§ I.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОЙСТВ ГРУНТОВ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ И ПРИМЕНЯЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ (ч. 2)

I.2.4. Динамическое зондирование грунтов

Метод динамического зондирования используется для оценки положения границ между слоями грунта различного состава и состояния (рис. I-4), степени однородности грунтов и как косвенный метод для получения характеристик грунта.

Результаты динамического зондирования могут быть выражены осадкой зонда от определенного количества ударов, количеством ударов, необходимым для погружения зонда на определенную глубину (например, 10 см), или в виде динамического сопротивления грунта погружению конического наконечника в МПа [4, 49, 52].

Справочные данные для определения характеристик грунтов в зависимости от величины динамического сопротивления Р_д погружению конуса приведены в табл. I-7 и I-8.

Таблица I-8

Модули деформации и углы внутреннего трения песчаных грунтов по данным динамического зондирования

Значения модулей деформации глинистых грунтов могут быть определены по формуле

Динамическое зондирование проводится главным образом установкой УБП-15М конструкции Гипропроекта. Применяется также приставка к буровому станку УГБ-50А, созданная ПНИИИС, и др.

I.2.5. Испытания грунтов на сдвиг

Метод испытания грунтов на сдвиг применяют для определения общего сопротивления грунтов сдвигу τ и параметров сдвига — угла внутреннего трения φ и удельного сцепления с, используемых при проектировании оснований фундаментов.

Испытания на сдвиг в шурфах проводят методами раздавливания призмы грунта, сдвигом целика в заданной плоскости, обрушением и выпиранием массива грунта (Рис. I-5).

Метод раздавливания открытой с четырех сторон призмы грунта предназначен для определения τ и применяется для суглинков и глин твердой и пластичной консистенции. Метод является упрощенным. Сопротивление сдвигу τ принимается равным половине предела прочности на сжатие.

Сдвиг в заданной плоскости целика грунта в виде свободной призмы или грунта, заключенного в специальную обойму, используется для песчаных, глинистых и крупнообломочных грунтов любой влажности и консистенции. Расчет параметров φ и c производится на основе не менее двух испытаний с различной нормальной нагрузкой.

Выпирание и обрушение грунта производят в песчаных, глинистых и крупнообломочных грунтах при характеристиках их состояния, обеспечивающих способность грунта сохранять вертикальный откос.

Значения φ и c вычисляют на основе рассмотрения условий предельного равновесия выпираемого и обрушаемого клина.

Универсальные установки для испытания грунтов на сдвиг в шурфах разработаны уральскими организациями (УПИ, Уральским Промстройниипроектом, УралТИСИЗом). Для испытаний на сдвиг в заданной плоскости имеются установки Фундаментпроекта и ПНИИИС.

Испытания грунтов на сдвиг в скважинах производят вращением наконечника с лопастями. При вращении грунт срезается по цилиндрической поверхности. По величине сдвигающего момента определяют сопротивление сдвигу τ.

Для сдвига грунта лопастными приборами применяются: зондовый сдвигомер — крыльчатка СК-8 конструкции Калининского политехнического института, лопастной прибор Фундаментпроекта, установка УИГС-2 ЦНИИС, установка УПИ с приложением нормального к поверхности среза давления и др.

I.2.6. Радиоизотопные методы определения свойств грунтов

Для определения объемной массы и влажности грунтов применяются радиоизотопные методы. Это косвенные методы, данные которых могут быть использованы после проведения тарировочных испытаний. В то же время радиоизотопные методы являются чрезвычайно эффективными, так как позволяют определять объемную массу и влажность во много раз быстрее по сравнению с прямыми методами.

Применяемые для этой цели приборы позволяют устанавливать плотность поверхностного слоя грунта на глубину до 50 см (гамма-плотномеры ПГП-1, ГП-1, ГП-0-50) и плотность грунта в скважинах на различных глубинах (гамма-плотномер ГГП-1). Для измерения влажности используется нейтронный индикатор влажности НИВ-1. Указанные приборы серийно выпускаются узбекским республиканским объединением «Узпромэнерго».

I.2.7. Исследование фильтрационных свойств грунтов

Основными методами исследований являются опытные откачки, наливы и нагнетания.

Опытные откачки из скважин применяются для определения коэффициента фильтрации и дебита водоносных пластов. Опытные наливы в скважины и шурфы применяются для приближенного нахождения коэффициента фильтрации грунтов, залегающих выше уровня грунтовых вод. Опытные нагнетания в скважины производятся, для установления коэффициента фильтрации трещиноватых скальных грунтов. Наиболее достоверные сведения о коэффициенте фильтрации и водоотдаче грунтов и удельном дебите скважин дают опытные откачки.

Для глубинных опытных откачек применяют следующие водоподъемники: центробежные с погруженными электродвигателями (ЭЦВ, ЭПН, АП, АПВ, ЭПЛ, ЭЦНВ, УЭЦВ); эрлифтные с компрессорами (КС-9, ЗИФ-55, ДК-9, ЗИФ-ВКС-5 ПКС-5); погружные поршневые с приводными лебедками (КЦ-8, НК-1, НДК); поршневые буровые насосы. Наибольшую производительность (100 м³/ч и более) имеют центробежные и эрлифтные водоподъемники. Из поверхностных наиболее часто применяют следующие водоподъемники: насосы консольного типа К, КМ (ЧК-12, ЭК-9, ГКМ-6, ЧК-18); центробежные самовсасывающие (С, НЦС); грязевые (ЗИФ-200/400 к станку СБУД, ГНОМ).