664003, ул. Академика Курчатова 3, офис 306
8 (800) 101-64-42

Штамповые испытания Иркутск

Штамповые испытания грунтов — достоверный метод определения деформационных характеристик.

Цель методики штамповых испытаний грунтов заключается в искусственном моделировании условий взаимодействия фундамента и грунта на небольшом участке. Для этого используют шесть типов конструкций, различающиеся диаметром, назначением, глубиной залегания грунтовых вод, глубиной проведения испытания штампом.

Наименование работ Цены
Испытания мерзлых грунтов горячим штампом от 60 000 руб
Штамповые испытания грунтов от 30 000 руб

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”.

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.

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.

Испытания грунтов штампом
Штамповые испытания грунтов
штамповые испытания свай
Штамповые испытания грунтов
Штамповые испытания грунтов
проведение штамповых испытаний
Испытания грунтов штампом
Испытания грунтов штампом
Штамповые испытания грунтов
проведение штамповых испытаний
проведение штамповых испытаний
Испытания грунтов штампом

Тип и площадь штампа в зависимости от вида или разновидности грунта

  • Площадь основания 600 см2 — для исследования глинистых и песчаных почв на глубине до 20 м и максимальной нагрузкой до 1,0 МПа.
  • Площадь основания 2500 см2 и 5000 см2 — универсальное оборудование для работы с разными видами оснований, в том числе, скальными породами и сильно выветренными. При этом исследования устройством площадью 5000 см2 признаны эталонными для определения модуля деформации.
  • Площадь основания 10 000 см2 — для крупногалечных грунтов, текучих глинистых почв, илов. Такие исследования достаточно трудоемкие, поэтому менее распространенные. Как правило, эти штампы задействуют для проведения геотехнических исследований для строительства ГЭС.
  • Горячие штампы применяют для мерзлых грунтов, чтобы определить коэффициент оттаивания. Работы длятся в среднем от 1,5 до 7 дней в зависимости от структуры почвы, льдистости и считаются самыми технически сложными.

Поскольку требования к экспертизам и оформлению нормативных документов постоянно ужесточаются, необходимость в проведении испытаний штампом увеличивается.

Тип и площадь штампа в зависимости от вида, подвида или разновидности грунта ГОСТ 2076.1-2020:

Грунты

Положение штампа относительно уровня подземных вод

Глубина испытания, м

Место проведения испытания

Штамп

Тип

Площадь, см

Крупнообломочные;

пески;

глинистые при любых значениях показателя текучести

На уровне подземных вод и выше

По всей толще

В котловане, шурфе, дудке

I

5000

I

2500

II

1000

Просадочные при испытаниях с замачиванием

Выше уровня подземных вод

По всей толще

В котловане, шурфе, дудке

I

5000

Крупнообломочные;

пески плотные;

глины и суглинки с IL ≤ 0,5; супеси с IL ≤ 0

На уровне подземных вод и выше

По всей толще

В забое скважины

III

600

Пески средней плотности и плотные;

глинистые с IL < 1,00

Выше и ниже уровня подземных вод

По всей толще

Ниже забоя скважины

IlIa

600

Пески;


глинистые при любых значениях показателя текучести, органоминеральные и органические

На уровне подземных вод и выше

По всей толще

Ниже забоя скважины (без обсадки)

IV

600

Ниже уровня подземных вод

По всей толще

Ниже забоя скважины (с обсадкой)

IV

600

Глинистые с IL > 0,5; органоминеральные и органические

Выше и ниже уровня подземных вод

До 10

В массиве без бурения скважины

IV

600

испытание грунтов методом штампа
испытание грунтов штампом
испытание грунтов статическими нагрузками штампом
испытание грунтов статическими нагрузками штампом
статические испытания грунтов штампом
испытание грунтов штампом
испытания методом штампа
полевые испытания грунтов штампом

Штамповые испытание грунтов в шурфах

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.

Как проводятся испытания грунтов методом штампа

Полевые испытания грунтов штампом выполняют с помощью пневматического домкрата, который ступенями передает нагрузку на оборудование. Число ступеней зависит от типа почвы, максимально допустимого давления под проектируемым объектом. 

Результаты регистрируют высокочастотными приборами: манометрами, динамометрами, часовыми индукторами.

На продолжительность работ влияют нижеперечисленные условия:

  • тип почвы;
  • максимальная нагрузка;
  • число ступеней.

Проведение штамповых испытаний обязательно при возведении зданий, сооружений 1 и 2 уровней ответственности.

Испытания грунтов оснований штампом проводят на глубине расположения плит фундамента (от 3 до 15 метров), чтобы определить способность почвы выдерживать нагрузку конструкции. Во время исследований регистрируют прирост осадки устройства до условной стабилизации.

Условная стабилизация считается достигнутой, если прирост осадки не превышает 0,1 мм за определенный период. Время условной стабилизации зависит от структуры грунта:

  • песчаные — от 30 минут до 2 часов;
  • глинистые — от 1 до 3 часов.

Когда необходимы статические испытания грунтов штампом

Испытания грунта штампом — обязательный вид работ для объектов:

  • нормального уровня ответственности;
  • повышенного уровня ответственности.

Кроме этого, проведение испытаний штампом необходимо на стадии подготовки котлована для подтверждения проектной документации, расчетов.

Основная цель исследований — установление величины модуля деформации грунта методом применения штампа. Это неизменная единица для участка грунта, для которого определена структура, особенности рабочей поверхности. Посредством этого показателя определяют степень осадки конструкции. Помимо модуля деформирования, испытания штампом позволяют оценить:

  • осадку почвы под нагрузкой сооружения;
  • максимально допустимую нагрузку на почву;
  • осадку почвы при дополнительном смачивании и нагрузке.

Модуль деформации грунта
Определение модуля деформации грунта
Нормативный модуль деформации грунта

Историческая справка

Информация о штамповых испытаниях грунтов в ГОСТ 20276. 1-2012 основана на исследованиях, которые проводил в 1930 году ученый Пресс. В результате применения устройств квадратной формы разного размера были сделаны следующие выводы:

  • Габариты оборудования непосредственно воздействуют на степень деформации грунтов определенного состава и структуры.
  • Степень осадки для песчаных оснований не зависит от площади устройства, осадка увеличивается при неизменном подаваемом давлении.
  • Наиболее точные результаты получаются при работе с плитами фундамента, площадь которых соответствует проектной площади конструкции, но такие исследования слишком дорогие и применяются редко.
  • Исследования в скважинах штампом выполняют с использованием круглого оборудования площадью 600 см2.

Поскольку работать приходится с различными видами почв, применяют устройства разной площади — 2500 см2, 5000 см2, 10 000 см2.

Измерительные вычисления проводятся минимум двумя прогибомерами, их провода фиксируются на устройстве симметрично относительно центра. Осадок штампа вычисляется как среднее арифметическое двух приборов. Также в качестве измерительного оборудования используют индикаторы часового типа ИС и ИП. Оборудование точное, но часто выходит из строя и требует ремонта.

Количество точек исследования зависит от глубины залегания и размеров фундамента. Точки замера размещают на дистанции не более 3 м друг от друга. Выбор оборудования также связан с глубиной залегания грунтовых вод. Если работы проводятся выше уровня вод, подойдут шурфы. Для исследований ниже уровня вод потребуются скважины.

Для точного определения модуля искажения потребуется не менее трех испытаний грунтов штампом. Если разница между первым и вторым результатом не более 25%, третье исследование не проводят.

На подготовительном этапе тщательно зачищают участок специальным оборудованием. Если основание не удалось выровнять полностью, насыпают подушку из среднего или мелкого песка. Для плотного прилегания штампа к основанию участка выполняют минимум два поворота в разных направлениях. Затем обязательно проверяют выравнивание штампа по горизонтали.

Частые ошибки во время проведения полевых испытаний грунтов штампом

Если говорить о полевых исследованиях грунтов в целом, то испытания штампом — самые сложные. Достоверность результатов зависит от уровня профессионализма специалистов. Самые частые ошибки:

  • грунт переуплотнен под основанием устройства;
  • грунт разрыхляется при установке штампа;
  • не соблюдается время, необходимое для условной стабилизации штампа;
  • неграмотно подобраны параметры исследований — начальная нагрузка, количество и величина ступеней.

Ошибка в доли миллиметров в будущем приводит к искажению реальных показателей деформационных характеристик в 2 и более раза.

Во избежание подобных ситуаций важно обратиться к профессионалам, заранее узнать, какие установки используются, есть ли документация на оборудование.

Цены на штамповые испытания грунтов от 30 000 рублей

Стоимость работ рассчитывается отдельно для каждого проекта.

Чтобы получить больше информации, оставьте заявку на сайте или свяжитесь с нами по телефону.

Ступени давления и время условной стабилизации деформации при штамповых испытаниях для крупнообломочных и песчаных грунтов ГОСТ 2076.1-2020:

Грунты

Коэффициент водонасыщения

Ступени давления Δp, МПа, при плотности сложения грунтов

Время условной стабилизации деформации t, ч

Плотные

Средней плотности

Рыхлые

Крупнообломочные

Sr≤1,0

0,1

0,1

0,1

0,5

Пески гравелистые и крупные

Sr≤1,0

0,1

0,05

0,025

0,5

Пески средней крупности

Sr≤0,5

0,1

0,05

0,025

0,5

0,5<Sr≤1,0

0,1

0,05

0,025

1,0

Пески мелкие и пылеватые

Sr≥0,5

0,05

0,025

0,01

1,0

0,5<Sr≤1,0

0,05

0,025

0,01

2,0

Ступени давления и время условной стабилизации деформации при штамповых испытаниях для глинистых грунтов ГОСТ 2076.1-2020:

Грунты

Ступени давления Δp, МПа, при коэффициенте пористости

Время условной стабилизации деформации t, ч

e0,5

0,5<e0,8

0,8<e1,1

e>1,1*

Глинистые с показателем текучести:

IL<0,25

0,1

0,1

0,05

0,05

1

0,25≤IL<0,75

0,1

0,05

0,05

0,025

2

0,75≤IL<1

0,05

0,025

0,025

0,01

2

IL≥1

0,05

0,025

0,01

0,01

3

* При коэффициенте пористости e>1,1 время условной стабилизации увеличивается на 1 ч.

Ступени давления и время условной стабилизации деформации при штамповых испытаниях для просадочных, органо-минеральных и органических грунтов ГОСТ 2076.1-2020:

Грунты

Ступени давления Δp, МПа

Время условной стабилизации деформации t, ч

Просадочные природной влажности

0,05

1

Просадочные после замачивания

0,025

2

Органо-минеральные и органические

0,005-0,01

4

ПРИМЕРЫ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ ПО ИСПЫТАНИЯМ ГРУНТОВ ШТАМПОМ

Инженеры компании «СИБГЕОПРО» провели инженерно-геотехнические изыскания на объекте: «Освоение Аргунского месторождений, расположенного в Краснокаменском районе Забайкальского края. В состав инженерно-геотехнических исследований входили следующие виды работ: - бурение скважин для проведения штамповых испытаний; - испытания грунтов статическими нагрузками штампом S=600 см2 в скважинах с замачиванием; - испытания грунтов на поверхности штампом S=22500 см2; - статическое зондирование до начала устройства грунтовых свай; - статическое зондирование после устройства грунтовых свай; - бурение инженерно-геологических скважин для отбора образцов грунтов; - отбор образцов грунтов на лабораторные исследования; - лабораторные исследования в полевых условиях; - камеральные работы. Бурение скважин диаметром 350 мм под штампы выполнялась самоходной буровой установкой ПБУ-2 колонковым и шнековым способом с креплением обсадными трубами диаметром 325 мм. В ходе работ выполнили бурения 4 опытных скважин общим объемом 48 п.м. В каждой скважине выполнили по 3 испытания на разных глубинах с шагом 4 м (1 скв – 1, 5, 9 м; 2 скв – 2, 6, 10 м; 3 скв – 3, 7, 11 м; 4 скв – 4, 8, 12 м). С целью определения модуля деформации массива грунта после устройства грунтовых свай на поверхности основания фундаментной плиты были выполнено 3 штамповых испытания квадратным штампом площадью 22500 см2 (штамп 1,5х1,5 м). Размер штампа выбран исходя из необходимости совместной проверки «грунтовая свая-околосвайный грунт». Испытания были выполнены по схеме «нагрузка-разгрузка-повторная нагрузка», в результате чего будут получены следующие характеристики – модуль общей деформации Е1, МПа (первичная), модуль упругости Еу, МПа (разгрузка), модуль деформации по вторичной ветви нагружения Е2, МПа (повторная). По окончании работ заказчику предоставили подробные отчеты с графическим приложением.

Инженеры компании провели испытания грунтов штампом в "дутках". Цель проведения штамповых испытаний; определения модуля деформации грунтов (E, МПа). Объект строительства: "Сахалинской ГРЭС-2 в Томаринском городском округе Сахалинской области. Перед началом штамповых испытаний грунтов были подготовлены скважины глубиной от 12 до 28 метров, пробуренные до слоя испытуемого грунта. В соответствии с программой была выполнена подготовка опорной конструкции в месте проведения испытаний, как указано в п 5.3 ГОСТ 20276-2020. При испытаниях в котлованах, шурфах, штамп с плоской подошвой устанавливают на дно выработки. Для достижения плотного контакта подошвы штампа с грунтом необходимо провести не менее двух поворотов штампа вокруг его вертикальной оси, меняя направление поворота. После установки штампа проверяют горизонтальность его положения. После монтажа всех устройств и измерительной системы записывают начальные показания приборов. В состав установки для штамповых испытаний грунтов статическими нагрузками входили:

• штамп

• устройство для создания и измерения нагрузки на штамп

• грузовая платформа

 • устройство для измерения осадок штампа (прогибомеры, датчики перемещений)

При проведении испытаний была прекращена работа сваебойной техники, оказывающей вибрационное воздействие на грунт основания в радиусе 30 метров от штампового испытания, а также движение большегрузной техники в радиусе 5 метров от внешнего габарита грузовой платформы. Наибольшая испытательная вдавливающая нагрузка, передаваемая на штамп составила: для штампа III типа 600 см2 до 0,90 МПа – 5,4 тс При нагружении штампа осуществлялся постоянный визуальный контроль состояния всех элементов, входящих в состав установки для штамповых испытаний. Нагружение штампа производилось равномерно, без ударов, ступенями нагрузки, ступенями давления Δр, принятыми в соответствии с таблицами 5.2 и 5.3 ГОСТ 20276-2020 Испытания проводились до нагрузки 0,5-0,9 МПа, общее число ступеней давления составило не менее четырех, после достижения давления на штамп, равного бытовому давлению от массива грунта на заданной глубине испытания. В первую ступень давления включались масса деталей установки, влияющих на нагрузку штампа. Технический отчет по результатам штамповых испытаний включал в себя анализ и обработку журналов испытаний, выводы о модулях деформации грунтов.

В декабре 2021 г. инженеры «СИБГЕОПРО» провели штамповые испытания грунтов, на объекте «многоэтажное строение «ЖД No 8», расположенном Хабаровском крае. Грунты в таких городах как Хабаровск, Советская Гавань, Комсомольск-на -Амуре и Ванино, представлены щебенистым грунтом светло-серым с глинистым заполнителем 15- 30%, прочным, средней степени водонасыщения. В соответствии с проектом планировалось провести испытания грунтов основания штампом тип I площадью 2500 см2. Штамповые испытания производились для определения деформационных характеристик естественных и искусственных оснований. Нагружение, проведение замеров нагрузок и перемещений производилось специализированной испытательной организацией, имеющей свидетельство, выданное саморегулируемой организацией на производство работ по испытаниям грунтов штампами (в соответствии с п. 5.2. приказа Минрегионразвития РФ от 30 декабря 2009 г. No 624). Испытания проводились статической нагрузкой ступенями давления, определёнными по табл. 5.2 ГОСТ 20276-2020. Цель - определения фактического параметра сжимаемости грунта Е, МПа. Перед началом работ была выполнена подготовка опорной конструкции в месте проведения испытаний (в соответствии с требованиями п 5.3 ГОСТ 20276-2012. Значения параметров и показателей качества основания котлована фиксировались в протоколе производителем работ совместно с представителями организации, осуществляющей функции строительного контроля и ответственным представителем заказчика. При работах в котлованах, шурфах штамп с плоской подошвой устанавливают на дно выработки. Для достижения плотного контакта подошвы штампа с грунтом необходимо провести не менее двух поворотов штампа вокруг его вертикальной оси, меняя направление поворота. После установки штампа проверяют горизонтальность его положения. Поверхность грунта в пределах площади установки штампа была тщательно спланирована. В связи с затруднениями, связанными с планировкой грунта, была сделана подушка из маловлажного песка мелкого или средней крупности толщиной 1-2 см для глинистых и не более 5 см – для крупнообломочных грунтов. После установки штампа было смонтировано устройство для нагружения, грузовая платформа и измерительная система. Контрольный прогибомер для учета влияния температуры на изменение деформации был установлен на реперной системе. Его нить закрепили к неподвижному реперу. Длина нити была равна длине нити прогибомера, измеряющего осадку штампа. После монтажа всех устройств и были записаны начальные показания приборов, и началась непосредственно сама работа. По результатам испытаний, было выдано техническое заключение, включающее в себя анализ и обработку журналов испытаний, выводы о модулях деформации грунтов.

Часто задаваемые вопросы

Оставить заявку