5. Випробування грунтів статичними навантаженнями (штампами) і в приладі оісі-4

5.1. Польові випробування

Одним з найбільш достовірних методів оцінки стисливості грунтів, відповідних вимогам ДБН за розрахунком основ споруд по деформаціях, є випробування грунту в польових умовах за допомогою штампу. Кількісною характеристикою стисливості грунту є модуль деформації Е, МПа. Суть випробування полягає в тому, що на штамп 1 (рис. 5.1), прикладається зростаюче навантаження ступенями за допомогою домкрата 2.

Рис. 5.1. Схема випробування грунтів штампом

Реактивне зусилля сприймається анкерними палями 4 через балку 3

Осідання штампа вимірюється за допомогою прогиномерів 5, закрі­плених на незалежної від грунту, що деформується, реперній системі. Випробування виконують штампами в шурфах площею 5000 см² або в свердловинах - площею 600 см².

Кожний щабель навантаження вьщержуєтся до умовної стабілізації осідання штампа. За умовну стабілізацію осідання приймається збіль­шення осідання не більш 0,1 мм за 2 години спостережень. При цьому заміряється осідання штампа за час навантаження (S_h) і осідання штам­па за час витримування його під навантаженням (S_b). Сума цих осідань характеризує осідання штампа за відповідний щабель навантаження

S_ступ = S_h + S_b

Сумуючи величини осідань штампа за кожний щабель навантаження, одержують повне осідання штампа S_n. Перший відлік беруть через 5 хвилин після додатка навантаження, потім 4 відліку з інтервалом 15 хвилин, два відліки з інтервалом 30 хвилин, і далі щогодини

5.2. Опрацювання даних випробовувань штампів

Першим етапом опрацювання результатів є побудова графіка залежності осідань від навантажень S = f (Р).

На цьому графіку можна виділити 3 ділянки, кожна з яких відпові­дає визначеній фазі напруженого стану грунту під штампом.

1. Фаза ущільнення - на цій ділянці залежність S = f (P) близька до лінійної, грунт під штампом лише ущільнюється і набуває більшої опірності зовнішнім силам.

2. Фаза зсувів - залежність стає явно криволінійною; відбуваються деякі локальні зсуви у країв фундаменту; несуча спроможність грунту ще не вичерпана.

3. Фаза випирання - відбувається різкий приріст осідання штампа при незначному прирості розміру навантаження з випором грунту з основи в сторони і нагору.

Другим етапом опрацювання дослідних даних є обчислення модуля загальної деформації Е₀ по формулі Шлейхера, що має вид:

Е₀ = (1 – ²) w d (р/S) (5.1)

Рис. 5.2. Графік залежності S = f (P) для штампу.

где:  – коефіцієнт Пуассона (коефіцієнт бічного розширення грунту), приймається рівним для крупноуламкових грунтів – 0,27; для пісків і супісків – 0,3; для суглинків – 0,35; для глин – 0,42;

w – безрозмірний коефіцієнт, залежний від матеріалу штампу і його форми, приймається рівним: для круглих штампів – 0,79;

d – діаметр штампу;

р – приріст питомого ступеня навантаження на штамп в даному інтервалі тиску;

S – приріст осідання штампу, відповідний приросту величини р.