Испытания несущей способности грунта

Для расчета несущей способности грунта учитывают характеристики почв. Поскольку они известны не всегда, выполняют специальные тесты. Эти проверки позволяют определить точные параметры почв на конкретной территории. Эксперименты проходят с почвенными материалами, полученными на запланированном под строительство участке. Испытания несущей способности грунта проводят специалисты компании “Сибгеопро”.

Суть понятия

Определение несущих характеристик грунта или максимального давления, которое способны нормально переносить почвы, обязательно до начала строительных работ. Параметр указывается в Ньютонах из расчета на один сантиметр квадратный, реже в мегапаскалях. Величину принимают в расчет в ходе проектирования фундаментов, чтобы сравнить оказываемые на почвы зданием параметры давления. Сразу закладывают в формулу возможный слой снега на кровле, ветровые воздействия на стеновые перегородки. Даже если каждый параметр можно рассчитать предельно точно, цифры все равно берут с запасом.

Что учитывать при расчетах с применением штампа

Разброс показателей сопротивления грунта большой, что объясняется высокой влажностью почв, а она зависит от уровня протекания грунтовых вод. Номинальные табличные значения применяют в рамках профессиональных геоисследований почв на участке. Солидный прочностный запас еще не гарантирует, что конструкция здания стабильно простоит на имеющемся основании десятки лет. Причина – качество почв постоянно меняется, если изменения окажутся значительными, в ходе строительства фундамент будет обустроен без должной защиты, разрушение практически неизбежно. Поэтому для увеличения сроков службы конструкции нужно заранее продумать отмостку с качественным гидроизоляционным слоем, дренаж по всему периметру постройки.

Средняя текучесть почв зависит от их типа, текущего коэффициента водонасыщения. Точные расчеты параметра сделать сложно, если не невозможно, поэтому следует применять таблицы. Зависит расчетное сопротивление и от пористости - данное значение устанавливают в ходе взятия проб на строящейся площадке. Коэффициент пористости нужно также принимать в расчет.

Испытания несущей способности грунтов оснований в полевых условиях

Несущую способность, деформативность грунтовых оснований в полевых условиях определяют по результатам испытаний штампами в шурфах, траншеях, скважинах на уровне закладки фундаментов. Учитываются также данные статического, динамического зондирования.

Грунты на глубине до 6 метров испытывают в шурфах, на более значительном заглублении – в скважинах для бурения. Чтобы провести испытание в шурфах, применяют жесткие металлические либо железобетонные штампы квадратной формы. Средняя площадь их подошв составляет 2500-5000 см. В буровых скважинах для испытаний используют штампы круглой формы с площадями подошв от 600 см.

Схема испытаний в шурфе выглядит таким образом:

1. Гидравлический домкрат создает давление, оно через стойку поступает на штамп. Домкрат подает реактивное усилие, которое анкерное устройство из железных балок, работающее на выдергивание свай, принимает на себя. В качестве анкера можно применять платформу с грузом.
2. В ходе испытания грунта штампами в скважине для бурения с трубой обсадки на почвы устанавливают закрепленный к штанге штамп. Давление создают за счет укладки грузов на платформу с деревянным основанием, прикрепленной к штанге хомутом и тягами. За корректное расположение штампа отвечают направляющие брусья. В состав испытательных установок входят приборы, замеряющие осадки штампа с максимальной точностью.
3. Штамп в ходе испытаний нагружают ступенями. Размеры ступеней выбирают с учетом того, что давление под подошвой должно возрастать на слабых грунтах на 0.05 Мпа и на 0.2 Мпа на плотных. На каждой последующей ступени нагрузки выдерживают до стабилизации или затухания осадки штампов. Для фундаментных мостовых опор осадку загружения будут считать стабилизированной, если она составит до 0.01 мм за последние полчаса. В случае опирания на тугопластичные или глинистые грунты это значение не должно превышать 0.1 мм.

По итогам испытаний на штампе формируют график. Он будет зависеть от осадки штампа С, давления Р, которое поступает через его подошвенные части. На графике нужно выделить начальную зону, в рамках которой зависит осадки и давления будет считаться как прямолинейная. Модуль Е рассчитывается как общая деформация грунта. При испытаниях штампом квадратной формы за значение диаметра берется диаметр круга с площадью, которая равна площади подошвы штампов.

Особенности исследования

Штамповые испытания грунтов дают максимально точные результаты по модулям общей деформации. Но стоимость и продолжительность таких проверок будет значительная. По графикам осадки и нагрузки можно ориентировочно рассчитать максимальную несущую способность основания РИ, которое соответствует сильному перелому графика. Во внимание следует принимать тот факт, что подошвенная область натурного фундамента площадь штампа обычно превышает в разы. Поскольку находящиеся в пределах зон сдвигов объемы грунта зависят от площади опоры, опыты со штампами дадут уменьшенные показатели давлений в сравнении с текущими реальными.

Плотность сложения почв в условиях их естественного залегания определяется путем зондирования, программирования вдавливающего усилия, которое нужно, чтобы погрузить зонд, применения штампа. Зонд – это, по сути, наращиваемая по мере погружения штанга из металла, на конец которой крепится конус стандартных размеров с диаметром 36 мм. Угол при вершине будет 60 градусов.

На данный момент существуют зондирующие самоходные установки, которые позволяют выполнять исследования на глубине до 30 м. Проверка штампами признана наиболее точной.