2.3. Дополнительные инженерно-геологические изыскания (ч. 1)

Задачей дополнительных инженерно-геологических изысканий, проводимых в основании усиливаемых и реконструируемых фундаментов, является выявление фактических геологических и гидрогеологических условий и их соответствие ранее принятым, а также определение физических и механических свойств грунтов природного сложения на отметке подошвы фундаментов и по глубине сжимаемой толщи. На основе изысканий устанавливается возможность использования обследуемого основания или выявляется необходимость его упрочнения. При решении указанных выше задач наиболее эффективны методы зондирования и испытаний грунтов в скважинах.

Зондирование применяют как в качестве самостоятельного метода исследований, так и в комплексе с другими методами для оценки прочностных и деформативных характеристик грунтов. При зондировании имеется возможность выявить однородность сложения грунтов в результате различного их сопротивления внедрению зонда по глубине и в плане, оценить плотность песчаных и консистенцию глинистых грунтов, уточнить литологический разрез, произвести корреляционную оценку механических свойств и относительной просадочности, определить несущую способность свай. Порядок проведения испытаний, применяемое оборудование и способы обработки результатов зондирования регламентированы соответствующими нормативными документами [28].

Статическое зондирование, которое получило наибольшее применение, осуществляется путем непрерывного вдавливания в грунт со скоростью около 0,5 м/мин стандартного зонда диаметром 36 мм, имеющего наконечник такого же диаметра (F = 10 см²) в виде конуса с углом при вершине 60°. По результатам испытания определяется удельное сопротивление грунта конуса зонда р_q и сопротивление грунта по боковой поверхности зонда р_θ или на участке длиной 310 мм, непосредственно примыкающем к конусу р_f. По значению p_q (10⁵ Па), согласно работе [28], определяются ориентировочные значения нормативного угла внутреннего трения песков и нормативного модуля деформации Е (10⁵ Па), который вычисляется соответственно для песчаных и глинистых грунтов по формулам

(2.6)

Статическое зондирование позволяет также определять прочностные характеристики глинистых грунтов на основе установленных корреляционных связей р_q с параметрами с и φ [29, с. 110—111].

Для статического зондирования-применяются серийно выпускаемые в нашей стране станции пенетрационного каротажа (СПК) конструкции института ВСЕГИНГЕО, установки института Фундаментпроект С-979, СП-59 и СП-72, смонтированные соответственно на полуприцепе, на базе колесного трактора Т-16М и на базе автомобиля ЗИЛ-157, а также установка НИИпромстроя С-832М на базе шасси автомобиля ЗИЛ-131. Особенностью установки С-832М является возможность раздельной автоматической записи на диаграммных лентах показаний лобового p_q и бокового р_f сопротивлений грунта. Эта установка также снабжена специальным стабилизирующим устройством, позволяющим, кроме показаний в процессе непрерывного погружения зонда, получать дополнительную информацию о сопротивлении грунта при равновесном состоянии зонда, когда усилия, вдавливающие зонд, уравновешиваются сопротивлением грунта и скорость погружения зонда стремится к нулю. В этом случае скорость погружения зонда может быть приближена к скорости осадок реальных зданий и сооружений, а снимаемые при таком методе зондирования показания носят название стабилизированных.

Статическое зондирование для оценки просадочных свойств оснований базируется на установлении степени снижения прочностных свойств грунта от замачивания K_З. Методика НИИ оснований и подземных сооружений [30; 31, с. 27] предусматривает использование зонда специальной конструкции, который при раздельном фиксировании лобового и бокового сопротивлений обеспечивает возможность пропуска воды для замачивания. При этом значение K_З устанавливается по отношению замеренных в одной и той же точке зондирования значений сопротивления конуса зонда при природной влажности грунта и грунта в водонасыщенном состоянии. Относительная просадочность определяется по корреляционной зависимости δ_пр = f(K_З), которая аппроксимируется линейными уравнениями, достаточно близкими для различных районов страны.