Статические и динамические испытания грунтов по всей Сибири и Дальнему Востоку
664003, ул. Академика Курчатова 3, офис 306

Испытания прессиометром (прессиометрия) — это относительно новая методика исследования грунтов, с помощью которой определяют 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. Но первый комплекс для решения практических задач при оценке жесткости грунта в полевых условиях стал применяться с 1957 года. Ее автором стал Луи Менар, поэтому сегодня это оборудование часто называют прессиометром Менара.

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

Прессиометрический метод исследования грунтов
Методика испытаний прессиометром
Результаты проведенных прессиометрических испытаний

Ошибочный анализ модуля деформации, удельного сцепления и угла внутреннего трения приводит к неточностям в проектировании (при плохих прогнозах — к разрушению фундамента) строения. Второй вариант — слишком перестраховочное и долгое планирование, заливка фундамента с чрезмерными тратами.

Прессиометр используют для проведения достоверных 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 для испытания разных грунтов.

Лопастное оборудование эксплуатируют, когда новинки в виде гидравлических пневматических типов не подходят (например, скважины с нестабильными, сыпучими стенками или анизотропный грунт). При необходимости с анизотропией справляются посредством самых новых типов прессиометрической техники, внутри которой перераспределена планировка приборов, отмечающих уровень давления.

Пневматические и гидравлические типы оборудования — неприхотливые. Если лопастной механизм используют исключительно для песчаных и глинистых оснований, то пневматические и гидравлические типы замеряют скальные и насыщенные твердыми вкраплениями породы. Чаще всего для проведения испытаний прессиометром используется баллонный прессиометр, предложенный Луи Менаром. Реже используют конусный или самозабуривающийся прессиометр.

Все необходимые исследования можно провести даже в скальных и дисперсных грунтах, прочность которых на одноосное сжатие меньше 10 МПа. В рамках данных исследований выполняются измерения давления, изменения объема или радиуса рабочей камеры. На основании полученных результатов можно определить предельное давление и прессиометрический модуль деформации. Для его определения потребуются решения теорий упругости и пластичности. Результаты исследований нужно интерпретировать в соответствии с видом используемого прессиометра.

Преимущества испытаний грунтов прессиометром

Ранее действовавшие способы замещения штампов в скважинах для обмера модуля деформации кардинально не превосходили предшественников.

На смену одному штампу пришли две упирающихся в стенки скважины лопасти. Давление настраивалось механически, что не позволяло назвать методику прорывной. Дальнейшее совершенствование схемы испытаний грунтов прессиометром стало прогрессивным новшеством.

Стержень каждого современного прессиометрического механизма — расширяющаяся и сжимающаяся камера. Производящееся камерой на стенки скважины давление и есть то подконтрольное влияние, рассчитывая итоги которого оценивают модуль деформации.

Преимущества прессиометра для исследования анизотропии и модуля деформации ИГЭ площадки строительства:

  • Исследование разных видов грунтов.
  • Обследование грунтов природного сложения с учетом их текстуры до значительной глубины.
  • Определение анизотропии.
  • Получение дополнительных параметров, которые нужны для современных упругопластических моделей грунтов.
  • Экономичность в сравнении с традиционными методами полевых испытаний.

Способ достоверный. Это один из методов, по которому уточняют компрессионный модуль деформации для зданий нормального и повышенного уровня ответственности.

Испытания грунтов прессиометром
Испытания прессиометром
Прессиометрические исследования грунтов
Исследования грунтов прессиометром

Как проводятся прессиометрические исследования грунтов

Методика испытаний прессиометром регламентируется требованиями ГОСТ 20276.2-2020. Процесс предусматривает:

  • Нагнетание давления в эластичную камеру, размещенную на глубине скважины. Первая ступень — задание начального давления, равного эффективным (или полным, что зависит от задания) горизонтальным напряжениям от собственного веса массива для заданной глубины.
  • Далее во время исследования в автоматическом режиме происходит радиальное перемещение грунта, возникающее во время приложения давления на каждой ступени.
  • Следующая ступень давления прикладывается только после достижения условной стабилизации деформаций.
  • Во время работ задают не менее 4 ступеней давления.

У методики есть свои немногочисленные ограничения. К примеру, предельная глубина для прессиометрии — 50 метров. На практике инструкция часто не соблюдается — без существенных отклонений в точности. При неустойчивых стенах скважины, эксплуатация также может быть затруднена. Проблему решают 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, когда сравнительные испытания радиальным прессиометром уже проводились на площадке в обоих режимах (не менее 2 раз). Для объектов строительства I и II уровня испытания выполняют в быстром режиме.

График прессиометрического испытания

Результаты прессиометрического испытания

Результаты проведенных прессиометрических испытаний отправляются в камеральную группу для их последующей обработки. На этом этапе:

  • Вводят поправки на уровень гидростатического давления.
  • Вводят поправки с учетом калибровки объема и мембраны.
  • Строят графики зависимости радиального перемещения от ступеней давления.
  • Определяют прямолинейный участок графика.
  • Рассчитывают модуль деформации на прямолинейном участке графика.
  • По дополнительному заданию рассчитывают коэффициент анизотропии, коэффициент Пуассона и др. параметры.

При прохождении скважин необходима сохранность исходного напряженного состояния грунта. В породах, отвечающих за стабильность стенок скважины, возможны работы 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.

Ступени давления при прессиометрических испытаниях ГОСТ 20276.2-2020.:

Грунты

Характеристики грунтов

Ступени давления, МПа

Песчаные

Плотные

0,1

Средней плотности

0,05

Рыхлые

0,025

Глинистые

С показателем текучести IL≤0,5

0,05

С показателем текучести IL≤0,5

0,025

Время условной стабилизации деформации при прессиометрических испытаниях:

Грунты

Режим испытания

Время условной стабилизации деформации t, мин

Пески с коэффициентом водонасыщения:

Медленный

Sr≤0,8

15

Sr>0,8

30

Глинистые с показателем текучести:

IL≤0,25

30

IL>0,25

60

Органо-минеральные и органические

90

Пески

Быстрый

3

Глинистые

6

Органо-минеральные и органические

10

Примечания:

1. При испытаниях искусственно уплотненных, насыпных и намывных грунтов время условной стабилизации деформации должно назначаться так же, как и для соответствующих типов песчаных и глинистых грунтов в зависимости от коэффициента водонасыщения и показателя текучести.

2. При применении прессиометров с погрешностью измерения перемещений меньше 0,1 мм время условной стабилизации деформации уменьшается пропорционально увеличению точности измерения перемещения стенки скважины.

Порядок снятия отсчетов деформаций при прессиометрических испытаниях ГОСТ 20276.2-2020.:

Грунты

Режим испытания

Медленный

Быстрый

Пески

Через 5 мин в течение первых 15 мин, далее - через 15 мин до условной стабилизации деформаций (7.2)

Через 1 мин в течение первых 3 мин, далее - через 3 мин до условной стабилизации деформаций (7.2)

Глинистые

Через 10 мин в течение первых 30 мин, далее - через 30 мин до условной стабилизации деформаций (7.2)

Через 2 мин в течение первых 6 мин, далее - через 6 мин до условной стабилизации деформаций (7.2)

Органо-минеральные и органические

Через 15 мин в течение первых 60 мин, далее - через 30 мин до условной стабилизации деформаций (7.2)

Через 2 мин в течение первых 10 мин, далее - через 10 мин до условной стабилизации деформаций (7.2)

Где заказать прессиометрические испытания грунтов?

Прессиометрический метод исследования грунтов — точный и экономичный. Метод будет интересен проектировщикам, которым нужно установить 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 проводят специалисты в области инженерной геологии. Для работ используем современное оборудование отечественных и зарубежных производителей.

Чтобы узнать больше о прессиометрических исследованиях и их применении в практике строительства, отправьте форму заявки на сайте или позвоните по указанным телефонам.

Часто задаваемые вопросы

Что такое прессиометрическое испытание?

Для каких грунтов применяют испытания прессиометром?

Что такое прессиометр?

Что такое модуль Менара?

Что такое коэффициент Пуассона в геотехнике?

Как проводят прессиометрическое испытания грунтов?

Для чего используется прессиометрические испытания?

Что такое тест прессиометра и дилатометра?

Что такое испытание прессиометром на предельное давление?

Из каких компонентов состоит испытательный зонд прессиометра?

Что такое прессиметрический метод испытаний?

Надежен ли прессиометрический метод?

Свяжитесь со специалистом
чтобы быстрее узнать нужную информацию
Благодарственное письмо от проектного института Все отзывы

Другие услуги

Оставьте заявку
Мы перезвоним вам в течении часа
Скачать презентацию