2. Испытания грунтов методом прессиометра
2.1. Общие положения
Испытание грунта радиальным прессиометром проводят для определения модуля деформации Е песков, глинистых, органоминеральных и органических грунтов. Модуль деформации определяют по результатам нагружения грунта горизонтальной нагрузкой в стенках скважины с помощью радиального прессиометра [6].
Сущность прессиометрического метода заключается в обжатии грунта в скважине равномерным давлением и в измерении соответствующих этим давлениям деформаций. Принцип работы прессиометра основан на радиальном расширении резинового зонда, помещенного в скважину и оказывающего давление на её стенки с помощью жидкости или газа, подаваемых из компрессора.
Зонд (прессиометр) состоит из трех камер. Верхняя и нижняя являются вспомогательными, средняя – рабочей. Длина каждой камеры зонда должна быть не менее четырех ее внешних диаметров.
Крайние камеры предназначены для обеспечения в горизонтальном сечении рабочей камеры условия осесимметричной плоской деформации.
Испытания проводят в скважинах, глубиной до 25- 30 м. Важно иметь в виду, что модуль деформации, получаемый этим методом, характеризует сжимаемость грунта в горизонтальном направлении, поэтому метод справедлив только для изотропных грунтов.
Результаты испытания оформляют в виде графика зависимости горизонтальных перемещений грунта от горизонтального давления. Диаметр скважин указывается в технических данных прессиометров и принимается на 10-20 мм больше внешнего диаметра прессиометра. Бурение скважины должно производиться с минимальным нарушением природного сложения и влажности грунта, для чего рекомендуется применять вращательное бурение, при этом частота вращения не должна превышать 60 об/мин, а осевая нагрузка на буровой наконечник - не более 0,5 кН. В глинистых водонасыщенных грунтах и песках проходка скважин должна проводиться с обсадкой трубами внутренним диаметром, на 5-10 мм большим диаметра прессиометра. Для проведения испытания в скважину, обсаженную трубами, опускается прессиометр, а обсадные трубы поднимаются на высоту, равную длине зонда прессиометра.
Следует помнить, что бурение частично изменяет напряженное состояние грунта вокруг скважины, что создает погрешности при определении модуля деформации.
Данные прессиометрических испытаний должны корректироваться путем сопоставления их с результатами параллельно проводимых испытаний того же грунта штампом. Параллельные испытания обязательны при использовании метода прессиометрии для зданий и сооружений I уровня ответственности. Для сооружений II и III уровней ответственности допускается корректировать данные прессиометрии с помощью расчетной формулы или поправочных коэффициентов.
2.2. Оборудование и приборы
В состав прессиометрической установки входят: зонд 1; устройство для создания и измерения давления в камерах зонда 4; устройство для измерения перемещений зонда 5 (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Схема испытания грунта прессиометром. 1 - резиновая камера-зонд;
2 - буровая скважина; 3 - резиновый шланг; 4 - баллон сжатого воздуха;
5 - измерительное устройство
возможность создания давления на грунт ступенями по 0,01 - 0,1 МПа;
постоянство давления на каждой ступени нагружения;
возможность тарировки зонда/
Устройство для измерения давления в камере зонда допускает погрешность не более 5% ступени давления.
Устройство для измерения перемещений оболочки зонда обеспечивает измерение радиальных деформаций стенок скважин при применении прессиометров с внешним диаметром камеры зонда от 76 до 127 мм с погрешностью не более 0,1 мм в пределах изменения начального диаметра камеры в 1,5 раза. Измерение перемещений оболочки зонда осуществляется путем измерения объема жидкости, расходуемой на расширение камеры зонда, или путем непосредственного определения радиуса камеры зонда в отдельных точках дистанционными датчиками.