по осреднениям значениям Рд с помощью справочных табл.6, 7 и оформить результаты испытания (прил.3).
