Полевые испытания грунтов пенетрацией

3.40. Метод полевого испытания грунтов в скважине падающим снарядом следует применять в сочетании с другими видами инженерно-геологических исследований грунтов для проведения следующих работ:

выделения инженерно-геологических элементов (границы распространения грунтов различного состава и состояния);

определения степени однородности грунтов по площади и глубине;

определения глубины залегания кровли скальных, крупнообломочных и вечномерзлых грунтов;

приближенного определения силы предельного сопротивления грунта под сваей;

приближенного определения степени уплотнения и упрочнения во времени искусственных грунтов;

выбора мест расположения опытных площадок для детального изучения физико-механических свойств грунтов; оценки коэффициента сжимаемости (уплотнения) и модуля деформации грунтов в естественном залегании.

3.41. В комплект оборудования станков ударно-канатного типа входят: УГБ-50А, БУКС-ЛГГ, Д-6-15, Д-5-25, УПБ-15 с тросом диаметром до 9 мм при массе штанги до 70 кг и до 13 м при массе штанги больше 150 кг; буровая штанга - одно- или двухметровая диаметром 60 или 70 мм; буровая гильза для проходки скважин с внутренней конусностью диаметром 108 и 127 мм [29]; буровая гильза для проходки скважин с наружной конусностью диаметром 108 и 127 мм [29]; пенетрометр ПБ-1 (рис. 6), этот прибор включает в себя: переходник на буровую штангу диаметром 70 мм; корпус диаметром 36 мм и длиной одного звона 100 мм (на корпусе на расстоянии 2 мм от торца установлен стопорный болт диаметром 3 мм, выступающий наружу корпуса на 3 мм. На корпусе нанесена метрическая шкала; через 10 мм на 1/3 диаметра глубина паза 0,2 мм, через 5 мм на 1/6 диаметра глубина паза 0,1 мм; поверхность корпуса отшлифована); конус диаметром основания 36 мм с углом при вершине 30°; упорное кольцо с цилиндром с внешним диаметром кольца 60 мм, внутренним - 36,6 мм, толщиной 2 мм; цилиндр высотой (с толщиной кольца) 20 мм, толщиной стенки 2 мм (внутренний диаметр тот же, что и диаметр кольца); фиксатор с внешним диаметром 56 мм, внутренним - 38 мм, высотой 20 мм, на внутренней стороне кольца имеется паз для размещения листовой пружины.

3.42. Бурение скважин следует осуществлять толстостенной буровой гильзой с внутренней конусностью. Такой гильзой осуществляют наиболее быстрое углубление скважины. Недостатком подготовки к испытанию при проходке является уплотнение грунтов на забое скважины.

Для подготовки ненарушенного забоя скважины за 0,5 - 1 м до намеченной глубины испытания толстостенную буровую гильзу следует сменить на тонкостенную и осуществлять проходку, контролируя высоту падения инструмента над забоем. После подготовки забоя сменить тонкостенную гильзу на пенетрометр ПБ-1. Поставить опорное кольцо и фиксатор на стопорный болт.

Пользоваться желонкой для подготовки забоя не допускается.

3.43. Следует различать испытания в структурно-неустойчивых и обычных грунтах. Испытания в структурно-неустойчивых грунтах осуществляют путем плавного опускания снаряда на забой без его падения. При слабом провисании троса задержать инструмент на забое 1 мин. Плавно извлечь снаряд на поверхность и взять отсчет по нижнему торцу фиксатора.

Рекомендуется в структурно-неустойчивых грунтах пользоваться буровой штангой со звеном длиной 1 м, варьируя погружение снаряда с одним звеном, двумя и тремя звеньями; в обычных грунтах производить испытания при сбрасывании двухзвенной штанги с высоты 0,5, 1 и 1,5 м. При этом строят график зависимости глубины погружения снаряда от затрачиваемой на это работы. Последнюю определяют как произведение массы буровой штанги на глубину погружения снаряда.

Рис. 8. Пенетрометр ПБ-1:

1 - переходник на буровую штангу; 2 - корпус; 3 - упорное кольцо с цилиндром; 4 - цилиндр; 5 - фиксатор; 6 - конус

Испытания повторяют не менее трех раз. При этом точки должны лежать примерно на прямой, проходящей под углом около 45°. При значительном отличии следует проверить оборудование, подготовительные операции, а испытания считать неприемлемыми для получения коэффициента сжимаемости и модуля деформации.

Перед каждым испытанием и после него следует пенетрометр ПБ-1 привести в первоначальное состояние, а на поверхность корпуса обязательно нанести тонкий слой автола.

Если при испытании в глинистых грунтах скважина полностью не осушена, то необходимо с корпуса пенетрометра ПБ-1 снять опорное кольцо, поставить фиксатор на стопорный болт, а при замерах глубины погружения учитывать отсутствие опорного кольца; обязательно фиксировать уровень воды в скважине, а массу штанги следует уменьшить.

3.44. Коэффициент сжимаемости следует вычислять по формуле

а_n = V/A_ш, (16)

где a_n - коэффициент сжимаемости полевой, МПа^-1;

V - объем полости, образуемый при погружении пенетрометра в грунт, м³;

A_ш - работа, развиваемая штангой, при погружении пенетрометра, Дж.

Объем полости равен объему погруженной части корпуса плюс объем конуса.

Работу, производимую штангой, следует вычислять по формуле

А_ш = Ph, (17)

где Р - вес штанги, Н;

h - глубина погружения пенетрометра в грунт ниже забоя, м.

Модуль деформации следует определять по формуле

E_n = (1 + e)b/a_n, (18)

где E_п - модуль деформации полевой, МПа;

е - коэффициент пористости грунта;

b - коэффициент Пуассона.

Приложение

Рекомендуемое

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: