Полевые испытания грунтов

Поле­вые ис­пы­та­ния грун­тов при­ме­ня­ют­ся при ин­же­нер­но-гео­ло­ги­че­ских изыс­ка­ни­ях в ком­плек­се с ла­бо­ра­тор­ны­ми ме­то­да­ми ис­сле­до­ва­ния грун­тов с це­лью опре­де­ле­ния по­ка­за­те­лей проч­ност­ных ха­рак­те­ри­стик, ис­поль­зу­е­мых для даль­ней­ше­го про­ек­ти­ро­ва­ния фун­да­мен­тов зда­ний. Вы­бор опре­де­лен­ных ме­то­дов поле­вых ис­пы­та­ний за­ви­сит от кон­крет­ных гео­ло­ги­че­ских усло­вий и за­дач про­ек­ти­ро­ва­ния:

Ис­пы­та­ния грун­тов ме­то­дом ста­ти­че­ско­го зон­ди­ро­ва­ния ТЕСТ-АМ

1.НАЗНАЧЕНИЕ

Ап­па­ра­ту­ра ТЕСТ-АМ пред­на­зна­че­на для зон­ди­ро­ва­ния не­мерз­лых пес­ча­ных и гли­ни­стых грун­тов, по ГОСТ 19912-2001 («Грун­ты. Ме­то­ды поле­вых ис­пы­та­ний ста­ти­че­ским и ди­на­ми­че­ским зон­ди­ро­ва­ни­ем»), для ком­плекс­ной оцен­ки физи­ко-ме­ха­ни­че­ских свойств грун­тов, в со­от­вет­ствии с СП 11-105-97, и не­су­щей спо­соб­но­сти свай по СП 24.13330. 2011 “СНиП 2.02.03-85 Свай­ные фун­да­мен­ты”. Ап­па­ра­ту­ра ТЕСТ-АМ мо­жет ис­поль­зо­вать­ся в ка­че­стве до­пол­ни­тель­но­го обо­ру­до­ва­ния к гео­ло­ги­че­ским бу­ро­вым уста­нов­кам, обес­пе­чи­ва­ю­щим уси­лие на за­бой не ме­нее 30кН, или в со­ста­ве спе­ци­аль­ных зон­ди­ро­воч­ных уста­но­вок. Ком­плек­ты ап­па­ра­ту­ры для ста­ти­че­ско­го зон­ди­ро­ва­ния грун­тов ТЕСТ име­ют сви­де­тель­ство об утвер­жде­нии ти­па средств из­ме­ре­ний Фе­де­раль­но­го Агент­ства по тех­ни­че­ско­му ре­гу­ли­ро­ва­нию и мет­ро­ло­гии RU.C.30.058.A № 45332, ре­ги­стра­ци­он­ный но­мер 48929-12.

2.ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Ос­нов­ные па­ра­мет­ры зон­дов 2-го ти­па ре­гла­мен­ти­ру­ют­ся ГОСТ 19912-2001, где при­ве­де­ны гео­мет­ри­че­ские раз­ме­ры зон­дов и тре­бо­ва­ния к ос­нов­ной по­греш­но­сти из­ме­ре­ния по­ка­за­те­лей со­про­тив­ле­ния грун­та. До­пу­сти­мые диа­па­зо­ны из­ме­ре­ния уси­лий по ко­ну­су и муф­те тре­ния зон­да опре­де­ля­ют­ся их кон­струк­тив­ны­ми осо­бен­но­стя­ми. Ос­нов­ные па­ра­мет­ры зон­дов, ис­поль­зу­е­мых в ап­па­ра­ту­ре ТЕСТ-АM при­ве­де­ны ни­же:

1. Диа­метр ос­но­ва­ния ко­ну­са,мм - 35.7
2. Угол при вер­шине, град - 60
3. Диа­метр муф­ты тре­ния,мм - 35.7
4. Пло­щадь муф­ты тре­ния,см - 150; 250; 350
5. Диа­па­зон из­ме­ре­ния удель­но­го со­про­тив­ле­ния грун­та по ко­ну­су, МПа - 0,2-50
6. Диа­па­зон из­ме­ре­ния удель­но­го со­про­тив­ле­ния грун­та по муф­те тре­ния, кПа - 3-600
7. Ос­нов­ная по­греш­ность из­ме­ре­ния удель­но­го со­про­тив­ле­ния грун­та - не бо­лее 5%

Ре­ги­стри­ру­ю­щий двух­ка­наль­ный из­ме­ри­тель­ный при­бор ТЕСТ-АМ, пред­на­зна­чен для уси­ле­ния и пре­об­ра­зо­ва­ния де­ба­лан­са тен­зо­мет­ри­че­ских по­лу­мо­стов зон­да, и их вы­вод на ЖК-дис­плей.

3.УСТРОЙСТВО и РАБОТА КОМПЛЕКТА ТЕСТ-АМ

При вдав­ли­ва­нии тен­зо­мет­ри­че­ско­го зон­да с ка­бе­лем в грунт, ме­ха­ни­че­ское воз­дей­ствие грун­та на ко­нус и муф­ту тре­ния, при­во­дит к из­ме­не­нию элек­три­че­ско­го со­про­тив­ле­ния тен­зо­дат­чи­ков, и элек­три­че­ский сиг­нал, по ка­бе­лю, про­хо­дя­ще­му внут­ри зон­ди­ро­воч­ных штанг, пе­ре­да­ет­ся на из­ме­ри­тель­ный при­бор ТЕСТ-АМ.

На дис­плее, рас­по­ло­жен­ном на ли­це­вой па­не­ли при­бо­ра, по­ка­за­ния ме­ня­ют­ся про­пор­цио­наль­но уси­ли­ям, дей­ству­ю­щим на ко­нус и муф­ту тре­ния зон­да.

Ре­ги­стри­ру­ю­щий при­бор ТЕСТ-АМ вы­пол­нен в ви­де двух­ка­наль­но­го уси­ли­те­ля с циф­ро­вым вы­хо­дом.

При­бор име­ет функ­ции:

• ав­то­ба­лан­си­ров­ки зон­дов;
• со­хра­не­ния та­ри­ро­воч­ных па­ра­мет­ров зон­дов и ди­а­гно­сти­ки из­ме­ри­тель­ных ка­на­лов;

При­бор ра­бо­та­ет в двух ос­нов­ных ре­жи­мах:

• ка­либ­ров­ка ка­на­лов и за­по­ми­на­ние та­ри­ро­воч­ных па­ра­мет­ров кон­крет­но­го зон­да;
• ра­бо­чий ре­жим ( из­ме­ре­ние со­про­тив­ле­ний грун­та по ко­ну­су и муф­те).

На пе­ред­ней па­не­ли из­ме­ри­тель­но­го при­бо­ра рас­по­ло­жен ЖК-дис­плей и две кноп­ки: кноп­ка «Сброс» и кноп­ка «F». Для под­клю­че­ния тен­зо­мет­ри­че­ско­го зон­да и при­бо­ра ТЕСТ­АМ к бор­то­вой се­ти, ис­поль­зу­ют­ся разъ­ёмы, рас­по­ло­жен­ные на зад­ней стен­ке при­бо­ра. Це­на де­ле­ния по каж­до­му ка­на­лу опре­де­ля­ет­ся, в за­ви­си­мо­сти от на­строй­ки ап­па­ра­ту­ры ТЕСТ-АМ.

Зон­ди­ро­воч­ные штан­ги слу­жат для вдав­ли­ва­ния зон­да в грунт с по­мо­щью бу­ро­вой, ли­бо зон­ди­ро­воч­ной уста­нов­ки. На­го­лов­ник слу­жит для вдав­ли­ва­ния и из­вле­че­ния зон­да. Вил­ка ис­поль­зу­ет­ся при из­вле­че­нии зон­да и фик­са­ции штанг в на­го­лов­ни­ке.

На­строй­ка ком­плек­та про­во­дит­ся при под­го­тов­ке ап­па­ра­ту­ры ТЕСТ-АМ к ра­бо­те,ли­бо при за­мене зон­да или из­ме­ри­тель­но­го при­бо­ра, но не ре­же од­но­го ра­за в ме­сяц.

В ка­че­стве сред­ства на­строй­ки при­ме­ня­ют об­раз­цо­вый ди­на­мо­метр ДОСМ 3-30У или ДОСМ 3-50У.

Для об­ра­бот­ки ре­зуль­та­тов ис­поль­зу­ет­ся про­грам­ма GeoExplorer.

Ис­пы­та­ния грун­тов вин­то­вым штам­пом ШВ60 с пнев­ма­ти­че­ской на­гру­зоч­ной си­сте­мой

1.НАЗНАЧЕНИЕ

Вин­то­вой штамп ШВ60 от­но­сит­ся (со­глас­но клас­си­фи­ка­ции ГОСТ 20276-99) к IV ти­пу и пред­на­зна­чен для опре­де­ле­ния в поле­вых усло­ви­ях мо­ду­ля де­фор­ма­ции Е, МПа пес­ча­ных, гли­ни­стых, ор­га­но-ми­не­раль­ных и ор­га­ни­че­ских грун­тов, по ГОСТ 20276-99 Грун­ты. Ме­то­ды поле­во­го опре­де­ле­ния ха­рак­те­ри­стик проч­но­сти и де­фор­ми­ру­е­мо­сти. Об­ласть при­ме­не­ния вин­то­во­го штам­па ре­гла­мен­ти­ро­ва на табл. 5.1 ГОСТ 20276-99. Для ис­пы­та­ния круп­но­об­ло­моч­ных грун­тов, сле­ду­ет при­ме­нять штамп III-го ти­па с плос­кой по­дош­вой пло­ща­дью 600 см. Мо­дуль де­фор­ма­ции опре­де­ля­ют по ре­зуль­та­там сту­пен­ча­то­го на­гру­же­ния грун­та вер­ти­каль­ной на­груз­кой, в за­бое гор­ной вы­ра­бот­ки, при по­мо­щи штам­па.

2.ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

1. диа­метр штам­па , мм - 277
2. шаг ло­па­сти, мм - 50
3. диа­метр ство­ла ло­па­сти, мм - 89
4. тол­щи­на ло­па­сти, мм - 10
5. диа­метр ство­ла штам­па, мм - 127, 146 или 219
6. мак­си­маль­ное дав­ле­ние на грунт, кПа - 820
7. мак­си­маль­ная глу­би­на ис­пы­та­ний, м - 15
8. диа­метр опыт­ной сква­жи­ны, мм - 325
9. на­гру­зоч­ная си­сте­ма - пнев­ма­ти­че­ская
10. мак­си­маль­ное дав­ле­ние в на­гру­зоч­ной cис­те­ме, МПа - 1,0
11. точ­ность из­ме­ре­ния пе­ре­ме­ще­ний, не ме­нее,мм - 0,1
12. ма­но­метр кл. точ­но­сти 0.4, кПа - до 1600
13. тем­пе­ра­тур­ный диа­па­зон - от –10 до +30 С
14. об­щая мас­са обо­ру­до­ва­ния, кг, не бо­лее – 150

3.УСТРОЙСТВО ВИНТОВОГО ШТАМПА

В ка­че­стве ан­кер­ной си­сте­мы мо­гут ис­поль­зо­вать­ся ан­кер­ные ком­плек­ты А1, А2 или А3, обес­пе­чи­ва­ю­щие вос­при­я­тие ре­ак­тив­ных уси­лий до 60 кН.

Для про­ве­де­ния ис­пы­та­ния вин­то­вой штамп со ство­лом, при по­мо­щи бу­ро­вой уста­нов­ки, за­вин­чи­ва­ют с за­боя сква­жи­ны на от­мет­ку ис­пы­та­ния. Ствол штам­па дол­жен на­хо­дить­ся в пре­де­лах 0,4-0,6 м от по­верх­но­сти зем­ли. Ре­пер­ная си­сте­ма со стой­ка­ми, по­движ­ны­ми ри­ге­ля­ми и сто­лом уста­нав­ли­ва­ют во­круг ство­ла штам­па. На ствол штам­па уста­нав­ли­ва­ют на­гру­зоч­ный стол с пнев­мо­ци­лин­дром и за­креп­ля­ют ин­ди­ка­то­ры ИЧ-50. К пнев­мо­ци­лин­дру, с по­мо­щью быст­ро­разъ­ём­но­го со­еди­не­ния, под­клю­ча­ют ма­но­мет­ри­че­скую го­лов­ку. К ма­но­мет­ри­че­ской го­лов­ке при­со­еди­ня­ют ре­си­вер. Шток пнев­мо­ци­лин­дра, через ша­ро­вой шар­нир, упи­ра­ют в от­но­си­тель­но пнев­мо­ци­лин­дра, для опи­ра­ния на не­го што­ков ин­ди­ка­то­ров ИЧ-50.

В ре­си­вер, с по­мо­щью ав­то­мо­биль­но­го на­со­са (или дру­гим спо­со­бом), за­ка­чи­ва­ют воз­дух до дав­ле­ния 0.6 — 1 МПа. Фик­си­ру­ют «нуле­вые по­ка­за­ния» ин­ди­ка­то­ров ИЧ-50. При по­мо­щи ре­дук­то­ра ма­но­мет­ри­че­ской го­лов­ки, за­да­ют дав­ле­ние в пнев­мо­ци­лин­дре, со­от­вет­ству­ю­щее пер­вой сту­пе­ни на­груз­ки. Ве­ли­чи­на дав­ле­ния кон­тро­ли­ру­ет­ся по об­раз­цо­во­му ма­но­мет­ру, на ма­но­мет­ри­че­ской го­лов­ке. При вы­держ­ке на сту­пе­ни, дав­ле­ние с по­мо­щью ре­дук­ци­он­но­го кла­па­на, под­дер­жи­ва­ет­ся на за­дан­ном уровне.

В про­цес­се про­ве­де­ния опы­та, дав­ле­ние в ре­си­ве­ре бу­дет умень­шать­ся, но на лю­бой ста­дии ис­пы­та­ний, дав­ле­ние мож­но уве­ли­чить пу­тём под­кач­ки воз­ду­ха в ре­си­вер. В про­цес­се ис­пы­та­ния, фик­си­ру­ет­ся дав­ле­ние в на­гру­зоч­ной си­сте­ме, вре­мя и по­ка­за­ния ин­ди­ка­то­ров, как ре­ко­мен­до­ва­но в ГОСТ 20276-99. По­сле за­вер­ше­ния опы­та, мож­но вы­пол­нить сту­пен­ча­тую раз­груз­ку, пу­тём вы­пус­ка воз­ду­ха из пнев­мо­ци­лин­дра, по­сред­ством ре­дук­то­ра.

В пе­ри­од экс­плу­а­та­ции вин­то­во­го штам­па, тре­бу­ет­ся лишь про­ве­де­ние кон­троль­ных ис­пы­та­ний, для про­вер­ки гер­ме­тич­но­сти на­гру­зоч­ной си­сте­мы, и устра­не­ние, при не­об­хо­ди­мо­сти, уте­чек воз­ду­ха.

Ре­зуль­та­ты ис­пы­та­ний об­ра­ба­ты­ва­ют­ся по про­грам­ме Shwpw, в со­от­вет­ствии с ГОСТ 20276-99, и оформ­ля­ют­ся ви­де Пас­пор­та штам­по­во­го опы­та и Про­то­ко­ла штам­по­во­го опы­та.

Ис­пы­та­ния грун­тов элек­тро­воз­душ­ным ра­ди­аль­ным прес­сио­мет­ром ПЭВ-89МК

1.НАЗНАЧЕНИЕ

Прес­сио­метр элек­тро­воз­душ­ный ПЭВ-89МК пред­на­зна­чен для поле­вых ис­пы­та­ний грун­тов в сква­жи­нах бо­ко­вым дав­ле­ни­ем, в со­от­вет­ствии с ГОСТ 20276-99 Грун­ты. Ме­то­ды поле­во­го опре­де­ле­ния ха­рак­те­ри­стик проч­но­сти и де­фор­ми­ру­е­мо­сти.

Си­сте­ма из­ме­ре­ния де­фор­ма­ций сте­нок сква­жи­ны элек­три­че­ская, с ин­дук­тив­ны­ми дат­чи­ка­ми пе­ре­ме­ще­ний. Си­сте­ма со­зда­ния дав­ле­ния пнев­ма­ти­че­ская, с ре­дук­ци­он­ным кла­па­ном и ре­си­ве­ром, для ста­би­ли­за­ции ве­ли­чи­ны дав­ле­ния на сту­пе­ни. Из­ме­ре­ние дав­ле­ния в зон­де -элек­три­че­ским ма­но­мет­ром и об­раз­цо­вым ма­но­мет­ром кл.точ­но­сти 0,4. Из­ме­ри­тель­ный при­бор (кон­трол­лер) - циф­ро­вой, двух­ка­наль­ный (дат­чи­ки пе­ре­ме­ще­ний и дат­чик дав­ле­ния) с функ­ци­я­ми со­хра­не­ния и пе­ре­да­чи опыт­ных дан­ных в ПК, для об­ра­бот­ки.

Ре­зуль­та­ты ис­пы­та­ний ис­поль­зу­ют­ся для опе­ре­де­ле­ния де­фор­ма­ци­он­ных ха­рак­те­ри­стик не­скаль­ных, не­мёрз­лых грун­тов (мо­дуль де­фор­ма­ции грун­та Е, МПа).

2.ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

1. диа­метр зон­да прес­сио­мет­ра: ми­ни­маль­ный, мм - 89; мак­си­маль­ный,мм - 120
2. дли­на ра­бо­чей ча­сти зон­да, мм - 550
3. си­сте­ма за­да­ния дав­ле­ния - пнев­ма­ти­че­ская
4. мак­си­маль­ное дав­ле­ние на грунт, МПа - 1,0
5. диа­метр опыт­ной сква­жи­ны, мм - 93-100
6. дли­на пнев­мо­ма­ги­стра­ли, м - 10; 20 и 30
7. си­сте­ма из­ме­ре­ния пе­ре­ме­ще­ний -элек­три­че­ская
8. ин­ди­ка­ция ре­зуль­та­тов - циф­ро­вая
9. объ­ём па­мя­ти для со­хра­не­ния опыт­ных дан­ных - 64 кБ
10. ин­тер­фейс пе­ре­да­чи дан­ных в ПК -RS-232
11. пи­та­ние из­ме­ри­тель­но­го при­бо­ра - 12
12. точ­ность из­ме­ре­ния де­фор­ма­ций, не ме­нее, мм - 0,1
13. тем­пе­ра­тур­ный диа­па­зон - от-10 до 30 С
14. об­щая мас­са ком­плек­та, кг - 50

3.УСТРОЙСТВО и ПРИНЦИП РАБОТЫ ПРЕССИОМЕТРА

Прес­сио­метр ПЭВ 89-МК со­сто­ит из зон­да с эла­стич­ной по­ли­уре­та­но­вой обо­лоч­кой, в сбо­ре с пнев­мо­ма­ги­стра­лью и дат­чи­ком дав­ле­ния, ре­си­ве­ра, ма­но­мет­ри­че­ской го­лов­ки, с ре­дук­ци­он­ным кла­па­ном, из­ме­ри­тель­но­го при­бо­ра (кон­трол­ле­ра ТЕСТ-ПРК) и стра­хо­воч­но­го тро­са. Опе­ра­тор, ре­дук­ци­он­ным кла­па­ном, за­да­ёт дав­ле­ние пер­вой сту­пе­ни и на­чи­на­ет опыт.

Кон­трол­лер за­пус­ка­ет тай­мер, на­чи­на­ет со­хра­не­ние и ана­лиз опыт­ных дан­ных. При вы­пол­не­нии при­ня­то­го кри­те­рия ста­би­ли­за­ции, кон­трол­лер по­да­ёт зву­ко­вой сиг­нал. Опе­ра­тор, при по­мо­щи ре­дук­то­ра, за­да­ёт сле­ду­ю­щую сту­пень на­груз­ки и про­дол­жа­ет опыт. Вся те­ку­щая ин­фор­ма­ция отоб­ра­жа­ет­ся на дис­плее кон­трол­ле­ра.

При вы­держ­ке на сту­пе­ни, дав­ле­ние в зон­де под­дер­жи­ва­ет­ся по­сто­ян­ным, при по­мо­щи ре­дук­то­ра, а со­хра­не­ние от­счё­тов, с за­дан­ным ша­гом, вы­пол­ня­ет­ся в кон­трол­ле­ре ав­то­ма­ти­че­ски. Ис­поль­зо­ва­ние кон­трол­ле­ра для со­хра­не­ния ре­зуль­та­тов устра­ня­ет воз­мож­ные ошиб­ки опе­ра­то­ра в про­цес­се ис­пы­та­ния и су­ществ­ен­но со­кра­ща­ет тру­до­ём­кость ра­бот, осо­бен­но при ис­пы­та­ни­ях в «мед­лен­ном» ре­жи­ме. В кон­трол­ле­ре мож­но со­хра­нять ре­зуль­та­ты 10-30 опы­тов.

По­сле за­вер­ше­ния опы­та, дан­ные из кон­трол­ле­ра, пе­ре­да­ют­ся в ПК для об­ра­бот­ки, по про­грам­ме PressPW.MA.

В про­цес­се про­ве­де­ния ис­пы­та­ния воз­мож­на до­пол­ни­тель­ная под­кач­ка воз­ду­ха в ре­си­вер, для про­дол­же­ния опы­та и ис­пы­та­ния, по схе­ме на­груз­ка-раз­груз­ка.

Прес­сио­метр ра­бо­та­ет сле­ду­ю­щим об­ра­зом:

Зонд прес­сио­мет­ра опус­ка­ют в сква­жи­ну, на от­мет­ку ис­пы­та­ния. В ре­си­вер, по­сред­ством ав­то­мо­биль­но­го или лю­бо­го дру­го­го на­со­са, за­ка­чи­ва­ют воз­дух, ма­но­мет­ри­че­скую го­лов­ку под­клю­ча­ют к ре­си­ве­ру. К пнев­мо­ма­ги­стра­ли зон­да под­клю­ча­ют из­ме­ри­тель­ный при­бор (кон­трол­лер). В кон­трол­лер вво­дят па­ра­мет­ры для про­ве­де­ния опы­та: схе­ма на­гру­же­ния, ре­жим ис­пы­та­ния, вид грун­та, но­мер опы­та, глу­би­на ис­пы­та­ния, ме­то­ди­кам «быст­ро­го» или «мед­лен­но­го» ре­жи­мов, со­глас­но ГОСТ 20276-99 Грун­ты.Ме­то­ды поле­во­го опре­де­ле­ния ха­рак­те­ри­стик де­фор­ми­ру­е­мо­сти. Та­ри­ров­ка прес­сио­мет­ра вы­пол­ня­ет­ся пред­при­я­ти­ем-из­го­то­ви­те­лем, а в про­цес­се экс­плу­а­та­ции, для про­вер­ки ра­бо­то­спо­соб­но­сти из­ме­ри­тель­но­го трак­та, поль­зо­ва­тель мо­жет вы­пол­нить кон­троль­ные ис­пы­та­ния.