Прессиометрические испытания грунтов

Испытания прессиометром – это относительно новая методика исследования состояния грунтов, позволяющая определить анизотропию и деформационные характеристики. Потребность в сборе данных по модулю деформации грунта продиктована строительными стандартами и нормами, регулирующими возведение фундамента.

Впервые концепция исследования механических свойств грунта на основе радиального расширения скважины была предложена еще в 1933 году. Несмотря на это, первый комплекс для решения практических задач при оценке жесткости грунта в полевых условиях стал применяться с 1957 года. Ее автором стал Луи Менар. Именно поэтому это оборудование сегодня часто называют прессиометром Менара.

Современное строительство промышленных и гражданских объектов требует проведения точных прессиометрических испытаний грунтов. Устарелые компрессионные методы определения деформируемости имеют расхождения с реальными цифрами в 5 и более раз!

Ошибочный анализ модуля деформации, удельного сцепления и угла внутреннего трения, может привести к неточностям в проектировании (при плохих прогнозах - к разрушению фундамента) строения. Второй вариант — излишне перестраховочное и долгое планирование в стараниях залить фундамент с чрезмерными тратами.

Прессиометр используется для проведения заслуживающих доверия испытаний. Существует несколько видов этого оборудования: радиальный, самозабуривающийся, лопастной и секторный. В силу прогресса – от лопастного оборудования до гидравлического и пневматического – изыскательные организации могут приобрести технику, справляющуюся с испытаниями каждого типа грунта.

Лопастное оборудование эксплуатируется в тех случаях, когда новшества в виде гидравлических пневматических типов не подходят (например, скважины с нестабильными, сыпучими стенками, анизотропный грунт). При необходимости, с анизотропией можно справиться посредством самых новых типов прессиометрической техники, внутри которой перераспределена планировка приборов, отмечающих уровень давления.

Пневматические и гидравлические типы оборудования называют неприхотливыми. Если лопастной механизм используют исключительно для песчаного и глинистого грунта, то пневматические и гидравлические типы могут осуществлять замер скальных и насыщенных твердыми вкраплениями пород.

Преимущества испытаний прессиометром

Ранее действовавшие принципы, нацеленные заместить штампы в скважинах для обмера модуля деформации, кардинально не превосходили предшественников. На смену одному штампу, пришло две упирающихся в стенки скважины, лопасти. Настройка давления осуществлялась механически – это не позволяло назвать методику прорывной. Последующее совершенствование схемы испытаний грунтов прессиометром являлось прогрессивным новшеством.

Стержень каждого современного прессиометрического механизма – расширяющаяся и сжимающаяся камера. Давление, производящееся камерой на стенки скважины, и есть то подконтрольное влияние, рассчитывая итоги которого возможно оценить модуль деформации.

Исследование анизотропии и модуля деформации инженерно-геологических элементов площадки строительства с помощью прессиометра позволяет рассчитывать на такие преимущества:

возможность исследования разных видов грунтов;
возможность исследования грунтов природного сложения с учетом их текстуры до значительной глубины;
возможность определения анизотропии;
возможность получения дополнительных параметров, необходимых для современных упругопластических моделей грунтов;
экономичность в сравнении с традиционными методами полевых испытаний;

Метод является достоверным, так как это один из методов по которому уточняется компрессионный модуль деформации для зданий нормального и повышенного уровня ответственности.

Как проводятся прессиометрические исследования грунтов

Методика проведения испытаний прессиометром осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 20276.2-2020. Данный процесс предусматривает:

Нагнетание давления в эластичную камеру, размещенную на глубине скважины. Первая ступень – задание начального давления, равного эффективным (или полным, в зависимости от задания) горизонтальным напряжениям от собственного веса массива для заданной глубины;
Далее в процессе исследования в автоматическом режиме выполняется радиальное перемещение грунта, возникающее процессе приложения давления на каждой ступени;
Следующая ступень давления прикладывается только после достижения условной стабилизации деформаций;
При испытании должно быть задано не менее 4 ступеней давления.

Методика имеет свои немногочисленные ограничения. К примеру, предельная глубина для прессиометрии — 50 метров. На практике, инструкция зачастую не соблюдается – без существенных отклонений в точности. При неустойчивых стенах скважины, эксплуатация также может быть затруднена. Проблема решается сменой емкости с закачивающимся газом на установку с лопастной прессиометрией.

В зависимости от параметров времени условной стабилизации различают два режима испытаний грунтов прессиометром – быстрый и медленный. Для объектов I уровня ответственности испытания рекомендуется проводить в медленном режиме. Исключения допускаются в тех случаях, когда сравнительные испытания радиальным прессиометром уже проводились на площадке в обоих режимах (не менее 2 раз). Для объектов строительства I и II уровня испытания осуществляют в быстром режиме.

Более подробно о данных режимах и области их применения можно узнать у специалистов компании. Для получения достоверной консультации достаточно позвонить или написать сообщение в WhatsApp.

Результаты проведенных прессиометрических испытаний отправляются в камеральную группу с целью их последующей обработки. На данном этапе:

вводятся поправки на уровень гидростатического давления;
вводятся поправки с учетом калибровки объема и мембраны;
строятся графики зависимости радиального перемещения от ступеней давления;
определяется прямолинейный участок графика, для возможности использования формулой связывающей напряжения и деформации полученной на основе теории линейно-деформируемой среды;
рассчитывается модуль деформации;
на прямолинейном участке графика.
по дополнительному заданию, рассчитывается коэффициент анизотропии, коэффициент Пуассона и др. параметры.

При прохождении скважин необходима сохранность исходного напряженного состояния грунта. В породах, отвечающих за стабильность стенок скважины, возможны испытания без поддержания изначально напряженного состояния. Важна консервация природного сложения грунта.

Диаметр скважины и зонда примерно равны, допустимое превышение не более чем на 10 мм. В скважину опускают зонд таким образом, чтобы середина камеры находилась на отметке испытания. При разработке скважины с использованием подвижной колонны обсадных труб в грунт сначала помещают тонкостенный рабочий стакан. Потом на отметку испытания направляют зонд прессиометра, со смазанной специальной суспензией оболочкой.

Где заказать прессиометрические испытания грунтов?

Учитывая, что прессиометрический метод исследования грунтов является максимально надежным, точным и экономичным, он будет интересен проектировщикам, которым необходимо определить модуль деформации или уточнить компрессионный модуль деформации грунта.

Заказать испытания прессиометром можно в компании «СибгеоПро». Наши сотрудники выполнят все необходимые работы в строгом соответствии с ГОСТ 20276.2-2020.

Прессиометрические исследования проводятся специалистами в области инженерной геологии. Для проведения всех необходимых исследований мы используем современное оборудование отечественных и зарубежных производителей.

Для заказа услуг компании «СибгеоПро», оформите заявку на сайте. Если у вас остались вопросы по прессиометрическим исследованиям и их применения в практике строительства, напишите сообщение в WhatsApp или позвоните по указанным телефонам. Наши консультанты оперативно ответят на все интересующие вопросы.