2.3. Дополнительные инженерно-геологические изыскания (ч. 2)

При статическом зондировании по методике НИИпромстроя [32, с. 24—27; 31—33] без проведения предварительного замачивания можно установить как склонность грунта к просадке, так и величину относительной просадочности. При отношении χ стабилизированных показаний сопротивления зонда по боковой поверхности fст к соответствующим показаниям при непрерывном погружении tv, большим 0,7, грунты обладают просадочными свойствами. Между величинами χ и δпр выявлена достаточно тесная корреляционная связь линейного характера. Исследованиями НИИпромстроя также установлена линейная корреляционная связь КЗ = fпр). В этом случае КЗ характеризует отношение лобовых сопротивлений грунта естественной влажности и предварительно замоченного через дренажную скважину, т.е. по результатам зондирования в двух точках.

Статическое зондирование в стесненных условиях может осуществляться переносной портативной залавливающей установкой, входящей в комплекс приборов полевой лаборатории ПЛГ конструкции ПНИИИСа Госстроя СССР и Калининского политехнического института.

Оценка грунтов на отметке подошвы фундаментов и на некоторой глубине может производиться также с помощью пенетрационных испытаний [31]. Для пенетрации используется наконечник — конус с углом при вершине 30° весом 3H. За критерий оценки принимается удельное сопротивление пенетрации Рп, вычисляемое путем деления вертикального усилия вдавливания Р на квадрат глубины погружения конуса h2. Пенетрационные испытания рекомендуется проводить [31, с. 25] для сравнительной оценки прочности глинистых грунтов. По данным В.Ф. Разоренова [33, с. 67—74], пенетрационные испытания, совмещенные с испытаниями в приборах одноосного сжатия позволяют определять угол внутреннего трения φ песчаных грунтов, а также удельное сцепление c и угол φ глинистых грунтов.

Оценка просадочных свойств с помощью пенетрации производится путем зондирования как грунта естественной влажности, так и грунта, замоченного на глубину 15—20 см. Пенетрация в обоих случаях производится на глубину 10 см в 10 точках с определением среднего значения удельного сопротивления пенетрации. Последнее имеет корреляционную связь со значением относительной просадочности δпр [30].

Сжимаемость грунтов при полевых испытаниях определяют, как правило, в скважинах (штампом площадью 600 см2 и прессиометром), а при лабораторных — в компрессионных приборах, приборах трехосного сжатия и стабилометрах.

Установка для испытаний в скважинах на глубине до 20 м (рис. 2.6, а) включает штамп 7, стойку из труб 2 диаметром 169—219 мм, помещенных внутри обсадной трубы 3 диаметром 325 мм, домкрат 4, упирающийся в балку 5, и две сваи 6. В процессе испытания необходимо поддерживать заданное значение давления на грунт, что достигается систематической подкачкой масла в домкрат либо применением электрических или пневматических компенсационных устройств. Показанная на рис. 2.6, б канатно-рычажная установка КРУ-600 конструкции треста УралТИСИЗ обеспечивает поддержание заданной нагрузки в течение всего периода испытания. Установка имеет раму 7, которая опирается на балки 5, закрепленные на анкерных сваях 6. На раме располагается уравновешенный загрузочный рычаг 8 с соотношением плеч 1 : 30. Одно плечо рычага передает усилие на стойку 2 через канат, а второе, снабженное сегментом 9, предназначено для укладки тарированного груза массой до 150 кг. Осадки штампа обычно измеряют в двух диаметрально противоположных точках прогибомерами, которые устанавливают на брусьях реперной установки и приводят в движение стальной проволокой диаметром 0,3—0,5 мм.

Схема установки для испытаний сжимаемости грунтов в скважинах-дудках
Рис. 2.6. Схема установки для испытаний сжимаемости грунтов в скважинах-дудках
а — штамп с анкерными сваями; б — канатно-рычажная установка КРУ-600

При испытаниях глинистых грунтов твердой и полутвердой консистенции, а также песчаных грунтов, залегающих выше уровня грунтовых вод, применяют жесткий штамп со сплошной подошвой. Фильтрующий (перфорированный) штамп используют при испытании более мягких глинистых грунтов, залегающих выше уровня грунтовых вод. При испытании слабых грунтов, у которых возможно вспучивание дна при проходке скважины (глинистых текучей консистенции, песчаных, расположенных ниже уровня грунтовых вод), применяется специальный штамп, совмещенный с зачистителем. Штамп (см. рис.2.6, а) имеет раскрывающиеся лопасти для зачистки забоя путем вращения и емкость для складирования извлекаемого при зачистке забоя грунта. При установке штампа ниже уровня грунтовых вод в скважине постоянно поддерживается столб воды, превышающий на 1—2 м отметку уровня грунтовой воды.

Проходка скважины в устойчивых грунтах при отсутствии грунтовых вод допускается без крепления стенок обсадными трубами. В этом случае диаметр скважины принимается 298 или 325 мм. В неустойчивых грунтах диаметр скважины принимается 348 мм для обеспечения возможности установки в процессе бурения обсадных труб с наружным диаметром 325 мм. Участок скважины с глубины на 1—2 м выше отметки испытания проходят только вращательным бурением; последний участок углубляют на 2 см зачистителем.

Швец В.Б., Феклин В.И., Гинзбург Л.К. Усиление и реконструкция фундаментов