Практика геология

Рис.35. Установка статического зондирования.

Основные характеристики установки приведены в таблице (таблица 7). В установке ФУГРО применяется зонд второго типа.

Конструкция зонда данной установки и регистрирующая электронная аппарутура позволяет кроме сопротивлений qс и fs получать значения порового давления (U2 , МПа) и показателя трения (Rf , %). Кроме того, используемые для сбора и обработки данных программы фирмы ФУГРО позволяют оценить величину сопротивления сдвигу недренированного грунта (Сr, кПа) и относительную плотность его сложения (Dr), угол внутреннего трения (φ , град) и модуль деформации (Е, МПа). Пример обработки результатов испытания грунтов статическим зондированием установкой ФУГРО приведён на Рис.36.

121

Таблица 7

Основные характеристики установки статического зондирования ФУГРО (Нидерланды)

122

Кроме того, испытания грунтов статическим зондированием позволяют установить сопротивление грунтов под сваей и по её боковой поверхности, т.е. достаточно точно определить несущую способность свай без проведения дорогостоящих и трудоёмких испытаний свай статической нагрузкой.

Выявление условий залегания грунтов оснвания, выделение инженерногеологических элементов и определение свойств грунтов осуществляется путём совместного выполнения и рассмотрения результатов зондирования, проходки скважин и лабораторных исследований грунтов. Изменение состава, состояния и свойств грунтов основания по глубине по результатам статического зондирования характеризуется значительными изменениями удельного сопротивления под наконечником зонда qс между границами различных слоёв грунтов. При этом при переходе от песчаных грунтов к пылевато-глиистым наблюдается увеличение угла наклона графика к оси ординат, а от пылеватоглинистых к песчаным – уменьшение этого угла.

Применение зондов первого и второго типов, позволяющих раздельно определять qс и fs, даёт возможность предварительно оценить разновидность исследуемых грунтов в зависимости от отношения fs / qс , называемого показателем трения (Rf , %) (таблица 8).

Таблица 8

Выделение разновидностей грунтов по результатам статического зондирования

Предварительная оценка плотности сложения песков и консистенции глинистых грунтов проводится по величине значений показателей лобового сопротивления (qc , МПа) с использованием соответствующих таблиц приводимых в нормативных документах СП 11-105-97, МГСН 2.07-97 (МГСН 2.07-01) (таблицы 9 и 10).

Таблица 9

Плотность сложения песков крупных, средней крупности и мелких независимо от влажности

Примечание. Для промежуточных глубин зондирования значения qс определяются по интерполяции.

124

Таблица 10

Консистенция глинистых грунтов (для предварительной оценки)

Для установления нормативных значений показателей прочностных (φ, с) и деформационных (Е) характеистик грунтов указанные выше нормативные документы рекомендуют таблицы 11, 12, 13, 14.

Таблица 13

Нормативные значения угла внутреннего трения о и удельного

сцепления с четвертичных суглинков и глин (кроме грунтов ледникового комплекса)

Таблица 14

Нормативные значения модуля деформации E в зависимости от qc

Задание 6. Обработка результатов испытания грунтов методом статического зондирования.

Выдаваемое задание для обработки материалов испытания грунтов статическим зондированием включает в себя сведения об изменении с глубиной значений сопротивления грунта под конусом (qc, МПа) и по боковой поверхности зонда (fs, МПа), а также буровая колонка скважины, пройденной рядом с местом испытания грунтов зондированием, в виде графического материала (варианты заданий по статическому зондированию). В процессе обработки материалов испытаний предлагается решить следующие задачи:

-установить глубину смены литологических границ грунтов основания в месте проведения их испытаний статическим зондированием;

-выделить инженерно-геологические элементы для всех разновидностей грунтов основания;

-рассчитать для каждого выделенного инженерно-геологического элемента их нормативные характеристики (φ, с, Е).

Для установления глубины залегания литологических границ по данным статического зондирования необходимо рассчитать величину коэффициента

трения Rf = fs / qс выше и ниже глубины этой границы по материалам проходки буровой скважины (см. буровую колонку скважины, приведённую в задании).

Полученные значения Rf для различных глубин сравнить со значениями величины этого параметра в выше приведённой таблице (таблица 8) для выделения разновидностей грунтов по результатам статического зондирования.

Выделение инженерно-геологических элементов во встреченных разновидностях грунтов основания проводится с помощью таблиц 9 и 10. Для песков это выделение проводится по относительной плотности сложения (таблица 9), а для глинистых – по консистенции (таблица 10).

126

Для каждого выделенного инженерно-геологического элемента необходимо определить величину нормативных значений прочностных характеристик грунтов, т.е. угла внутреннего трения (φ, град) и сцепления (с, кПа), используя таблицы 11, 12 и 13 и рассчитать модуль деформации (Е, МПа) с помощью таблицы 14. При работе с вышеуказанными таблицами берётся среднеарифметическое значение величины лобового сопротивления конуса (qc, МПа) в интервале залегания инженерно-геологического элемента для которого определяются нормативные значения параметров.

Для песков можно рассчитать плотность их сложения, используя данные статического зондирования:

ρ = ρs (1+W) / 1,765-0,185 lg (qc / qc˚),

где ρs – плотность частиц грунта, г/см3; W – весовая влажность грунта, д.е.;

qc – сопротивление грунта под конусом, МПа;

qc˚ = 1МПа.

Плотность частиц ρs изменяется в достаточно небольшом диапазоне (2,64- 2,70 г/ см3), а для кварцево-полевошпатовых частиц равна 2,64-2,65 г/ см3, в среднем можно принять ρs = 2,65 г/ см3.

Коэффициент пористости песков можно определить по следующей формуле:

е = 0,765 – 0,185 lg (qc / qc˚).

Для песков полностью насыщенных водой влажность равна W = e ρw / ρs (где ρw – плотность воды, равная 1 г/ см3).

Ориентировочно плотность сложения песков с ρs = 2,65 г/см3 при различных значениях влажности (W, д.е.) может быть определена с помощью таблицы 15.

Пример оформления материалов обработки результатов испытания грунтов методом статического зондирования приведён в приложении 6.

127

128

129

130