Испытания грунтов в котлованах, шурфах

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 “СибГео”.

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 грунтов штампами 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.

Форма заказа услуги
The maximum file size is 5mb (jpg, jpeg, png, pdf, doc)

Согласие на обработку персональных данных

Смотрите также:

Испытания мерзлых грунтов горячим штампом

Испытания мерзлых грунтов горячими типами штампов производится согласно нормам госстандарта 20276-2012 (ГОСТ). Исследования направлены на анализ текущих деформационных параметров грунтов, которые зависят от различных факторов. Эти изменения представляют собой отдельный раздел механики грунтов. На полученных при испытаниях характеристиках основывается методика проектирования оснований с учетом предельно допустимых перемещений фундаментов.

Испытания в полевых условиях горячим способом определяют значения точного сжатия или напряженно-деформированного состояния, позволяют выделять деформационные стадии, определять границы показателей без потери связи между осадками и нагрузками. Это главный плюс полевой техники тестирования почв штампами до тестов компрессией. При проектировании недостаточно знать модуль деформации грунтов – определенную роль играет интервал технических давлений, когда за основу расчетов берутся принятые модульные показатели с общими усредненными деформационными характеристиками.

Какие данные показывают проверочные испытания грунтов полевым горячим способом

Возможности рассматриваемого метода испытаний грунта широкие, он позволяет решать целый спектр задач. Во время геологических и инженерных исследований, для подготовки проектных документов не всегда достаточно оценить характер деформации грунтов в естественных условиях. Подход дает возможность устанавливать оптимальные нагрузочные показатели, кроме того, испытание позволяет выявить по осадочно-нагрузочным графикам все фазы деформирования, а также пределы возможного давления на грунт. При работе с мерзлыми грунтами таким методом определяются коэффициенты сжимаемости и оттаивания.

Штамповые испытания дают максимально точные результаты по модулям общей деформации, но стоимость и продолжительность таких проверок будут значительными. Во внимание следует принимать тот факт, что подошвенная область натурного фундамента обычно в разы превышает площадь штампа. Специалисты компании “СибГео” гарантируют корректные и достоверные данные испытаний грунтов с применением горячих штампов. Рабочие площади могут быть любыми, все действия стандартизованы, учитываются текущие нормы и правила.

Определяемые свойства проверяемых грунтов

Испытания с применением горячих штампов проводят для получения таких показателей деформационных процессов в разных слоях грунтов:

  • коэффициенты оттаивания (обозначаются как Ath);
  • коэффициенты предельного сжимания (маркировка mt);
  • деформационный модульный блок (маркировка Е).

Сам горячий штамп – это диск из стали круглой формы. Ребра, повышающие жесткость, прочность конструкции, также предусмотрены. Дополнительно в штамп встраивается нагревательный элемент (бывает водным, электрическим). Испытания промерзшего в зимнее время грунта проводят за счет нагрузки штампа вертикально направленной статикой давления в забоях горных отработок (подземного или открытого типа), либо на поверхности почв. Полевые проверки демонстрируют параметры устойчивости, позволяют точно оценивать степень деформационных изменений грунтов (испытания в лабораториях настолько точные значения не дают). На промерзших грунтах сложно переоценивать значимость проведения испытаний горячим штампом и важность получаемых в ходе тестирований результатов.

Дополнительно испытания с применением штампов наглядно и с учетом зависимости осадок, нагрузок, рабочих графиков показывают фазы деформации, позволяют определять предельные значения по показателям давления. При этих показателях будет отмечаться линейное взаимодействие осадки с нагрузочным давлением. На промерзших грунтах испытания горячим штампом показывают данные по сжимаемости, скоростям оттаивания. Такие свойства важны, их нужно принимать в расчет во время проектирования фундаментных оснований, подготовки проектной документации.

Результаты испытательных проверок оформляют как графики зависимостей осадки штампов, нагрузочных значений. В ходе испытаний грунтов с использованием шурфов внимание обращают на возможность обрушения стенок скважины, обеспечении определенного заглубления проходки. Шурф на плане может быть минимум 2х2 м. Предельная высота выработок по горам во время выполнения испытаний в штрековых базах рассчитывается с учетом габаритных размеров установок, применяемых в ходе испытаний. Этот показатель не должен быть меньше 1.8 м.

Планы прохождения выработки определяют с учетом оптимальных условий, необходимых для поддержания природных характеристик сложения мерзлых грунтовых масс.

Какое оборудование нужно

Для испытаний грунтов горячим штампом используют следующий набор оборудования:

  • штамп с подогревом;
  • нагреватель;
  • нагрузочный домкрат;
  • аппараты для мониторинга показателей температурных, осадочных значений;
  • насосная установка.

Конструктивно прибор должен решать задачи центрированных делегаций к штампу, нормальный отпор нагрузкам, исключение наличия направленных в продольном направлении трубных штанг с изгибами. Штамп делают уплощенным, округлым, с подошвами сплошного типа и показателями жесткости 5000 см2. Прогрев с применением соответствующих приборов либо горячей воды должен быть равномерным.

Устройства обогрева располагают по периметровому сечению штампа. Оно обязано давать максимально равномерное оттаивание. В ходе испытания грунтов, имеющих стандарт влажности выше показателя в области границы текучести, предусматривают пригрузку штампа. Пригрузочные параметры должны отвечать нормальному давлению от массы почв в точке испытаний. Для загрузки штампов подойдет домкрат.

Подготовительные мероприятия

В центре подготовленной забойной массы на грунте крепят штамп с подогревом (не наружный), затем монтируют нагрузочные приборы, репер, инструменты для измерения глубины, состояния осадка грунта. Грунт в местах установки зачищают вплоть до промерзшего слоя грунта, который не был нарушен и грамотно спланирован. Чтобы добиться плотного контактирования штампа подошвенной части и почв, под штамп сооружают песчаную маловлажную подушку. Размер грунтового слоя может быть несколько сантиметров.

Контроль за глубиной оттайки под штампами осуществляют с применением измерительных приборов для контроля температур, щупа из металлического сплава. Датчики температур крепят с промежутками около 1 дм, предельная ширина 0.4 дм, превышать показатель нельзя.

До старта испытательных проверок, чтобы получить полный контакт грунта и штампа, все элементы конструкции обжимают, тщательно проверяют на предмет разуплотнения мерзлых грунтов. Желательно приложить на штамп нагрузку для обжатия, которая будет отвечать нормальному напряжению вертикального типа на собственную массу почв. За точку отсчета принимается испытательная отметка, без противовеса, главное - не меньше 0.05 МПа. Нагрузочные воздействия выдерживают до достижения условных параметров стабилизаций деформационных процессов в грунте (а именно, осадки штампа). После, не скидывая установленные нагрузки, показания приборов ставят на ноль.

Процесс проведения испытаний

Испытания промерзших грунтов горячим штампом осуществляют в такой последовательности:

  1. Начало испытаний – формирование зоны участка грунта под штампом, которая оттаяла, глубина на половину штампа, нагрузки должны отвечать отметкам.
  2. Продолжение испытаний – трамбовка грунта, который оттаял, в целях уплотнения с применением увеличивающегося пресса. Минимальное допустимое число ступеней – 5.

В начале испытаний подключают прогрев штампа с применением соответствующего устройства. Нагрев осуществляют до того момента, пока углубление для оттаивания не составит 30 см (незначительные погрешности допустимы). Затем нагрев грунта штампом останавливают, оттаивания в ходе испытания в дальнейшем осуществляется за счет запаса тепловой энергии, созданного ранее.

В случае снижения температурных показателей грунта на заглублении в 40 см до 0 градусов и более, нужно будет выполнить кратковременный нагрев штампа. Это обеспечит дополнительный прогрев и оттаивание грунта в части под штампом в ходе испытаний до той глубины, которая равна 0.5 диаметрам оборудования.

Все отсчеты в рамках действия прибора контроля делают на первом этапе испытания ежечасно. Когда граница оттайки станет около 4 дм, интервал уменьшают до четверти часа. В конце испытания замеры и их фиксацию делают однократно – до следующей ступени давления.

Измерения данных по заглубленности оттайки грунта с применением инструмента щупа из сплавов металлов в первой части испытания делают дважды. Первый – когда прогрев остановится, на углублении 4 дм температура станет нулевой. Второй – до последующей прикладки ступени с давлением. После завершения осадочной стабилизации грунта под напряжением (первая часть испытаний), к штампу подают ступенчатые возрастающие нагрузки (вторая часть испытаний). Каждую очередную ступень давлений выдерживают до того момента, как произойдет осадка штампа (после условной стабилизации).

За оптимальные значения оценки условной стабилизации деформационных корректировок грунтов во время испытаний принимают осадочные скорости штампа до 0.1 мм за пару часов для глинистых почв, 0.1 мм в случае с песками. Сильно выветренные грунты скального происхождения, крупные обломочные грунты приравнивают к песчаным.

В ходе испытаний грунтов отсчетные результаты по приборным данным делают сначала каждые 10, потом 20, 30 и 60 минут. Далее проверять грунты достаточно будет ежечасно до того момента, когда произойдет условное стабилизационное выравнивание грунта в процессе испытания. Осадка штампа, применяемого в ходе работ, проверяется на всех ступенях нагружения.

После завершения процесса испытания, установку снимают с поверхностей грунта, который оттаял, удаляют слой до 10 см, берут образцы для тестов в лаборатории. Финал испытаний – удаление талого грунта, зарисовка, замеры чаши.

  • 5d9ed17bbd0ca_100F3941-ECFB-43E5-B5CA-D0EB1EF7AF8B — kopiya
  • Испытания мерзлых грунтов штампом
  • Испытания мерзлых грунтов штампом
Форма заказа услуги
The maximum file size is 5mb (jpg, jpeg, png, pdf, doc)

Согласие на обработку персональных данных

Смотрите также:

Динамические испытания буронабивных свай

Ультразвуковая дефектоскопия свай

Ультразвуковая дефектоскопия свай – современный метод контроля строительных монолитных конструкций для определения уровня прочности и сплошности. Он проводится с использованием высокоточной аппаратуры. Преимущество ультразвуковых обследований в том, что несущие элементы конструкции не разрушаются во время испытаний, их не нужно потом восстанавливать.

Причины возникновения дефектов буронабивных свай

Дефекты или технологические изъяны буронабивных свай возникают по следующим причинам:

  • низкое качество используемого бетона;
  • нарушения технологического процесса;
  • тип грунта, на котором возводится здание или сооружение;
  • глубина залегания грунтовых вод, подмывание грунта, буронабивных свай.

Существует две основные категории проверок – разрушающие и неразрушающие. Первый тип заключается в том, что часть готовой сваи выпиливается или высверливается на всю длину, чтобы визуально оценить, есть ли внутри полости заполненные воздухом «карманы». После таких испытаний нужно восстановить целостность буронабивной сваи, что влечет дополнительные расходы. Поэтому неразрушающие методы контроля, в том числе - ультразвуковые, становятся все популярнее.

Ультразвуковая дефектоскопия буронабивных свайУльтразвуковая дефектоскопия свай

Объем проводимых работ

В соответствии со сводом правил «Земляные сооружения, основания и фундаменты» устанавливаются такие нормы проведения испытаний:

  • выбуривание участков свай и испытание на одноосное сжатие – 2% всех свай, но не менее 2 единиц на объекте;
  • сейсмоакустические испытания – 20% всех свай;
  • УЗД контроль буронабивных свай – 10% общего числа.

В этом нормативно-правовом акте также оговаривается, что по индивидуальной договоренности между строительной компанией и организацией, которая проводит испытания, разрешено использовать лишь один из существующих методов проверок. Большинство клиентов останавливает выбор на ультразвуковом контроле.

Особенности метода ультразвуковой дефектоскопии

Ультразвуковая волна, которая проходит через разные по плотности материалы и субстанции, меняет скорость своего движения. На этом принципе основан метод УЗД свай. Суть его в том, что к обследуемому образцу подключается датчик-излучатель и датчик-приемник. Один прибор подает импульсы, второй их фиксирует. По амплитуде волны, скорости ее прохождения можно судить об однородности материала. Мельчайшие дефекты буронабивной сваи сразу будут зафиксированы прибором. Испытания по этому методу соответствуют как стандарту D 6760-14, так и ГОСТУ 17624-2012.

Прозвучивание бетона сваи выполняется по 6 сечениям по всей длине сваи (хордовым и диаметральным). Датчики при этом перемещаются по высоте конструкции. В целом, ультразвуковая дефектоскопия состоит из следующих последовательных циклов:

  • размещение оборудования (приемника с излучателем) на нижней точке сваи;
  • отслеживание полученных сигналов;
  • перемещение датчиков в другое сечение сваи.
  • 5d63e1517d772_20181005_120649
  • 5d63e15182a34_20181005_120654
  • 5d63e1518c8ee_20181005_120634
  • 5d63e151a64df_20181005_120705

За завершение процедуры УЗД принимается получение высококачественных сигналов во всех сечениях.

Ультразвуковые методы имеют весомое преимущество – высокую точность. Таким способом можно выявить не только наличие внутренних полостей, но также их локализацию. Датчики движутся по специальным параллельным желобам, которые заполнены водой. То есть, проверке всегда предшествуют масштабные подготовительные мероприятия.

Уровень точности зависит также от того, насколько опытный специалист проводит испытания. Обращайтесь в компанию СибгеоПро, чтобы получить гарантии результата проводимых процедур. Вам предоставят не только отчеты, но и описание с последующими рекомендациями.

Форма заказа услуги
The maximum file size is 5mb (jpg, jpeg, png, pdf, doc)

Согласие на обработку персональных данных

Смотрите также:

создание сайта - Логосайт