к. 50 Основания и фундаменты зданий и сооружений



		

ГОСТ 12071-2000

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

 

ГРУНТЫ
ОТБОР, УПАКОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ
И ХРАНЕНИЕ ОБРАЗЦОВ

 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, ТЕХНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ
И СЕРТИФИКАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
(МНТКС)

Москва

 

Предисловие

1. РАЗРАБОТАНГосударственным Федеральным унитарным предприятием "Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве" (ПНИИИС) Госстроя России.

ВНЕСЕН Госстроем России

2. ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 6 декабря 2000 г.

За принятие стандарта проголосовали:

Наименование государства

Наименование органа государственного управления строительством

Азербайджанская Республика

Госстрой Азербайджанской Республики

Республика Армения

Министерство по координации, территориальному управлению и градостроительной деятельности  Республики Армения

Республика Казахстан

Казстройкомитет Республики Казахстан

Кыргызская республика

Государственный Комитет по архитектуре и строительству при Правительстве Кыргызской Республики

Российская Федерация

Госстрой России

Республика Таджикистан

Комархстрой Республики Таджикистан

Республика Узбекистан

Госархитектстрой Республики Узбекистан

Украина

Госстрой Украины

3. ВЗАМЕН ГОСТ 12071-84

4. ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 июля 2001 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 20 декабря 2000 г. № 129.

Содержание

1.

Область применения

2.

Нормативные ссылки

3.

Определения

4.

Общие положения

5.

Оборудование и материалы

6.

Отбор образцов грунта нарушенного сложения

7.

Отбор монолитов

8.

Упаковка образцов

9.

Транспортирование и хранение образцов

Приложение А.

Размеры и масса образцов для лабораторных испытаний грунтов

Приложение Б.

Минимальные размеры монолитов грунта, отбираемых из буровых скважин

Приложение В.

Виды бурового инструмента для отбора образцов грунта нарушенного сложения из скважин

Приложение Г.

Основные типы грунтоносов

 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГРУНТЫ
Отбор, упаковка, транспортирование
и хранение образцов

SOILS
Sampling, packing, transportation and keeping of samples

Дата введения 2001-07-01

1. Область применения

Настоящий стандарт распространяется на все грунты и устанавливает требования к отбору, упаковке, транспортированию и хранению образцов грунтов при производстве инженерно-геологических изысканий для строительства.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2488-79 Церезин. Технические условия.

ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.

ГОСТ 12248-96 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости.

ГОСТ 12536-79 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава.

ГОСТ 22733-77 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности.

ГОСТ 23161-78 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик просадочности.

ГОСТ 23683-89 Парафины нефтяные твердые. Технические условия.

ГОСТ 23740-79 Грунты. Методы лабораторного определения содержания органических веществ.

ГОСТ 24143-80 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки.

ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация.

ГОСТ 26263-84 Грунты. Метод лабораторного определения теплопроводности мерзлых грунтов.

ГОСТ 30416-96 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения.

3. Определения

В настоящем стандарте использованы следующие термины с соответствующими определениями.

Бороздовый метод отбора образцов грунта - отбор образцов грунта нарушенного сложения, устойчивого в стенках горных выработок, посредством проходки борозды, как правило, шириной 10-20 см и глубиной 5-10 см с целью получения необходимой массы образца.

Грунтонос - устройство для отбора образцов грунта ненарушенного сложения.

Двойная колонковая труба - колонковая труба с концентрически соединенными внутренней и наружной трубами, предназначенная для предохранения керна (образца) от размыва и истирания.

Керн - образец (столбик) грунта, образующийся в результате кольцевого разрушения грунта забоя скважины.

Колонковый набор - буровой инструмент, предназначенный для кольцевого разрушения грунта, приема и сохранения керна.

Колонковая труба - часть колонкового набора, предназначенная для приема и сохранения керна.

Образец грунта нарушенного сложения - представительная масса грунта, в которой при отборе из массива грунта изменились естественное сложение и (или) влажность грунта.

Образец грунта ненарушенного сложения (монолит) - образец грунта определенной формы, в котором при отборе из массива грунта сохраняются ненарушенное сложение и влажность грунта.

Породоразрушающий инструмент - часть колонкового набора, которая непосредственно разрушает грунт при бурении скважины.

Точечный метод отбора образцов грунта - отбор образцов грунта нарушенного или ненарушенного сложения (монолита) из точки массива грунта.

Остальные термины, применяемые в настоящем стандарте, - по ГОСТ 25100 и ГОСТ 30416.

4. Общие положения

4.1. Отбор образцов грунта нарушенного или ненарушенного сложения (монолитов) следует осуществлять в зависимости от свойств грунта и целевого назначения инженерно-геологических работ.

4.2. Образцы грунта отбирают из зачищенных забоя и стенок горных выработок (шурфов, котлованов, буровых скважин и т.п.), естественных и искусственных обнажений и дна акваторий.

4.3. Монолиты сразу после отбора должны быть ориентированы (отмечают верх монолита).

4.4. Размеры образцов и их число должны быть достаточными для выполнения необходимого комплекса лабораторных работ по определению состава, состояния и свойств грунта и отвечать требованиям соответствующих стандартов на методы определения характеристик грунтов (приложение А).

4.5. Минимальные размеры монолитов, отбираемых из открытых горных выработок, должны быть 100´100´100 мм, а из буровых скважин - по приложению Б.

4.6. Горны выработки, из которых производят отбор образцов, должны быть защищены от проникновения поверхностных вод и атмосферных осадков, а в зимнее время - от промерзания.

4.7. Горные выработки для отбора образцов мерзлого грунта необходимо проходить без предварительного протаивания грунта и при условии предохранения места отбора образцов от протаивания и подтока надмерзлотных вод.

4.8. Образцы мерзлого грунта необходимо отбирать при отрицательной температуре окружающего воздуха, в теплое время года - при условии их немедленной теплоизоляции и доставки в хранилище с отрицательной температурой воздуха.

5. Оборудование и материалы

5.1. Для отбора образцов грунта нарушенного сложения из открытых горных выработок (шурф, дудка, канава и т.д.) используют лопату, нож, зубило, молоток, лом и пр., а также пробоотборники различных конструкций.

5.2. Для отбора монолитов из открытых горных выработок используют лопату, нож, режущие кольца и грунтоносы разного типа.

5.3. Для отбора образцов грунта нарушенного сложения из буровых скважин в зависимости от вида грунта и его состояния применяют буровой инструмент в соответствии с приложением В.

5.4. Для отбора монолитов из буровых скважин используют одинарные и двойные колонковые трубы, виброзонды или грунтоносы в соответствии с приложением Г.

5.5. Внутренний диаметр башмака грунтоноса должен превышать внутренний диаметр рабочих колец лабораторных приборов на общую толщину нарушенной периферийной зоны образца (приложение Б).

5.6. Для упаковки образцов грунта нарушенного сложения применяют тару, обеспечивающую сохранение мелких частиц грунта (мешочки из синтетической пленки, плотной ткани или водостойкой бумаги); для образцов, требующих сохранения природной влажности, применяют металлические коррозионно-стойкие или пластмассовые банки с герметически закрывающимися крышками.

5.7. Для упаковки монолитов тару следует изготовлять из коррозионно-стойких материалов (парафинированная бумага, пластмасса и т.п.).

5.8. Для изоляции монолитов применяют парафин нефтяной марки НВ 56-58 по ГОСТ 23683 с добавкой 35-50 % (по массе) гудрона, марлю, изоляционную ленту.

Примечание - Допускается для изоляции монолитов применять вместо смеси парафина с гудроном заменители: смесь 60 % парафина, 25 % воска, 10 % канифоли и 5 % минерального масла или смесь 37,5 % воска, 37,5 % канифоли, 25 % окиси железа; церезин по ГОСТ 2488.

6. Отбор образцов грунта нарушенного сложения

ГОСТ 12071-2000 ГРУНТЫ ОТБОР, УПАКОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ ОБРАЗЦОВ

		

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ
ОТБОР, УПАКОВКА,
ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ ОБРАЗЦОВ

ГОСТ 12071-84

ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

Отбор, упаковка, транспортирование
и хранение образцов

Soils. Sampling, packing, transportation and
keeping of samples

ГОСТ
12071-84

Взамен
ГОСТ 12071-72

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 20 сентября 1984 г. № 166 срок введения установлен

с 01.07.85

Настоящий стандарт распространяется на грунты всех типов и устанавливает требования к отбору, упаковке, транспортированию и хранению образцов при исследованиях грунтов для строительства.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Образцы грунта отбирают ненарушенного (монолит) или нарушенного сложения при сохранении природного гранулометрического состава.

1.2. Образцы грунта отбирают из зачищенных участков горных выработок (шурфов, котлованов, буровых скважин и т.п.) и дна акваторий.

1.3. Монолиты должны быть ориентированы (отмечают верх монолита).

1.4. Горные выработки должны быть зачищены от проникновения поверхностных вод и атмосферных осадков, а в зимнее время - от промерзания.

1.5. Монолиты мерзлого грунта отбирают при отрицательной температуре окружающего воздуха или в теплое время года при условии немедленной их теплоизоляции или доставки в хранилище с отрицательной температурой воздуха.

1.6. Горные выработки для отбора монолитов мерзлого грунта необходимо проходить без предварительного протаивания грунта и при условии предохранения места отбора монолита от протаивания и подтока надмерзлотных вод.

1.7. Монолиты мерзлого грунта, предназначенные для определения механических характеристик, отбирают в соответствии с требованиями ГОСТ 24586-90.

1.8. Количество и размеры образцов грунта должны быть достаточными для проведения комплекса лабораторных испытаний, установленного программой исследований.

2. ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ

2.1. Образцы нарушенного сложения отбирают с помощью ножа, лопаты и пр., а также с помощью буровых наконечников при бурении скважин.

2.2. Монолиты отбирают с помощью ножа, лопаты, режущих колец и пр., а также с помощью грунтоносов.

2.3. Грунтоносы должны обеспечивать отбор монолитов с природной влажностью диаметром (стороной), достаточным для вырезания образцов грунта с размерами, определяемыми оборудованием для испытаний грунта.

При этом следует учитывать наличие нарушенной периферийной зоны монолита, толщину которой принимают равной 3 мм для грунтов с жесткими структурными связями, 20 мм - для крупнообломочных грунтов, 10 мм - для песчаных и пылевато-глинистых грунтов с показателем текучести IL менее 0,75, 5 мм - для пылевато-глинистых грунтов при ILболее 0,75.

2.4. Для упаковки образцов нарушенного сложения применяют тару, обеспечивающую сохранение мелких частиц грунта (обычно мешочки из синтетической пленки, плотной материи или водостойкой бумаги), а также металлические коррозионностойкие или пластмассовые банки с герметически закрывающимися крышками.

2.5. Для упаковки монолитов тару изготовляют из коррозионностойких материалов (парафинированная бумага, пластмасса и т.п.).

2.6. Для изоляции монолитов применяют парафин с добавкой 35-50% (по массе) гудрона.

Примечание. Допускается для изоляции монолитов применять вместо смеси парафина с гудроном заменители, обладающие достаточными свойствами изоляции и пластичности: смесь 60% парафина, 25% воска, 10%-канифоли и 5% минерального масла или смесь 37,5% воска, 37,5% канифоли, 25% окиси железа; церезин по ГОСТ 2488-79.

3. ОТБОР ОБРАЗЦОВ ГРУНТА

3.1. Отбор образцов грунта нарушенного сложения

3.1.1. Образцы грунта с жесткими структурными связями отбирают взрывным способом или при бурении скважин с помощью буровых наконечников.

3.1.2. Образцы трещиноватого грунта с жесткими структурными связями, а также грунта без жестких структурных связей отбирают из горных выработок и со дна акваторий с помощью буровых наконечников при бурении скважин, ножа, лопаты и пр.

3.1.3. Для отбора образцов немерзлого водонасыщенного грунта, для которых не требуется сохранение природной влажности, бурение скважин колонковым способом допускается производить с применением глинистого раствора плотностью не менее 1200 кг/м3 (1,2 г/см3).

Для отбора образцов грунта, для которых требуется сохранение природной влажности, бурение скважин необходимо производить без применения промывочной жидкости и без подлива в них воды, с пониженным числом оборотов бурового инструмента, а для отбора образцов мерзлого грунта, кроме того, с укороченной длиной рейса до 0,3 м и частотой вращения бурового инструмента не более 60 об/мин.

Для отбора образцов мерзлого грунта бурение скважин допускается производить с продувкой воздухом, охлажденным до отрицательной температуры.

3.1.4. Из переслаивающихся грунтов без жестких структурных связей, имеющих толщину каждого слоя, прослоя или линзы менее 5 см, образцы допускается отбирать бороздовым способом.

3.2 Отбор монолитов

3.2.1. Монолиты, у которых сохраняется форма без жесткой тары, отбирают с помощью ножа, лопаты и пр. в виде куска грунта (обычно в форме куба или параллелепипеда). При отборе монолита не допускается нарушение сложения грунта.

3.2.2. Монолиты, у которых сохраняется форма без жесткой тары, отбирают методом режущего кольца по ГОСТ 5180-84. Внутренний диаметр режущего кольца определяют с учетом требований п. 2.3. Высота кольца должна быть не менее одного диаметра.

3.2.3. Монолиты трещиноватого грунта с жесткими структурными связями, а также крупнообломочного грунта допускается отбирать способом насаживания тары на образец.

3.2.4. При отборе монолитов из скважин с помощью грунтоноса без применения специальных средств, исключающих трение между ним и монолитом, максимальная длина рейса грунтоноса не должна превышать 2,0 м для грунтов с жесткими структурными связями, 1,5 м - для крупнообломочных грунтов и 0,7 м - для песчаных и пылевато-глинистых грунтов.

Высота монолита должна быть не менее его диаметра.

3.2.5. Отбор из скважин монолитов грунта с жесткими структурными связями, не разрушающихся от воздействия промывочной жидкости и от механического воздействия бурового инструмента, следует производить с применением одинарных колонковых труб, а монолитов остальных грунтов этого класса - двойными колонковыми трубами с внутренней невращающейся в процессе отбора монолита трубой.

В качестве промывочной жидкости при отборе монолитов одинарными колонковыми трубами допускается использовать воду или глинистый раствор.

При отборе монолитов двойными колонковыми трубами необходимо применять глинистый раствор и соблюдать следующий режим бурения:

осевая нагрузка                    6-10 кН (0,6-1,0 тс)

частота вращения                 менее 100 мин-1

3.2.6. Монолиты немерзлых грунтов без жестких структурных связей отбирают в процессе бурения скважин без применения промывочной жидкости и без подлива в них воды, с перекрытием водоносных горизонтов и неустойчивых грунтов.

3.2.7. Монолиты немерзлых плотных и средней плотности песчаных грунтов, а также пылевато-глинистых грунтов твердой и полутвердой консистенции отбирают с помощью обуривающих грунтоносов.

Обуривающий грунтонос должен быть оборудован внутренним невращающимся стаканом (грунтоприемной гильзой). Частота вращения грунтоноса при отборе монолита не должна превышать 60 об/мин, осевая нагрузка на грунтонос - не более 1 кН (0,1 тс).

Монолиты немерзлых твердых и полутвердых пылевато-глинистых непросадочных грунтов допускается отбирать с помощью забивных грунтоносов.

3.2.8. Монолиты немерзлых пылевато-глинистых грунтов тугопластичной консистенции отбирают с помощью вдавливаемых тонкостенных цилиндрических грунтоносов с толщиной стенки не более 3 мм погружаемых со скоростью не более 2 м/мин.

Башмак грунтоноса должен иметь заостренный снаружи под углом 10° нижний край, а внутренний диаметр башмака должен быть на 2 мм меньше внутреннего диаметра грунтоприемной гильзы.

3.2.9. Монолиты немерзлых рыхлых песчаных грунтов, а также пылевато-глинистых грунтов мягкопластичной, текучепластичной и текучей консистенции отбирают с помощью вдавливаемых цилиндрических или прямоугольных грунтоносов с частично или полностью перекрываемым входным отверстием, погружаемых со скоростью не более 0,5 м/мин.

Внутренний диаметр (сторона) башмака грунтоноса должен быть на 0,5-1,0 мм меньше внутреннего диаметра (стороны) грунтоприемной гильзы.

3.2.10. Для грунтов без жестких структурных связей допускается применение поршневых грунтоносов с отбором монолитов в гильзы или рукава.

3.2.11. Монолиты мерзлого грунта отбирают с помощью бурового инструмента, обеспечивающего ненарушенное сложение и сохранение мерзлого состояния грунта.

Отбор монолитов мерзлого грунта следует производить с соблюдением требований п. 3.1.3.

4. УПАКОВКА ОБРАЗЦОВ

4.1. Образцы грунта нарушенного сложения, для которых не требуется сохранения природной влажности, укладывают в тару, обеспечивающую сохранение мелких частиц грунта (п. 2.4).

4.2. Образцы грунта нарушенного сложения, для которых требуется сохранение природной влажности, укладывают в тару с герметически закрывающимися крышками (п. 2.4).

Примечание. Образцы грунта нарушенного сложения, предназначенные для определения природной влажности, допускается укладывать в мешочки из синтетической пленки при условии взвешивания образцов немедленно после их отбора.

4.3. Вместе с образцом грунта нарушенного сложения внутрь тары укладывают этикетку (п. 4.6) завернутую в кальку, покрытую слоем парафина; вторую этикетку - наклеивают на тару. Содержание этикетки допускается надписывать на таре.

4.4. Монолиты грунта, отобранные без жесткой тары, необходимо немедленно изолировать от наружного воздуха способом парафинирования или намораживания.

Смесь парафина с гудроном, применяемая для изоляции монолитов, должна иметь температуру 55-60°С.

До парафинирования на верхнюю грань монолита следует положить этикетку, завернутую в кальку, покрытую парафином. Второй экземпляр этикетки, смоченной расплавленным парафином, необходимо прикрепить сверху запарафинированного монолита и также покрыть слоем парафина.

Монолиты мерзлого грунта допускается изолировать способом намораживания на них корки льда толщиной не менее 1 см. После каждого погружения в воду или обливания вода на поверхности монолита должна быть заморожена. Второй экземпляр этикетки необходимо прикрепить сверху монолита перед последним погружением или обливанием водой.

4.5. Монолиты грунта, отобранные в жесткую тару или помещенные в нее непосредственно после отбора, следует немедленно упаковать. Открытые торцы необходимо закрыть жесткими крышками с резиновыми прокладками. Если резиновые прокладки отсутствуют, места соединения крышки с тарой покрывают двойным слоем изоляционной ленты или заливают расплавленным парафином. До установки крышки на верхнюю грань монолита следует положить этикетку. Второй экземпляр этикетки прикрепляют на боковой поверхности жесткой тары.

4.6. На этикетке должны быть указаны:

а) наименование организации, производящей изыскания;

б) название или номер изыскательской партии (экспедиции);

в) наименование объекта (участка);

г) название выработки и ее номер;

д) глубина отбора образца;

е) наименование грунта по визуальному определению;

ж) должность и фамилия лица, производящего отбор образцов, и его подпись;

з) дата отбора образца.

Этикетки должны быть заполнены четко простым карандашом, исключающим возможность обесцвечивания или расплывания записей.

4.7. Образцы грунта, предназначенные для транспортирования в лаборатории, упаковывают в ящики.

Укладка монолитов грунта в ящик должна быть плотной, с заполнением свободного пространства между ними влажными (для монолитов немерзлого грунта) или сухими (для монолитов мерзлого грунта) древесными опилками, стружкой или аналогичными им по свойствам материалами.

При укладке монолиты отделяют от стен ящика слоем заполнителя толщиной 3-4 см и друг от друга слоем толщиной 2-3 см.

Под крышку ящика следует положить завернутую в кальку ведомость образцов. Ящики нумеруют, снабжают надписями: «Верх», «Не бросать» и «Не кантовать», а также адресами получателя и отправителя.

5. ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ ОБРАЗЦОВ

5.1. Монолиты грунта при транспортировании не должны подвергаться резким динамическим и температурным воздействиям.

5.2. Монолиты немерзлых грунтов, упакованные в ящики, следует транспортировать при положительной температуре окружающего воздуха, а монолиты мерзлых грунтов - при отрицательной температуре воздуха или транспортом, оборудованным холодильными камерами.

5.3. Упакованные образцы грунта, доставленные в лабораторию без документации, соответствующей требованиям пп. 4.6 и 4.7, принимать на хранение и производство лабораторных испытаний запрещается.

5.4. Упакованные образцы немерзлого грунта нарушенного сложения, для которых требуется сохранение природной влажности, а также упакованные монолиты следует хранить в помещениях или камерах, в которых соблюдаются следующие требования:

а) воздух в помещениях или камерах должен иметь относительную влажность 70-80% и температуру плюс 2-10°С при хранении монолитов и образцов немерзлого грунта;

б) воздух в помещениях или камерах должен иметь относительную влажность 80-90% и отрицательную температуру при хранении монолитов мерзлого грунта;

в) помещения или камеры, в которых хранятся монолиты, не должны подвергаться резким динамическим воздействиям;

г) на полках помещения или камеры монолиты размещают в один ярус таким образом, чтобы этикетки находились сверху;

д) монолиты не должны касаться друг друга и стоек полок;

е) монолит должен быть размещен на полке всей нижней поверхностью;

ж) на монолитах запрещается помещать какие-либо предметы.

5.5. Сроки хранения монолитов (с момента отбора до начала лабораторных испытаний) в помещениях или камерах, соответствующих требованиям п. 5.4, не должны превышать:

для немерзлых грунтов с жесткими структурными связями, маловлажных песчаных, а также пылевато-глинистых грунтов твердой и полутвердой консистенции - 3 мес;

для других разновидностей немерзлых грунтов - 1,5 мес.

5.6. Срок хранения упакованных монолитов (с момента отбора до начала лабораторных испытаний) при отсутствии помещений или камер, соответствующих требованиям п. 5.4, не должен превышать 15 сут.

5.7. Срок хранения упакованных образцов грунта нарушенного сложения, для которых требуется сохранение природной влажности (с момента отбора проб до начала лабораторных испытаний), не должен превышать 2 сут.

Примечание. Образцы, взвешенные немедленно после отбора, допускается хранить более 2 сут.

5.8. Монолиты грунта, имеющие повреждения гидроизоляционного слоя и дефекты упаковки или хранения, допускается принимать к лабораторным испытаниям только как образцы грунта нарушенного сложения.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения. 1

2. Оборудование и материалы.. 1

3. Отбор образцов грунта. 2

4. Упаковка образцов. 3

5. Транспортирование и хранение образцов. 4

 

ттт

ГОСТ 12071-84 ГРУНТЫ ОТБОР, УПАКОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ ОБРАЗЦОВ

		

ГОСТ 12248-96

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГРУНТЫ.

МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК
ПРОЧНОСТИ И ДЕФОРМИРУЕМОСТИ

МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, ТЕХНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ
И СЕРТИФИКАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ (МНТКС)

Москва

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Государственным предприятием Научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторско-технологическим институтом оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова (НИИОСП им. Н.М. Герсеванова) с участием Государственного дорожного научно-исследовательского института (Союздорнии), Производственного и научно-исследовательского института по инженерным изысканиям в строительстве (ПНИИИС), Акционерного общества «Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева» (АО ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева), Акционерного общества «Научно-исследовательский институт энергетических сооружений» (АО НИИЭС) Российской Федерации

ВНЕСЕН Минстроем России

2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 15 мая 1996 г.

За принятие проголосовали

Наименование государства

Наименование органа государственного управления строительства

Азербайджанская Республика

Госстрой Азербайджанской Республики

Республика Армения

Госупрархитектуры Республики Армения

Республика Беларусь

Минстройархитектуры Республики Беларусь

Республика Казахстан

Минстрой Республики Казахстан

Кыргызская Республика

Госстрой Кыргызской Республики

Республика Молдова

Минархстрой Республики Молдова

Российская Федерация

Минстрой России

Республика Таджикистан

Госстрой Республики Таджикистан

Республика Узбекистан

Госкомархитектстрой Республики Узбекистан

3 ВВЕДЕН ВЗАМЕН ГОСТ 12248-78, ГОСТ 17245-79, ГОСТ 23908-79, ГОСТ 24586-90, ГОСТ 25585-83, ГОСТ 26518-85

4 ВВЕДЕН в действие с 1 января 1997 г.. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Минстроя России от 1 августа 1996 г. № 15-86

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГРУНТЫ.

МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ
И ДЕФОРМИРУЕМОСТИ

SOILS.
LABORATORY METHODS FOR DETERMINING
THE STRENGTH AND STRAIN CHARACTERISTICS

Дата введения 1997-01-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости грунтов при их исследовании для строительства.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 9378-93 Образцы шероховатости поверхности (сравнения). Общие технические условия

ГОСТ 12536-79 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава

ГОСТ 23161-78 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик просадочности

ГОСТ 24143-80 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки

ГОСТ 25584-90 Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации

ГОСТ 30416-96 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения.

3 Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины.

Эффективное напряжение - напряжение, действующее в скелете грунта, определяемое как разность между полным напряжением в образце грунта и давлением в поровой жидкости.

Коэффициент фильтрационной cv и вторичной cα консолидации - показатели, характеризующие скорость деформации грунта при постоянном давлении за счет фильтрации воды (cv) и ползучести грунта (cα).

Ползучесть - развитие деформаций грунта во времени при неизменном напряжении.

Стадия незатухающей ползучести - процесс деформирования грунта с постоянной или увеличивающейся скоростью при неизменном напряжении.

Остальные термины, используемые в настоящем стандарте, приведены в ГОСТ 30416.

4 Общие положения

4.1 Настоящий стандарт устанавливает следующие методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости грунтов:

- одноплоскостного среза, одноосного сжатия, трехосного сжатия, компрессионного сжатия - для немерзлых грунтов;

- испытание шариковым штампом, одноплоскостного среза по поверхности смерзания, одноосного сжатия, компрессионного сжатия - для мерзлых грунтов.

Примечание - По специальному заданию могут применяться другие методы испытаний и конструкции приборов, обеспечивающие моделирование процесса нагружения грунта.

4.2 Общие требования к лабораторным испытаниям грунтов, оборудованию и приборам, лабораторным помещениям, способы изготовления образцов для испытаний приведены в ГОСТ 30416.

4.3 Для испытываемых грунтов должны быть определены физические характеристики по ГОСТ 5180: влажность (суммарная влажность для мерзлых грунтов), плотность, плотность частиц, влажность границ текучести и раскатывания, гранулометрический состав песков, а в необходимых случаях и глинистых грунтов по ГОСТ 12536, а также вычислены плотность сухого грунта, коэффициент пористости, коэффициент водонасыщения (степень заполнения объема пор льдом и незамерзшей водой), число пластичности и показатель текучести (для немерзлых грунтов).

Дополнительные необходимые характеристики грунтов приводятся в отдельных методах испытаний.

4.4 В процессе испытаний грунтов ведут журналы по формам, приведенным в приложении А.

5 Методы определения характеристик прочности и деформируемости немерзлых грунтов

5.1 МЕТОД ОДНОПЛОСКОСТНОГО СРЕЗА

5.1.1 Сущность метода

5.1.1.1 Испытание грунта методом одноплоскостного среза проводят для определения следующих характеристик прочности: сопротивления грунта срезу τ, угла внутреннего трения φ, удельного сцепления с для песков (кроме гравелистых и крупных), глинистых и органо-минеральных грунтов.

5.1.1.2 Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов грунта в одноплоскостных срезных приборах с фиксированной плоскостью среза путем сдвига одной части образца относительно другой его части касательной нагрузкой при одновременном нагружении образца нагрузкой, нормальной к плоскости среза. Для глинистых грунтов по специальному заданию может быть проведен повторный срез образца по фиксированной плоскости - срез «плашка по плашке».

Примечание - Не допускается испытывать грунты, выдавливаемые в процессе испытания в зазор между подвижной и неподвижной частями срезной коробки.

5.1.1.3 Сопротивление грунта срезу определяют как предельное среднее касательное напряжение, при котором образец грунта срезается по фиксированной плоскости при заданном нормальном напряжении. Для определения с и φ необходимо провести не менее трех испытаний при различных значениях нормального напряжения.

5.1.1.4 Испытания проводят по следующим схемам:

- консолидированно-дренированное испытание - для песков и глинистых грунтов независимо от их степени влажности в стабилизированном состоянии;

- неконсолидированно-недренированное испытание - для водонасыщенных глинистых и органо-минеральных грунтов в нестабилизированном состоянии и просадочных грунтов, приведенных в водонасыщенное состояние замачиванием без приложения нагрузки.

5.1.1.5 Для испытаний используют образцы грунта ненарушенного сложения с природной влажностью или в водонасыщенном состоянии или образцы нарушенного сложения с заданными значениями плотности и влажности (в том числе при полном водонасыщении), или образцы, отобранные из уплотненного массива, для искусственно уплотненных грунтов.

При этом образцы просадочных грунтов испытывают в водонасыщенном состоянии, а набухающих - при природной влажности.

Примечание - В необходимых случаях сопротивление сразу может определяться: для просадочного грунта при природной влажности или при влажности на границе раскатывания, если последняя превышает природную; для засоленного - на образцах предварительно выщелоченного грунта после стабилизации суффозионной осадки при заданном нормальном давлении; для набухающих грунтов - в условиях полного водонасыщения после стабилизации свободного набухания или набухания (уплотнения) при заданном нормальном давлении; для насыпных грунтов - при их максимальной, требуемой или достигаемой плотности.

5.1.1.6 Образцы должны иметь форму цилиндра диаметром не менее 70 мм и высотой от 1/3 до 1/2 диаметра.

Примечание- Для однородных глинистых грунтов (без включений) допускается при испытаниях в полевых лабораториях уменьшать диаметр образца до 56 мм.

5.1.2 Оборудование и приборы

5.1.2.1 В состав установки для испытания грунта методом одноплоскостного среза должны входить:

- срезная коробка, состоящая из подвижной и неподвижной частей и включающая рабочее кольцо с внутренними размерами по 5.1.1.6, жестких сплошного и перфорированного штампов;

- механизм для вертикального нагружения образца;

- механизм создания касательной нагрузки;

- устройства для измерения деформаций образца и прикладываемой нагрузки.

Примечание - Для испытания образца песчаных грунтов применяют срезную коробку с нижней подвижной частью.

5.1.2.2 Конструкция срезного прибора должна обеспечивать первоначальное вертикальное давление на образец (от веса штампа и измерительных приборов на нем) не более 0,025 МПа.

5.1.2.3 При тарировке срезной коробки в соответствии с паспортом на прибор устанавливают поправки на преодоление трения подвижной части срезной коробки.

5.1.2.4 При необходимости предварительного уплотнения образца могут применяться уплотнители, позволяющие производить уплотнение при заданном давлении и сохранении природной или заданной влажности, а также в условиях полного водонасыщения.

В состав уплотнителя должны входить следующие основные узлы:

- цилиндрическая обойма, в которую помещается рабочее кольцо с образцом;

- жесткий перфорированный штамп;

- механизм для вертикального нагружения образца;

- ванна для водонасыщения образца;

- гидроизолирующие элементы;

- устройство для измерения вертикальных деформаций образца.

5.1.3 Подготовка к испытанию

5.1.3.1 Образец грунта изготавливают с учетом требований 5.1.1.5 и 5.1.1.6.

5.1.3.2 Изготовленный образец взвешивают и в зависимости от схемы испытания и вида грунта приступают или к его предварительному уплотнению, или сразу к испытанию на срез.

5.1.3.3 Предварительное уплотнение образца при консолидированно-дренированном испытании проводят непосредственно в рабочем кольце срезного прибора или в уплотнителе.

5.1.3.4 При предварительном уплотнении в уплотнителе рабочее кольцо с подготовленным образцом грунта следует поместить в обойму уплотнителя, а затем собранную обойму установить в ванну уплотнителя на перфорированный вкладыш (предварительно торцы образца необходимо покрыть влажным бумажным фильтром). Далее необходимо установить на образец перфорированный штамп, произвести регулировку механизма нагрузки, установить приборы для измерения вертикальных деформаций грунта и записать их начальные показания.

5.1.3.5 Для испытаний образцов грунта в условиях полного водонасыщения необходимо предварительно замочить образцы, заполнив ванну уплотнителя водой.

При испытании просадочных грунтов, имеющих природную влажность меньше wр, необходимо доувлажнить образцы до влажности, равной wр.

Образцам набухающих грунтов, предназначенным для определения сопротивления срезу в условиях полного водонасыщения после стабилизации деформаций набухания при заданном нормальном давлении р, необходимо передать до начала замачивания давление р.

Время насыщения образцов водой должно быть не менее значений, указанных в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Грунты

Время насыщения образцов водой, не менее

Время выдерживания ступеней, не менее

Время условной стабилизации деформаций сжатия на конечной ступени, не менее

Пески

10 мин

5 мин

20 мин

Глинистые (непросадочные и ненабухающие):

супеси

3 ч

30 мин

2 ч

суглинки с Iр< 12 %

6 ч

6 ч

      »           с Ip³l2 %

12 ч

12 ч

глины        с Ip < 22 %

12 ч

12 ч

      »           с Ip³ 22 %

36 ч

12 ч

Просадочные

Как для непросадочных

30 мин

3 ч

Набухающие

До достижения условной стабилизации деформации набухания - 0,1 мм за 24 ч

30 мин

Как для ненабухающих

5.1.3.6 При проведении испытаний на повторный срез образец грунта разрезают на две части острым ножом или леской по плоскости первого среза, тщательно заравнивают торцевые поверхности обеих половин, соединяют их между собой и помещают в рабочее кольцо срезного прибора.

5.1.4 Проведение консолидированно-дренированного испытания

5.1.4.1 Предварительное уплотнение образца, за исключением образцов просадочных грунтов, испытываемых в водонасыщенном состоянии, производят при нормальных давлениях р, при которых определяют сопротивление срезу t. Нормальные давления передают на образец грунта ступенями Dр.

Значения р и Dр приведены в таблице в таблице 5.2.

Таблица5.2

В мегапаскалях

Грунты

Нормальное давление при предварительном уплотнении

Ступени давления

Пески средней крупности плотные; глины с IL < 0

0,1; 0,3; 0,5

0,1

Пески средней крупности и средней плотности; пески мелкие плотные и средней плотности; супеси и суглинки с IL£ 0,5; глины с 0 < IL, £ 0,5

0,1; 0,2; 0,3

0,05

Пески средней крупности и мелкие рыхлые; пески пылеватые независимо от плотности; супеси, суглинки и глины с IL> 0,5

0,1; 0,15; 0,2

0,025 до p = 0,1 и далее 0,05

Примечание - Нормальное давление р при предварительном уплотнении образцов просадочного грунта, испытываемых в водонасыщенном состоянии, должно составлять 0,3 МПа и возрастать ступенями = 0,05 МПа.

Примечания

1 В отельных случаях, предусмотренных программой испытаний, могут назначаться более высокие нормальные давления по сравнению с приведенными в таблице 5.2.

2 Если при заданных нормальных давлениях зависимость τ = f(σ) на начальном участке имеет существенно нелинейный характер, значения должны быть изменены так, чтобы соблюдалась линейность указанной зависимости.

5.1.4.2 Каждую ступень давления при предварительном уплотнении выдерживают в течение времени, указанного в таблице 5.1, а конечную ступень - до достижения условной стабилизации деформаций сжатия образца грунта.

За критерий условной стабилизации деформации принимают ее приращение, не превышающее 0,01 мм за время, указанное в таблице 5.1.

5.1.4.3 В процессе предварительного уплотнения образцов грунта, а при их испытаниях в водонасыщенном состоянии и в период замачивания в журнале испытаний регистрируют вертикальные деформации образцов. В конце каждой ступени нагружения записывают показания приборов для измерения деформаций, а на последней ступени фиксируют наступление условной стабилизации деформации сжатия образца грунта.

При замачивании образца грунта вертикальные деформации следует фиксировать по окончании замачивания, а для набухающих грунтов фиксируют наступление условной стабилизации деформации набухания (таблица 5.1).

5.1.4.4 После предварительного уплотнения, если оно проводилось в уплотнителе, следует быстро разгрузить образец и перенести рабочее кольцо с образцом в срезную коробку. Далее закрепляют рабочее кольцо в срезной коробке, устанавливают перфорированный штамп, производят регулировку механизма нагрузки, устанавливают зазор 0,5 - 1 мм между подвижной и неподвижной частями срезной коробки, устанавливают измерительную аппаратуру для регистрации вертикальных деформаций образца и записывают ее начальное показание в журнале испытания.

В случае предварительного уплотнения образцов грунта в условиях полного водонасыщения перед разгрузкой образца удаляют воду из ванны уплотнителя.

5.1.4.5 На образец грунта передают то же нормальное давление, при котором происходило предварительное уплотнение грунта, за исключением образцов просадочного грунта, испытываемых в водонасыщенном состоянии. В этом случае нормальное давление при срезе должно составлять 0,1; 0,2; 0,3 МПа.

Испытание на повторный срез выполняют при том же нормальном давлении, при котором был осуществлен первый срез.

Нормальную нагрузку следует передать на образец в одну ступень и выдержать ее не менее:

5 мин - для песков;

15 мин - для супесей;

30 мин - для суглинков и глин;

10 мин - при повторном срезе.

5.1.4.6 После передачи на образец грунта нормальной нагрузки приводят в рабочее состояние механизм создания касательной нагрузки и прибор для измерения деформаций среза грунта и записывают его начальное показание.

При передаче касательной нагрузки ступенями их значения должны составлять 5 % значения нормальной нагрузки, при которой производят срез. На каждой ступени нагружения записывают показания приборов для измерения деформаций среза через каждые 2 мин, уменьшая интервал между измерениями до 1 мин в период затухания деформации до ее условной стабилизации.

За критерий условной стабилизации деформации среза принимают скорость деформации, не превышающую 0,01 мм/мин.

5.1.4.7 При непрерывно возрастающей касательной нагрузке скорость среза должна быть постоянной и соответствовать указанной в таблице 5.3. Деформации среза фиксируют не реже чем через 2 мин.

Таблица 5.3

Грунты

Скорость среза, мм/мин

Пески

£ 0,5

Супеси

£ 0,1

Суглинки

£ 0,05

Глины с Ip 30 %

£ 0,02

Глины с Ip > 30 %

£ 0,01

5.l.4.8 Испытание следует считать законченным, если при приложении очередной ступени касательной нагрузки происходит мгновенный срез (срыв) одной части образца по отношению к другой или общая деформация среза превысит 5 мм.

При проведении среза с постоянной скоростью за окончание испытаний принимают момент, когда срезающая нагрузка достигнет максимального значения, после чего наблюдается некоторое ее снижение, или установление постоянного значения, или общая деформация среза превысит 5 мм.

5.1.4.9 После окончания испытания следует разрушить образец, извлечь рабочее кольцо с образцом из прибора и отобрать пробы для определения влажности из зоны среза образца.

5.1.4.10 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении А.

5.1.5 Проведение неконсолидированно-недренированного испытания

5.1.5.1 Рабочее кольцо с образцом грунта помещают в срезную коробку и закрепляют в ней. Далее устанавливают сплошной штамп, производят регулировку механизма нагрузки, устанавливают зазор 0,5 - 1 мм между подвижной и неподвижной частями срезной коробки, устанавливают приборы для измерения деформации среза и записывают начальные показания.

5.1.5.2 На образец грунта передают в одну ступень нормальное давление р, при котором будет производиться срез образца. Значения р принимают по таблице 5.4.

Если при давлениях 0,125 и 0,15 МПа происходит выдавливание грунта в зазор между подвижной и неподвижной частями срезной коробки, необходимо их уменьшить на 0,025 МПа.

Таблица 5.4

Грунты

Нормальное давление р, МПа

Глинистые и органо-минеральные грунты с показателем текучести:

IL < 0,5

0,1; 0,15; 0,2

0,5 £IL < 1,0

0,05; 0,1; 0,15

IL³ 1,0

0,025; 0,075; 0,125

5.1.5.3 Сразу после передачи нормальной нагрузки приводят в действие механизм создания касательной нагрузки и производят срез образца грунта не более чем за 2 мин с момента приложения нормальной нагрузки.

При передаче касательной нагрузки ступенями их значения не должны превышать 10 % значения нормального давления, при котором производится срез (5.1.5.2), и приложение ступеней нагрузки должно следовать через каждые 10 - 15 с.

При передаче непрерывно возрастающей касательной нагрузки скорость среза принимают в интервале 2 - 3 мм/мин так, чтобы срез проходил в течение указанного времени.

5.1.5.4 Момент окончания испытания устанавливают в соответствии с указаниями 5.1.4.8. По окончании испытания следует зафиксировать максимальную касательную нагрузку в процессе испытания и произвести операции, предусмотренные 5.1.4.9.

5.1.5.5 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении А.

5.1.6 Обработка результатов

ГОСТ 12248-96 ГРУНТЫ. МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ И ДЕФОРМИРУЕМОСТИ

		

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО (ЗЕРНОВОГО)
И МИКРОАГРЕГАТНОГО СОСТАВА

ГОСТ 12536-79

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА
Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава

Soils. Methods of laboratory granulometric (grain-size) and microaggregate distribution

ГОСТ
12536-79

Взамен

ГОСТ 12536-67

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 12 октября 1979 г. № 189 срок введения установлен

с 01.07. 1980 г.

Настоящийстандарт распространяется на песчаные и глинистые грунты и устанавливает методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава, применяемые приисследованиях грунтов для строительства.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.Гранулометрический (зерновой) состав грунта следует определять по весовому содержанию в нем частиц различной крупности, выраженное в процентах по отношению к весу сухой пробы грунта, взятой для анализа.

1.2.Микроагрегатный состав грунта следует определять по весовому содержанию в нем водостойких микроагрегатов различной крупности, выраженное в процентах, по отношению к весу сухой пробы грунта, взятой для анализа.

1.3. Отбор образцов грунта для определения гранулометрического (зернового) и мнкроагрегатного состава следует производить по ГОСТ 12071-72.

1.4.Гранулометрический (зерновой) и микроагрегатный состав грунтов следует определять методами, предусмотренными табл. 1.

Таблица 1

Наименование грунтов

Состав грунта

Метод определения

Песчаные, при выделении зерен песка крупностью:

от 10 до 0,5 мм

Гранулометрический (зерновой)

Ситовой без промывки водой (разд.2)

от 10 до 0,1 мм

Ситовой с промывкой водой (рази. 2)

Глинистые

Гранулометрический (зерновой)

Ареометрический (разд. 3)

Гранулометрический (зерновой) и микроагрегатный составы

Пипеточный. Применяется только для специальных целей, предусмотренных заданием (см. приложение 3)

1.5. Пробы грунта при разделении их на фракции подготавливают:

для выделения частиц размером более 0,1 мм - растиранием грунта;

для выделения частиц размером менее 0,1 мм - размачиванием, кипячением в воде с добавлением аммиака и растиранием грунта, а для грунтов, суспензия которых коагулирует при опробовании на коагуляцию, - растиранием грунта и добавлением пирофосфорнокислого натрия.

Для специальных целей, предусмотренных заданием, пробу грунта подготавливают: для определения гранулометрического (зернового) состава глинистого грунта максимальнойдиспергации - кипячением в воде с добавлением пирофосфориокислого натрия, а для определения микроагрегатного состава глинистого грунта - замачиванием в воде с последующим взбалтыванием на встряхивающем аппарате.

1.6. Для определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава грунтов следует брать образцы, высушенные до воздушно-сухого состояния и растертые в фарфоровой ступке пестиком с резиновым наконечником.

Допускается производить растирание образцов грунта в растирочной машине, не вызывающей дробления частиц.

1.7. Для определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава грунтов, содержащих органические вещества, следует брать образцы природной влажности.

1.8. При определении гранулометрического (зернового) состава песчаных грунтов ситовым методом с промывкой водой применяют водопроводную или профильтрованную дождевую (речную) воду, а при определении гранулометрического (зернового) или микроагрегатного состава глинистых грунтов - дистиллированную воду.

1.9. При определении гранулометрического (зернового) или микроагрегатного состава глинистых грунтов ареометрическим или пипеточным методом цилиндры, в которых производится отстаивание суспензии, должны быть защищены от колебания температуры и не подвергаться сотрясениям.

1.10. Взвешивание проб грунта на технических весах должно производиться с погрешностью до 0,01 гс, а при весе проб грунта 1000 гс и более взвешивание допускается производить с погрешностью до 1 гс.

Взвешивание на аналитических весах должно производиться с погрешностью до 0,001 гс.

1.11. Результаты вычисления гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава грунтов должны определяться с погрешностью до 0,1%.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО (ЗЕРНОВОГО) СОСТАВА ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ СИТОВЫМ МЕТОДОМ

2.1.Аппаратура

2.1.1. Для определения гранулометрического (зернового) состава песчаных грунтов ситовым методом необходима следующая аппаратура:

набор сит (с поддоном); сита с размером отверстий 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм;

весы лабораторные по ГОСТ 19491-74 с гирями по ГОСТ 7328-73;

стаканчики стеклянные по ГОСТ 7148-70;

ступка фарфоровая по ГОСТ 9147-73;

пестик по ГОСТ 9147-73 с резиновым наконечником;

чашка фарфоровая по ГОСТ 9147-73;

груша резиновая;

нож;

эксикатор по ГОСТ 6371-73 с прокаленным хлористым кальцием по ГОСТ 4161-77;

шкаф сушильный.

2.2.Подготовка к испытанию

2.2.1. Для разделения грунта на фракции ситовым методом без промывки водой применяют сита с размером отверстий 10; 5; 2; 1; 0,5; с промывкой водой - сита с размером отверстий 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм.

Сита монтируют в колонку, размещая их от поддона в порядке увеличения размера отверстий. На верхнее сито надевают крышку.

2.2.2. Среднюю пробу для анализа следует отбирать методом квартования. Для этого распределяют грунт тонким слоем по листу плотной бумаги или фанеры, проводят ножом в продольном и поперечном направлениях борозды, разделяя поверхность грунта на квадраты, и отбирают понемногу грунт из каждого квадрата.

Вес средней пробы должен составлять: для грунтов, не содержащих частиц размером более 2 мм, - 100 гс; для грунтов, содержащих до 10 % (по весу) частиц размером более 2 мм, - не менее 500 гс; для грунтов, содержащих от 10 до 30 % частиц размером более 2 мм, - 1000 гс; для грунтов, содержащих свыше 30 % частиц размером более 2 мм, - не менее 2000 гс.

2.3.Проведение испытания

2.3.1. Разделение грунта на фракции без промывки водой.

2.3.1.1. Среднюю пробу грунта надлежит отобрать в воздушно-сухом состоянии методом квартования (п.2.2.2) и взвесить на технических весах.

2.3.1.2. Взвешенную пробу грунта следует просеять сквозь набор сит с поддоном (п. 2.2.1) ручным или механизированным способом. При просеивании пробы весом более 1000 гс следует высыпать грунт в верхнее сито в два приема.

Фракции грунта, задержавшиеся на ситах, высыпают, начиная с верхнего сита, в ступку и дополнительно растирают пестиком с резиновым наконечником, после чего вновь просеивают на этих же ситах.

Полноту просеивания фракций грунта проверяют встряхиванием каждого сита над листом бумаги. Если при этом на лист выпадают частицы, то их высыпают на следующее сито; просев продолжают до тех пор, пока на бумагу перестанут выпадать частицы.

2.3.1.3. Фракции грунта, задержавшиеся после просеивания на каждом сите и прошедшие в поддон, следует перенести в заранее взвешенные стаканчики или фарфоровые чашечки и взвесить.

Сложить веса всех фракций грунта. Если полученная сумма веса всех фракций грунта превышает более чем на 1 % вес взятой для анализа пробы, то анализ следует повторить.

Потерю грунта при просеивании разносят по всем фракциям пропорционально их весу.

2.3.2. Разделение грунта на фракции с промывкой водой.

2.3.2.1. Следует отобрать среднюю пробу грунта (п. 2.2.2).

2.3.2.2. Пробу грунта надлежит высыпать в заранее взвешенную фарфоровую чашку, смочить водой и растереть пестиком с резиновым наконечником. Затем следует залить грунт водой, взмутить суспензию и дать отстояться 10-15 с. Слить воду с неосевшими частицами (взвесь) сквозь сито с отверстиями размером 0,1 мм.

Взмучивание и сливание следует производить до полноги осветления воды над осадком: смыть оставшиеся на сите частицы при помощи резиновой груши в фарфоровую чашку, а отстоявшуюся воду слить.

2.3.2.3. Промытую пробу грунта необходимо высушить до воздушно-сухого состояния и взвесить чашку с грунтом.

2.3.2.4. Вес частиц грунта размером менее 0,1 мм следует определить по разности между весом средней пробы, взятой для анализа, и весом высушенной пробы грунта после промывки.

2.3.2.5. Грунт следует просеять сквозь набор сит (п. 2.2.1). Полноту просеивания фракций грунта сквозь каждое сито следует проверять над листом бумаги (п. 2.3.1.2).

2.3.2.6. Каждую фракцию грунта, задержавшуюся на ситах, следует взвесить отдельно. Потерю грунта при просеивании разносят по фракциям пропорционально их весу.

2.4Обработка результатов

2.4.1. Содержание в грунте каждой фракцииА в % надлежит вычислять по формуле

                                                               (1)

где gф -вес данной фракции грунта, гс;

g1 - вес средней пробы грунта, взятой для анализа, гс.

2.4.2. Результаты анализа регистрируют в журнале (см. приложение1), в котором указывают процентное содержание в грунте фракций:

а) размером более 10; 10-5; 5-2; 2-1; 1-0,5 и менее 0,5 мм- при разделении грунта без промывки водой;

б) размером более 10; 10-5; 5-2; 2-1; 1-0,5; 0,5-0,25; 0,25-0,1 и менее 0,1 мм - при разделении грунта с промывкой водой.

Результаты анализа необходимо сопровождать указанием метода определения.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО (ЗЕРНОВОГО) СОСТАВА ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ АРЕОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Определение гранулометрического (зернового) состава глинистых грунтов ареометрическим методом производят путем измерения плотности суспензии ареометром в процессе ее отстаивания.

3.1.Аппаратура, материалы и реактивы

3.1.1. Для определения гранулометрического (зернового) состава глинистых грунтов необходима следующая аппаратура:

ареометр со шкалой 0,995-1-1,030 и ценой давления 0,001 (см. чертеж);

набор сит с поддоном; сита с размером отверстий 10; 5; 2; 1,0; 0,5; 0,25; 0,1 мм;

весы лабораторные по ГОСТ 19491-74 с гирями по ГОСТ 7328-73;

стаканчики стеклянные по ГОСТ 7148-70;

ступка фарфоровая по ГОСТ 9147-73;

пестик по ГОСТ 9147-73 с резиновым наконечником;

чашка фарфоровая по ГОСТ 9147-73;

нож;

эксикатор по ГОСТ 6371-73 с прокаленным хлористым кальцием по ГОСТ 4161-77;

шкаф сушильный;

колба коническая плоскодонная емкостью 750-1000 см3;

воронки диаметром 4 - 5 см и приблизительно 14 см по ГОСТ 8613-75;

цилиндр мерный емкостью 1 л и диаметром 60 ± 2 мм;

термометр с погрешностью до 0,5 °С по ГОСТ 215-77;

мешалка;

секундомер;

промывалка;

пипетка на 25 мл;

обратный холодильник;

4 % или 6,7 %-ный пирофосфорнокислый натрий по ГОСТ 342-77;

25 %-ный раствор аммиака по ГОСТ 3760-64;

баня песчаная.


3.2.Подготовка к испытанию

3.2.1. Следует отобрать методом квартования среднюю пробу грунта (п.2.2.2) весом около 200 гс в воздушно-сухом состоянии и просеять сквозь набор сит с размером отверстий 10; 5; 2;1 мм.

Взвешивают фракции грунта, задержавшиеся на ситах и прошедшие в поддон.

Примечание. Если в образце нет крупных частиц, просеивание сквозь сито с размером отверстий 2 мм и более не производят.

3.2.2. Для образцов грунта, содержащих органические вещества (п. 1.7), операции, изложенные в п. 3.2.1, производить не следует.

3.2.3. Отбирают методом квартования среднюю пробу из грунта, прошедшего сквозь сито с размером отверстий 1 мм, в заранее взвешенную фарфоровую чашку и взвешивают ее.

Вес средней пробы должен быть для глин около 20 гс, для суглинков - около 30 гс, для супесей - около 40 гс.

Из грунтов, содержащих органические вещества, следует отбирать пробу грунта с учетом природной влажности (п. 1.7), соответственно увеличив величину пробы.

Одновременно с взятием средней пробы для определения гранулометрического состава надлежит отобрать пробы грунта весом не менее 15 гс каждая для определения гигроскопической или природной влажности по ГОСТ 5180-75 и удельного веса по ГОСТ 5181-78.

3.2.4. Производят опробование суспензии грунта на коагуляцию. Отбирают методом квартования пробу грунта весом около 2 гс, растирают ее с 4 - 6 см3 дистиллированной воды в фарфоровой чашке пестиком с резиновым наконечником. Затем доливают в чашку еще 14 - 16 см3 дистиллированной воды и кипятят суспензию в течение 5 - 10 мин. Выливают суспензию в пробирку или в мерный цилиндр емкостью 100 - 150 см3 и доливают дистиллированную воду в таком количестве, чтобы объем суспензии был равен около 100 см3 для глин, 70 см3 - для суглинков и 50 см3- для супесей.

Взбалтывают суспензию и оставляют в покое на сутки. Если суспензия за это время коагулирует, выпавший на дно пробирки (или мерного цилиндра) осадок должен иметь рыхлую, хлопьевидную структуру, а жидкость под осадком должна быть прозрачная.

3.2.5. При разделении на фракции пробы грунта, суспензия которой при опробовании на коагуляцию (п. 3.2.4) не коагулирует, для промывания, смывания осадков и разбавления суспензии должна применяться дистиллированная вода с добавлением на 1 л 0,5 см3 25 %-ного раствора аммиака.

3.2.6. Среднюю пробу грунта, суспензия которого при опробовании на коагуляцию не коагулирует, переносят в колбу емкостью 750 - 1000 см3 смывая остаток пробы в чашке струей воды из промывалки.

Доливают в колбу воду, чтобы общее количество ее было десятикратным по отношению к весу средней пробы грунта.

Грунт, залитый водой, выдерживают одни сутки.

3.2.7. После суточной выдержки в колбу следует прибавить 1 см3 25 %-ного раствора аммиака, закрыть колбу пробкой с обратным холодильником или воронкой диаметром 4 - 5 см и кипятить суспензию в течение 1 ч (кипячение не должно быть бурным). После кипячения необходимо охладить суспензию до комнатной температуры.

3.2.8. Суспензию необходимо слить в стеклянный цилиндр емкостью. 1 л сквозь сито с размером отверстий 0,1 мм, помещенное в воронку диаметром приблизительно 14 см. Оставшиеся на внутренней поверхности колбы частицы грунта следует тщательно смыть водой из промывалки.

3.2.9. К средней пробе грунта, суспензия которого при опробовании на коагуляцию коагулирует, добавляют воду, взбалтывают и сливают взвесь в стеклянный цилиндр сквозь сито с размером отверстий 0,1 мм, не производя размачивания в течение суток и последующего кипячения.

3.2.10. Задержавшиеся на сите частицы и агрегаты грунта необходимо смыть струей воды в фарфоровую чашку, где их тщательно растереть пестиком с резиновым наконечником или пальцем в тонком резиновом чехле. Слить образовавшуюся в чашке взвесь в цилиндр сквозь сито с размером отверстий 0,1 мм. Растирание осадка в чашке и сливание взвеси сквозь сито в цилиндр следует продолжать до полного осветления воды над частицами, оставшимися на дне чашки.

3.2.11. Частицы грунта, задержавшиеся на сите, надлежит добавить, к частицам, оставшимся на дне фарфоровой чашки, перенести их в заранее взвешенный фарфоровый тигель или стеклянный стаканчик, выпарить на песчаной бане, высушить в сушильном шкафу до постоянного веса.

3.2.12. Высушенные до постоянного веса частицы грунта следует просеять сквозь сита с размером отверстий 0,5; 0,25 и 0,1 мм.

При анализе грунтов, содержащих органические вещества, частицы следует просеять сквозь набор сит с размером отверстий 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1мм.

Частицы грунта, прошедшие сквозь сито с размером отверстий 0,1 мм, следует перенести в цилиндр с суспензией.

Фракции грунта, задержавшиеся на ситах, следует взвесить. Суспензию в мерном цилиндре необходимо довести до объема 1 л.

3.2.13. При анализе грунта, суспензия которого при опробовании на коагуляцию коагулирует, перед доливанием воды в цилиндр добавляют в него 25 см3 4 % или 6,7 %-ного пирофосфорнокислого натрия: 4 % - из расчета на безводный пирофосфорнокислый натрий (Na4P2O7); 6,7 % - из расчета на водный пирофосфорнокислый натрий (Na4P2O7×10H2O).

3.3.Проведение испытания

3.3.1. Суспензию следует взболтать мешалкой в течение 1 мин до полного взмучивания осадка со дна цилиндра, не допуская выплескивания суспензии, и отметить по секундомеру время окончания взбалтывания.

3.3.2. Определить по табл. 2 время взятия отсчета по ареометру после окончания взбалтывания суспензии. Затем за 10 - 12 с до замера плотности суспензии следует осторожно опустить в нее ареометр, который должен свободно плавать, не касаясь стенок цилиндра, и взять отсчет по ареометру R. Продолжительность взятия отсчета по ареометру должна быть не более 5 - 7 с.

Таблица 2

Диаметр фракций зерен грунта, мм

Время от конца взбалтывания суспензии до замера ее плотности

Менее 0,05

1 мин

» 0,01

30 мин

« 0,005

3 ч

Примечание. Для удобства работы с ареометром следует брать упрощенные отсчеты, т.е. в отсчете плотности суспензии на шкале ареометра отбросить единицу и перенести запятую на три знака вправо; в этом случае тысячные деления будут представлять собой целые числа, а десятитысячные, которые берут на глаз, - десятые.

3.3. Контроль за температурой суспензии необходимо осуществлять замером температуры с погрешностью до 0,5 °С в течение первых 5 мин (до начала опыта) и затем после каждого замера плотности суспензии ареометром. При температуре, отличающейся от плюс 20 °С, к отсчетам по ареометру, снимаемым с учетом примечания к п.3.3.2, следует внести температурную поправку, определяемую по табл. 3.

Таблица 3

Температура суспензии, °С

Поправки к отсчету по ареометру R

Температура суспензии, °С

Поправки к отсчету по ареометру R

Температура суспензии, °С

Поправки к отсчету по ареометру R

10,0

-1,2

17,0

-0,5

24,0

+0,8

10,5

-1,2

17,5

-0,4

24,5

+0,9

11,0

-1,2

18,0

-0,3

25,0

+1,0

11,5

-1,1

18,5

-0,3

25,5

+1,1

12,0

-1,1

19,0

-0,2

26,0

+1,3

12,5

-1,0

19,5

-0,1

26,5

+1,4

13,0

-1,0

20,0

0,0

27,0

+1,5

13,5

-0,9

20,5

+0,1

27,5

+1,6

14,0

-0,9

21,0

+0,2

28,0

+1,8

14,5

-0,8

21,5

+0,3

28,5

+1,9

15,0

-0,8

22,0

+0,4

29,0

+2,1

15,5

-0,7

22,5

+0,5

29,5

+2,2

16,0

-0,6

23,0

+0,6

30,0

+2,3

16,5

-0,6

23,5

+0,7

3.3.4. В отсчеты плотности суспензии необходимо внести поправки на нулевое показание ареометра, высоту мениска и диспергатор в соответствии с приложением 2.

3.4.Обработка результатов

3.4.1. Процентное содержание фракций грунта размером более 10; 10 - 5; 5 - 2; 2 - 1 мм следует вычислить по формуле (1), при этом вес средней пробы грунта следует определять с поправкой на гигроскопическую или природную влажность (п. 3.4.2).

3.4.2. Вес средней пробы грунта g0 в гс надлежит вычислить по формуле (2) с учетом поправки на гигроскопическую влажность - при анализе воздушно-сухих образцов или на природную влажность - при анализе влажных образцов

                                                   (2)

где g0 - вес абсолютно-сухой средней пробы грунта, гс;

g1 - вес средней пробы грунта в воздушно-сухом состоянии (или природной влажности), гс;

W- гигроскопическая (или природная) влажность, %

3.4.3. Содержание фракций грунта размером более 0,5; 0,25 мм и 0,1 мм L в % следует вычислять по формуле

                                                    (3)

где gп - вес данной фракции грунта, высушенной до постоянного веса, гс;

g0- вес средней пробы грунта с поправкой на гигроскопическую (или природную) влажность» (взятой для ареометра) гс;

k- суммарное содержание фракции грунта размером более 1,0 мм, %.

3.4.4. По данным каждого замера ареометром надлежит вычислить суммарное содержание грунта LC в % по формуле

                                       (4)

где  - суммарное содержание всех фракций грунта менее данного диаметра, %;

gC - удельный вес грунта, гс/см3;

gW- удельный вес воды, равный 1 гс/см3;

g0 - вес абсолютно-сухой средней пробы грунта, гс;

Rп - показания ареометра с поправками (пп.3.3.3и 3.3.4);

k - то же, что и в формуле (3).

3.4.5. Определив суммарное процентное содержание фракций грунта с помощью ареометра, необходимо вычислить процентное содержание каждой фракции грунта последовательными вычитаниями из большой величины меньшей.

3.4.6. Фракцию 0,10 - 0,05 мм находят по разности: из 100 % вычитают сумму всех фракций, определяемых с помощью аэрометра и ситовым анализом.

3.4.7. Результаты анализа, надлежит регистрировать в журнале (см. приложение 1), в котором указывают процентное содержание в грунте фракций размером более 10; 10 - 5; 5 - 2; 2 - 1; 1 - 0,5; 0,5 - 0,25; 0,25 - 0,1; 0,1 - 0,05; 0,05 - 0,01; 0,01 - 0,005 и менее 0,005 мм, а также методы подготовки грунта к анализу.

Результаты анализа необходимо сопровождать указанием процентного содержания гигроскопической (или природной) влажности и химического вещества, примененного для стабилизации суспензии.


ПРИЛОЖЕНИЕ

Рекомендуемое

ЖУРНАЛ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО (ЗЕРНОВОГО) СОСТАВА ГРУНТА

ГОСТ 12536-79 ГРУНТЫ МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО (ЗЕРНОВОГО) И МИКРОАГРЕГАТНОГО СОСТАВА

		

ГОСТ 19912-2001

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГРУНТЫ

Методы полевых испытаний статическим
и динамическим зондированием

МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, ТЕХНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ
И СЕРТИФИКАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
(МНТКС)

Москва

Предисловие

1   РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием - Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова (НИИОСП им. Герсеванова)

ВНЕСЕН Госстроем России

2   ПРИНЯТ Межгосударственной научно - технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 30 мая 2001 г.

За принятие проголосовали

Наименование государства

Наименование органа государственного управления строительством

Азербайджанская Республика

Госстрой Азербайджанской Республики

Республика Армения

Министерство градостроительства Республики Армения

Республика Казахстан

Казстройкомитет

Республика Молдова

Министерство экологии и благоустройства территорий Республики Молдова

Российская Федерация

Госстрой России

Республика Узбекистан

Госархитектстрой Республики Узбекистан

Украина

Госстрой Украины

3   ВЗАМЕН ГОСТ 19912-81, ГОСТ 20069-81

4   ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 января 2002 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 22 августа 2001 г. № 99

СОДЕРЖАНИЕ

1 Область применения. 2

2 Нормативные ссылки. 2

3 Определения... 2

4 Общие положения. 2

5 Статическое зондирование. 3

6 Динамическое зондирование. 4

Приложение А Термины и определения. 6

Приложение Б Форма первой и последующих страниц журналов полевых испытаний грунтов статическим и динамическим зондированием.. 7

Приложение В Схемы конструкций зондов. 10

Приложение Г Образец графического оформления результатов испытания грунта методом статического зондирования. 11

Приложение Д Коэффициент К2 учета потерь энергии на трение штанг о грунт. 12

Приложение Е Определение условного динамического сопротивления грунта погружению зонда при ударно-вибрационном зондировании. 12

Приложение Ж Образец графического оформления результатов испытания грунта методом динамического зондирования. 12

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГРУНТЫ

Методы полевых испытаний статическим
и динамическим зондированием

SOILS

Field test methods by static
and dynamic sounding

Дата введения 2002 - 01 - 01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на дисперсные природные, техногенные и мерзлые грунты, состав и состояние которых позволяют производить непрерывное внедрение зонда, и устанавливает методы полевых испытаний зондированием при их исследовании для строительства.

Стандарт не распространяется на грунты, содержащие частицы крупнее 10 мм более 25 % по массе, при статическом зондировании и грунты, содержащие частицы крупнее 10 мм более 40 % по массе, при динамическом зондировании.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована ссылка на стандарт:

ГОСТ 30672-99 Грунты. Полевые испытания. Общие положения.

3 Определения

Термины, применяемые в настоящем стандарте, приведены в приложении А.

4 Общие положения

4.1 Настоящий стандарт устанавливает следующие методы полевых испытаний грунтов зондированием:

статическое зондирование;

динамическое зондирование.

4.2 Общие требования к полевым испытаниям грунтов, оборудованию и приборам, подготовке площадок для испытаний приведены в ГОСТ 30672.

4.3 Методы полевых испытаний грунтов зондированием применяют в комплексе с другими видами инженерно-геологических работ или отдельно для:

выделения инженерно-геологических элементов (толщины слоев и линз, границ распространения грунтов различных видов и разновидностей);

оценки пространственной изменчивости состава и свойств грунтов;

определения глубины залегания кровли скальных и крупнообломочных грунтов;

количественной оценки характеристик физико-механических свойств грунтов (плотности, модуля деформации, угла внутреннего трения и сцепления грунтов и др.);

определения степени уплотнения и упрочнения грунтов во времени и пространстве;

оценки возможности забивки свай и определения глубины их погружения;

определения данных для расчета свайных фундаментов;

выбора мест расположения опытных площадок и глубины проведения полевых испытаний, а также мест отбора образцов грунтов для лабораторных испытаний;

контроля качества геотехнических работ.

4.4 Зондирование грунтов производят вдавливанием в грунт зонда при статическом зондировании, забивкой или вибропогружением в грунт зонда при динамическом зондировании с одновременным измерением непрерывно (или через заданные интервалы по глубине) показателей, характеризующих сопротивление грунта внедрению зонда.

4.5 Количественную оценку характеристик физико-механических свойств грунтов проводят на основе статистически обоснованных зависимостей между показателями сопротивления грунта внедрению зонда и результатами определения характеристик другими стандартными методами.

4.6 Метод зондирования, глубина зондирования и расположение точек зондирования определяют программой инженерно-геологических изысканий.

Часть точек зондирования должна быть расположена в непосредственной близости от горных выработок (2-5 м) с целью получения данных, необходимых для интерпретации результатов зондирования.

4.7 В процессе проведения испытаний зондированием следует вести журналы испытаний по формам, приведенным в приложении Б, с приложением автоматических записей при их наличии, а результаты испытаний - оформлять в виде графиков изменения параметров сопротивления грунта внедрению зонда в зависимости от глубины зондирования.

Масштабы графиков допускается изменять по сравнению с установленными настоящим стандартом при обязательном сохранении соотношения между масштабами вертикальных и горизонтальных координат.

Графики испытаний должны сопровождаться инженерно-геологическим разрезом по ближайшей к точке зондирования горной выработке.

5 Статическое зондирование

5.1 Сущность метода

5.1.1 Испытание грунта методом статического зондирования проводят с помощью специальной установки, обеспечивающей вдавливание зонда в грунт.

5.1.2 При статическом зондировании по данным измерения сопротивления грунта под наконечником зонда и на боковой поверхности зонда определяют:

удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда q с;

общее сопротивление грунта на боковой поверхности Qs (для зонда типа I);

удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда fs (для зонда типа II).

Примечания

1 По специальному заданию возможно измерение порового давления, возникающего в поровой воде при зондировании, с применением датчиков порового давления. Датчики устанавливают на конусе зонда (пьезо-конусы) или сразу после конуса (пьезо-зонды).

2 При использовании специально оборудованных зондов в процессе зондирования могут измеряться плотность, объемная влажность и естественный гамма-фон грунта с помощью радиоактивного каротажа, температура грунта и электрическое сопротивление грунта.

5.2 Оборудование и приборы

5.2.1 В состав установки для испытания грунта статическим зондированием должны входить:

зонд (набор штанг и конический наконечник);

устройство для вдавливания и извлечения зонда;

опорно-анкерное устройство;

устройства для измерения нагрузки и показателей сопротивления грунта.

5.2.2 В зависимости от усилий, необходимых для вдавливания зонда в различных грунтовых условиях, и диапазонов значений измеряемых показателей сопротивления грунта установки подразделяют в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1

Тип установки

Предельное усилие вдавливания и извлечения зонда, кН

Диапазоны показателей сопротивления грунта

qc, МПа

fs, кПа

Qs кН

Легкая

До 50 включ.

0,5-10

2-100

0,5-10

Средняя

Св. 50 до 100 включ.

1-30

5-200

1-30

Тяжелая

Св. 100

1-50

10-500

2-60

5.2.3 В зависимости от конструкции наконечника зонды могут быть следующих типов:

I - зонд с наконечником из конуса и кожуха;

II - зонд с наконечником из конуса и муфты трения.

Схемы конструкций зондов и их основные параметры приведены в приложении В.

Примечание - Для зонда типа II допускается применение уширителя, расположенного не ближе 1000 мм от конуса.

5.2.4 Периодически (но не реже чем через 15 точек зондирования) необходимо проверять прямолинейность штанг зонда и степень износа наконечника.

Прямолинейность штанг проверяют путем сборки звеньев в отрезки длиной 3 м на ровной поверхности. Отклонение отрезков штанг от прямой линии не должно превышать 3 мм в любой плоскости по всей длине проверяемого отрезка.

Уменьшение высоты конуса наконечника не должно превышать 5 мм, а уменьшение его диаметра - 0,3 мм.

5.2.5 Опорно-анкерное устройство должно воспринимать реактивные усилия, возникающие при вдавливании и извлечении зонда.

5.2.6 Основная погрешность измерительных устройств (приборов) должна быть не более:

5 % - при измерении прикладываемой нагрузки;

10 % - при измерении показателей сопротивления грунта (но не более 5 % максимально измеренного значения);

1,0 см - при измерении глубины погружения зонда.

5.2.7 Устройства для измерения показателей сопротивления грунта внедрению зонда могут быть механическими или автоматическими. Возможно применение комбинации этих устройств.

При этом предусматривают регистрацию информации в ходе испытания на диаграммной ленте, в блоке памяти системы регистрации и др.

5.2.8 Измерительные устройства (приборы) необходимо тарировать в соответствии с паспортными данными (но не реже чем через 3 мес.).

5.3 Подготовка к испытанию

5.3.1 Подготовку к работе установки для испытания грунта статическим зондированием выполняют в соответствии с требованиями инструкции по ее эксплуатации.

5.3.2 При необходимости проверяют прямолинейность штанг и степень износа наконечника в соответствии с 5.2.4.

5.3.3 Отклонение мачты установки от вертикали не должно превышать 2°.

5.4 Проведение испытания

5.4.1 Статическое зондирование следует выполнять путем непрерывного вдавливания зонда в грунт, соблюдая порядок операций, предусмотренный инструкцией по эксплуатации установки.

5.4.2 Перерывы в погружении зонда допускаются только для наращивания штанг зонда.

5.4.3 В процессе зондирования необходимо осуществлять постоянный контроль за вертикальностью погружения зонда.

5.4.4 Показатели сопротивления грунта следует регистрировать непрерывно или с интервалами по глубине погружения зонда не более 0,2 м.

5.4.5 Скорость погружения зонда в грунт должна быть (1,2 ± 0,3) м/мин.

5.4.6 Испытание заканчивают после достижения заданной глубины погружения зонда или предельных усилий, приведенных в таблице 1. По окончании испытания зонд извлекают из грунта, а скважину тампонируют.

5.4.7 Регистрацию показателей сопротивления грунта внедрению зонда производят в журнале испытания (приложение Б), на диаграммной ленте или в блоке памяти системы регистрации.

5.5 Обработка результатов

По данным измерений, полученных в процессе испытания, вычисляют значения Qs (для зонда типа I), qc, fs (для зонда типа II) и строят графики изменения этих величин по глубине зондирования (приложение Г).

6 Динамическое зондирование

6.1 Сущность метода

6.1.1 Испытание грунта методом динамического зондирования проводят с помощью специальной установки, обеспечивающей внедрение зонда ударным или ударно-вибрационным способом.

6.1.2 При динамическом зондировании измеряют:

глубину погружения зонда h от определенного числа ударов молота (залога) при ударном зондировании;

скорость погружения зонда v при ударно-вибрационном зондировании.

По данным измерений вычисляют условное динамическое сопротивление грунта погружению зонда р d .

6.2 Оборудование и приборы

6.2.1 В состав установки для испытания грунта динамическим зондированием должны входить:

зонд (набор штанг и конический наконечник);

ударное устройство для погружения зонда (молот или вибромолот);

опорно-анкерное устройство (рама с направляющими стойками);

устройства для измерения глубины погружения зонда или скорости погружения зонда.

6.2.2 В зависимости от значений необходимой удельной энергии зондирования в различных грунтовых условиях и диапазона измеряемого условного динамического сопротивления грунта установки подразделяют в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2

Тип установки

Удельная энергия зондирования
А, Н/см

Условное динамическое сопротивление грунта pd, МПа

Легкая

280

До 0,7 включ.

Средняя

1120

Св. 0,7 до 17,5 включ.

Тяжелая

2800

Св. 17,5

Примечания

1 Предварительное определение условного динамического сопротивления грунта для выбора типа установки производят по фондовым материалам, данным испытаний в первых точках зондирования или по данным бурения.

2 При испытании грунтов в стесненных условиях возможно применение малогабаритных установок при наличии данных сопоставительных испытаний на стандартных установках.

6.2.3 Ударное устройство должно отвечать требованиям, приведенным в таблице 3.

Таблица 3

Характеристика оборудования

Ударное зондирование установкой

Ударно-вибрационное зондирование

легкой

средней

тяжелой

Масса молота (вибромолота), кг

30

60

120

350

Высота падения молота, см

40

80

100

-

Максимальный ход ударной части, см

-

-

-

13,5

Момент массы дебалансов, кг·см

-

-

-

200

Частота ударов, уд/мин

20-50

15-30

15-30

300-1200

6.2.4 Схемы конструкций зондов и их основные параметры приведены в приложении В.

6.3 Подготовка к испытанию

6.3.1 Подготовку к работе установки для испытания грунта динамическим зондированием выполняют в соответствии с требованиями инструкции по ее эксплуатации.

6.3.2 При необходимости проверяют прямолинейность штанг и степень износа наконечника в соответствии с 5.2.4.

6.3.3 Отклонение мачты установки от вертикали не должно превышать 2°.

6.4 Проведение испытания

6.4.1 Динамическое зондирование следует выполнять непрерывной забивкой зонда в грунт свободно падающим молотом или вибромолотом, соблюдая порядок операций, предусмотренный инструкцией по эксплуатации установки.

6.4.2 Перерывы в забивке зонда допускаются только для наращивания штанг зонда.

6.4.3 При ударном зондировании следует фиксировать глубину погружения зонда h от определенного числа ударов молота (залога), а при ударно-вибрационном зондировании следует производить автоматическую запись скорости погружения зонда v.

6.4.4 Число ударов в залоге при ударном зондировании следует принимать в зависимости от состава и состояния грунтов в пределах 1-20 ударов, исходя из глубины погружения зонда за залог 10-15 см, определяемой с точностью ±0,5 см.

Примечание - По специальному заданию допускается фиксировать число ударов при погружении зонда на определенный интервал глубины (например, на 10 см).

6.4.5 В процессе зондирования необходимо осуществлять постоянный контроль за вертикальностью погружения зонда.

При наращивании звеньев колонну штанг поворачивают вокруг оси по часовой стрелке с помощью штангового ключа. Сопротивление повороту штанг, возникающее в результате трения штанг о грунт, при крутящем моменте до 15 кН·см следует учитывать при обработке результатов испытания по 6.5.2. В случае значительного сопротивления повороту колонны штанг (при крутящем моменте более 15 кН·см), вызванного искривлением скважины, зонд извлекают из грунта и повторяют испытание в новой точке зондирования на расстоянии 2-3 м от прежней.

6.4.6 Испытание заканчивают после достижения заданной глубины погружения зонда или в случае резкого уменьшения скорости погружения зонда (менее 2-3 см за 10 ударов или менее 1 см/с). По окончании испытания зонд извлекают из грунта, а скважину тампонируют.

6.4.7 Регистрацию результатов испытания производят в журнале испытания (приложение Б) или на диаграммной ленте.

6.5 Обработка результатов

ГОСТ 19912-2001 ГРУНТЫ МЕТОДЫ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ СТАТИЧЕСКИМ И ДИНАМИЧЕСКИМ ЗОНДИРОВАНИЕМ МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, ТЕХНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИ

		

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

МЕТОД ПОЛЕВОГО ИСПЫТАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИМ ЗОНДИРОВАНИЕМ

ГОСТ 19912-81

 

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА

Москва

 

РАЗРАБОТАН

Производственным и научно-исследовательским институтом по инженерным изысканиям в строительстве (ПНИИИС) Госстроя СССР

Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений (НИИОСП) им. Н. М. Герсеванова Госстроя СССР

Государственным институтом по проектированию оснований и фундаментов «Фундаментпроект» Минмонтажспецстроя СССР

Московским ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочным институтом им. Серго Орджоникидзе Минвуза РСФСР

ИСПОЛНИТЕЛИ

Л.С. Амарян, д-р техн. наук (руководитель темы); А. Я. Рубинштейн, канд. геол. -минер. наук; А. В. Васильев, канд. геол. -минер. наук; Э. Р.Черняк, канд. геол. -минер. наук; Л. Г. Мариупольский, канд. техн. наук; Б. В. Бахолдин, канд. техн. наук; Б. И. Кулачкин, канд. техн. наук; А. А. Шерман; З. К. Пярнпуу; Б. М. Ребрик, д-р техн. наук; Г.В. Лукошков, канд. техн. наук; И. Д. Демин

ВНЕСЕН Производственным и научно-исследовательским институтом по инженерным изысканиям в строительстве Госстроя СССР

Зам. директора В. В. Баулин

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 31 декабря 1980 г. № 221

 

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

Метод полевого испытания динамическим зондированием

Soils. Field test method by dinamic sounding

ГОСТ
19912-81

Взамен
ГОСТ 19912-74

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 31 декабря 1980 г. № 221 срок введения установлен

с 01.01 1982 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт не распространяется на песчаные и глинистые грунты и устанавливает метод полевого испытания их динамическим зондированием при инженерно-геологических исследованиях для строительства.

Стандарт не распространяется на грунты песчаные и глинистые, содержащие крупнообломочные включения более 40 % по массе, а также на грунты всех видов в мерзлом состоянии.

Определения основных терминов, применяемых в настоящем стандарте, приведены в справочном приложении 1.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Динамическое зондирование следует производить путем забивки или вибропогружения в грунт зонда с одновременным измерением непрерывно (или через заданные интервалы по глубине) значений сопротивления грунта под наконечником.

Динамическое зондирование в зависимости от условий передачи ударов на зонд подразделяется на ударное и ударно-вибрационное.

1.2. Метод полевых испытаний грунтов динамическим зондированием следует применять в сочетании с другими видами инженерно-геологических исследований для:

выделения инженерно-геологических элементов (толщины слоев и линз, границ распространения грунтов различного состава и состояния);

оценки пространственной изменчивости состава и свойств грунтов;

определения глубины залегания кровли скальных и крупнообломочных грунтов;

ориентировочной оценки физико-механических свойств грунтов;

определения степени уплотнения и упрочнения грунтов во времени;

выбора мест расположения опытных площадок и отбора образцов грунтов для детального изучения их физико-механических свойств.

1.3. В результате полевых испытаний грунтов динамическим зондированием определяют условное динамическое сопротивление грунта рд МПа (кгс/см2), погружению зонда.

1.4. Глубина зондирования и расположение точек зондирования в плане должны определяться заданием на проведение инженерно-геологических исследований грунтов.

2. ОБОРУДОВАНИЕ

2.1. Для испытаний грунтов динамическим зондированием должны применяться установки, состоящие из следующих основных узлов:

зонда (разъемной трубы - штанги с коническим наконечником);

ударного устройства (молота или беспружинного вибромолота);

опорной рамы с направляющими стойками;

измерительного устройства.

2.2. В зависимости от величины условного динамического сопротивления грунта установки для динамического зондирования подразделяются в соответствии с табл. 1. При этом предварительное определение условного динамического сопротивления грунта производится по данным бурения или фондовым материалам.

Таблица 1

Условное динамическое сопротивление грунта рд, МПа (кгс/см2)

Установка для динамического зондирования

Удельная энергия зондирования А, Н/см (кгс/см)

Менее 0,7 (7)

Легкая

280 (28)

От 0,7 до 17,5 (7-175)

Средняя (основная)

1120 (112)

Более 17,5 (175)

Тяжелая

2800 (280)

2.3. Основные параметры оборудования установок для динамического зондирования должны соответствовать требованиям, приведенным в табл. 2.

Таблица 2

Состав оборудования и его характеристики

Основные параметры оборудования при испытании грунтов динамическим зондированием

ударным при установке

ударно-вибрационным

легкой

средней

тяжелой

1. Наконечник зонда:

угол при вершине конуса

60°±2°

60°±2°

60°±2°

60°±2°

диаметр основания конуса, мм

74±2

74±2

74±2

100±2

2. Штанга зонда:

наружный диаметр, мм

42

42

42

63,5

длина звена, м, не менее

1,0

1,0

1,0

1,5

максимальная длина колонны штанг, м

20

20

20

20

3. Ударное устройство:

масса молота (вибромолота), кг

30

60

120

350

высота падения молота, см

40

80

100

-

максимальный ход ударной части, см

-

-

-

13,5

момент массы дебалансов, кг×см

-

-

-

200

частота ударов, уд./мин

20-50

15-30

15-30

300-1200

4. Измерительное устройство:

цена деления шкалы, см

1±0,1

1±0,1

1±0,1

1±0,1

интервал зондирования, на котором определяется средняя скорость, см

-

-

-

50

точность измерения скорости погружения зонда, см/с

-

-

-

£ 1,0

 

Примечания:

1. Высоту падения молота допускается изменять пир сохранении величины удельной энергии зондирования А согласно табл. 1.

2. Длины звена штанги зонда допускается увеличивать до размеров, кратных 0,5 м.

3. Параметры оборудования для ударно-вибрационного зондирования, указанные в табл. 2, являются рекомендуемыми.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

3.1. Поверку установок (оборудования) для динамического зондирования надлежит проводить согласно инструкциям по их эксплуатации, выдаваемым предприятиями - изготовителями установок (оборудования), при получении с завода и перед выездом на полевые работы, но не реже одного раза в 3 мес, а также  после выявления и устранения неисправностей оборудования или замены деталей. Результаты поверки надлежит оформлять актом.

3.2. Прямолинейность и степень износа зонда необходимо проверять путем сборки его звеньев в отрезки длиной не менее 3 м. При этом отклонения от прямой линии в любой плоскости не должны превышать 5 мм на 3 м по всей длине проверяемого отрезка зонда.

Уменьшение высоты конуса наконечника зонда при максимальном его износе не должно превышать 5 мм, а диаметра - 0,3 мм.

3.3. Подготовку к работе установки для динамического зондирования следует выполнять в соответствии с требованиями инструкции по ее эксплуатации.

3.4. Точки зондирования необходимо выносить в натуру геодезическими методами и закреплять на местности временными знаками.

Планово-высотная привязка точек зондирования должна контролироваться после проведения зондирования.

3.5. В случае невозможности (по условиям природного рельефа) расположить установку на точке зондирования, должна производиться вертикальная планировка площадки.

3.6. Отклонение мачты установки для динамического зондирования от вертикали не должно превышать 5°.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

4.1. Динамическое зондирование следует выполнять последовательной забивкой зонда в грунт свободно падающим молотом или вибромолотом. При ударном зондировании необходимо фиксировать глубину погружения зонда h, см, от определенного числа ударов молота (залога), а при ударно-вибрационном зондировании - производить автоматическую запись скорости погружения зонда, v, см/с.

4.2. Число ударов в залоге при ударном зондировании надлежит принимать в зависимости от состава и состояния грунтов в пределах 1-20 ударов исходя из глубины погружения зонда за залог 10-15 см, определяемого с погрешностью ±0,5 см.

Примечание. Допускается в случае необходимости, определяемой в задании на исследование грунтов, фиксировать число ударов при погружении зонда на определенный интервал глубины (например, 10 см) при обеспечении необходимой точности измерения глубины зондирования (±0,5 см за залог).

4.3. Динамическое зондирование необходимо выполнять непрерывно до достижения заданной глубины или до резкого уменьшения величины скорости погружения зонда (менее 2-3 см за 10 ударов или менее 1 см/с). Перерывы в забивке допускаются только для наращивания штанг. По окончании испытаний зонд извлекают из грунта.

4.4. В процессе ударного зондирования следует постоянно контролировать вертикальность забивки зонда в грунт. При наращивании очередной штанги на погружаемый зонд необходимо повернуть с помощью штангового ключа всю колонну штанг вокруг своей оси по часовой стрелке. Затруднения при повороте штанг (при крутящем моменте от 5 до 15 кН×см или от 500 до 1500 кгс×см включительно), возникающие в результате сил трения штанг о грунт, необходимо учитывать при обработке результатов зондирования согласно указаниям п. 5.2.

При значительном сопротивлении повороту штанг (при крутящем моменте более 15 кН×см или более 1500 кгс×см), вызванном искривлением скважины, зонд надлежит извлечь из грунта и испытание повторить заново на расстоянии 2-3 м от предыдущей точки зондирования.

4.5. Регистрацию результатов испытаний грунтов динамическим зондированием следует производить в «Журнале динамического зондирования» (рекомендуемое приложение 2) или на диаграммной ленте.

4.6. После окончания испытаний грунта зондировочную скважину надлежит тампонировать грунтом и закреплять знаком с соответствующей маркировкой (номер точки испытаний, организация), а также очистить площадку от мусора и восстановить почвенно-растительный слой в местах, где он был нарушен в результате производства работ по зондированию.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Значения условного динамического сопротивления грунтов при ударном и ударно-вибрационном зондировании следует вычислять по данным «Журнала динамического зондирования» или по диаграммным лентам, полученным при автоматической записи результатов.

5.2. Условное динамическое сопротивление грунта рд в МПа (кгс/см2) при ударном зондировании надлежит вычислять по формуле

,

где А - удельная энергия зондирования, Н/см (кгс/см), определяемая по табл. 1 в зависимости от типа применяемой установки;

К - коэффициент учета потерь энергии при ударе молота о наковальню и на упругие деформации штанг, определяемый по табл. 3 в зависимости от типа установки и глубины зондирования;

Ф - коэффициент для учета потерь энергии на трение штанг (при их повороте) о грунт, принимаемый:

при крутящем моменте менее 5 кН×см – 1;

при крутящем моменте от 5 до 15 кН×см - определяется опытным путем по данным двух параллельных сопоставительных испытаний, при одном из которых должно быть проведено зондирование в разбуриваемой по интервалам скважине. При отсутствии данных о величине трения штанг о грунт допускается для ориентировочных расчетов пользоваться значениями коэффициента Ф, приведенными в рекомендуемом приложении 3;

n - количество ударов молота в залоге;

h - глубина погружения зонда за залог, см.

Таблица 3

Интервал глубины
зондирования, м

Коэффициент К при установке

легкой

средней

тяжелой

Св. 0,5 до 1,5 включ.

0,49

0,62

0,72

Св. 1,5 до 4,0 включ.

0,43

0,56

0,64

Св. 4,0 до 8,0 включ.

0,37

0,48

0,57

Св. 8,0 до 12,0 включ.

0,32

0,42

0,51

Св. 12,0 до 16,0 включ.

0,28

0,37

0,46

Св. 16,0 до 20,0 включ.

0,25

0,34

0,42

 

5.3. Условное динамическое сопротивление грунта рд при ударно-вибрационном зондировании определяется согласно рекомендуемому приложению 4.

5.4. Результаты динамического зондирования следует оформлять в виде непрерывного ступенчатого графика изменения по глубине значений условного динамического сопротивления рд с последующим осреднением графика и вычислением средневзвешенных показателей зондирования для каждого инженерно-геологического элемента (рекомендуемое приложение 5).

5.5. Масштаб графиков динамического зондирования следует принимать:

по вертикали - 1 см на графике равен 1 м глубины зондирования;

по горизонтали - 1 см на графике равен 2 МПа (20 кгс/см2) условного динамического сопротивления.

Допускается изменение масштабов графиков при обязательном сохранении соотношения между указанными выше масштабами вертикальных и горизонтальных координат.

5.6. Графики динамического зондирования следует, как правило, совмещать с инженерно-геологическими колонками горных выработок, расположенных вблизи (не далее 5 м) от точки динамического зондирования, и с инженерно-геологическими разрезами.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Термин

Определение

Динамическое зондирование

Процесс погружения зонда в грунт под действием ударной нагрузки (ударное зондирование) или ударно-вибрационной нагрузки (ударно-вибрационное зондирование)

Точка испытаний (зондирования)

Пункт (точка), в котором планируется или проведено испытание грунтов

Зонд

Устройство, воспринимающее сопротивление грунта в процессе забивки

Измерительное устройство

Устройство, преобразующее сопротивление грунта в механический или электрический сигнал

Штанга

Часть зонда, служащая для передачи усилия от устройства для забивки

Наконечник

Нижняя часть зонда

Конус

Нижняя часть наконечника, воспринимающая сопротивление грунта

Условное динамическое сопротивление грунта

Показатель сопротивления грунта погружению зонда при забивке его серией последовательных ударов падающего молота (или вибромолота)

Залог

Принятое число ударов молота, после которых производится измерение величины погружения зонда

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

 

(Первая страница журнала)

Организация _______________________________________________

Экспедиция ________________________________________________

Партия (отряд) _____________________________________________

Дата текущей поверки установки______________________________

 

ЖУРНАЛ № _________
ДИНАМИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ГРУНТОВ

Объект ___________________________________________________

Участок __________________________________________________

Заказ № __________________________________________________

Дата выполнения работ:               Точка зондирования № ______

начало          « ____» _______________ 198 __ г.

окончание   « ____» _______________ 198 __ г.

 

Начальник экспедиции __________________________________

                                                      (инициалы, фамилия)

Начальник партии (отряда) _____________________________

                                                      (инициалы, фамилия)

Старший геолог ________________________________________

                                                      (инициалы, фамилия)

 

Технические данные оборудования установки


Тип
зондировочной установки

Конический наконечник

Штанга зонда

Молот

Вибромолот

Диаметр основания, мм

Площадь основания, см2

Масса, кг

Диаметр, мм

Длина, мм

Масса, кг

Высота падения, м

Масса, кг

Максимальный ход ударной части, см

Момент массы дебалансов, кг/см

Частота ударов, уд./см

Масса, кг

 


Наличие дефектов установки и ее отдельных узлов ______________

Нашедшего журнал просим вернуть по адресу: _________________

 

 

(Последующие страницы журнала)

Точка зондирования № ______                                                     Схема расположения точки № ___________

Дата выполнения работ: начало «__» ____ 198 __ г.

окончание «__» ______ 198 __ г.

Местоположение ___________________________

Элементы рельефа __________________________

Координаты точки № ___ : Х= ________________

Y= ________________________

Абсолютная отметка точки № ____ Н= _______ м

Конечная глубина зондирования ____________ м

Расстояние до ближайшей выработки ________ м

а) Для ударного зондирования

 

 


Номер штанги

Отсчет по измерительной рейке, см

Общая глубина погружения конического наконечника, см

Число ударов в залоге

Глубина погружения конического наконечника за залог h, см

Поправочные коэффициенты

Исправленное число ударов в залоге nКФ

Удельная кинетическая энергия удара А, Н/см (кгс/см)

Условное динамическое сопротивление грунта рд, МПа (кгс/см2)

Примечание (остановки в процессе зондирования, величина усилий по вращению штанг и др.)

К

Ф

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

 

б) для ударно-вибрационного зондирования в журнал дополнительно вклеивают ленту автоматической записи результатов испытаний.

 

(Последняя страница журнала)

В журнале пронумеровано _______ стр. Заполнено ______ стр. « ___» _____________ 198 __ г.

Исполнитель ____________________________________________________________________

(должность, подпись, инициалы, фамилия)

Журнал проверен « ___» _________ 198 __ г. _____________________________________________

(должность, подпись, инициалы, фамилия)

Замечания __________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

Журнал принят «___» ____________ 198 __ г.                Начальник экспедиции (партии) __________

(подпись)

 


ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рекомендуемое

КОЭФФИЦИЕНТ Ф ДЛЯ УЧЕТА ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ НА ТРЕНИЕ ШТАНГ О ГРУНТ

 

Интервал глубины 
зондирования, м

Коэффициент Ф для грунтов

песчаных

глинистых

Св. 0,5 до 1,5 включ.

1,00

1,00

Св. 1,5 до 4,0 включ.

0,92

0,83

Св. 4,0 до 8,0 включ.

0,84

0,75

Св. 8,0 до 12,0 включ.

0,76

0,67

Св. 12,0 до 16,0 включ.

0,68

0,59

Св. 16,0 до 20,0 включ.

0,60

0,50

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВНОГО ДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТОВ рд ПРИ УДАРНО-ВИБРАЦИОННОМ ЗОНДИРОВАНИИ

1. Определение рд в МПа (кгс/см2) надлежит производить по формуле

,

где v - скорость ударно-вибрационного зондирования, м/с;

Кв - коэффициент, учитывающий потери энергии при ударно-вибрационном зондировании, определяемый по таблице;

Кп - коэффициент, учитывающий параметры применяемого оборудования. Для параметров оборудования, принятых в табл. 2 настоящего стандарта, Кп=224×103 Н/см (224×102 кгс/см).

Интервал глубины зондирования, м

Коэффициент Кв

Св. 0,5 до 1,5 включ.

0,74

Св. 1,5 до 4,0 включ.

0,72

Св. 4,0 до 8,0 включ.

0,70

Св. 8,0 до 12,0 включ.

0,68

Св. 12,0 до 16,0 включ.

0,65

Св. 16,0 до 20,0 включ.

0,62

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Рекомендуемое

ОБРАЗЕЦ ГРАФИЧЕСКОГО ОФОРМЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИНАМИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

 

ГОСТ 19912-81 ГРУНТЫ МЕТОД ПОЛЕВОГО ИСПЫТАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИМ ЗОНДИРОВАНИЕМ

		

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

МЕТОД ПОЛЕВОГО ИСПЫТАНИЯ СТАТИЧЕСКИМ ЗОНДИРОВАНИЕМ

ГОСТ 20069-81

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА

Москва

 

РАЗРАБОТАН

Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений (НИИОСП) им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР

Производственным и научно-исследовательским институтом по инженерным изысканиям в строительстве (ПНИИИС) Госстроя СССР

Государственным институтом по проектированию оснований и фундаментов «Фундаментпроект» Минмонтажспецстроя СССР

Научно-исследовательским институтом промышленного строительства (НИИпромстрой) Минпромстроя СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

Л.Г. Мариупольский, канд. техн. наук; Ю.Г. Трофименков, канд. техн. наук (руководители темы); Б.И. Кулачкин, канд. техн. наук; Б.В. Бахолдин, канд. техн. наук; Л.С. Амарян, д-р техн. наук; А.В. Васильев, канд. геол.-минер. наук; Ю.Ф. Якимов; А.А. Шерман; И.А. Матяшевич; Б.В. Гончаров, д-р техн. наук; И.Б. Рыжков, канд. техн. наук; И.Д. Демин

ВНЕСЕН Производственным и научно-исследовательским институтом по инженерным изысканиям в строительстве Госстроя СССР

Зам. директора В.И. Ильичев

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 31 декабря 1980 г. № 222

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

МЕТОД ПОЛЕВОГО ИСПЫТАНИЯ СТАТИЧЕСКИМ ЗОНДИРОВАНИЕМ

Soils. Field test method by static sounding

ГОСТ
20069-81

Взамен
ГОСТ 20069-74

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 31 декабря 1980 г. № 222 срок введения установлен

с 01.01 1982 г.

Настоящий стандарт распространяется на песчаные и глинистые грунты и устанавливает метод полевого испытания их статическим зондированием при инженерно-геологических исследованиях для строительства.

Стандарт не распространяется на грунты: песчаные и глинистые, содержащие частицы крупнее 10 мм более 25 % по массе, всех видов в мерзлом состоянии, исследуемые статическим зондированием с одновременным замачиванием.

Определения основных терминов, применяемых в настоящем стандарте, приведены в справочном приложении 1.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Статическое зондирование следует производить путем вдавливания в грунт зонда с одновременным измерением непрерывно (или через заданные интервалы по глубине) значений сопротивления грунта под наконечником и на боковой поверхности зонда.

1.2. Метод полевых испытаний грунтов статическим зондированием следует применять самостоятельно или в сочетании с другими видами инженерно-геологических исследований для:

выделения инженерно-геологических элементов (толщины слоев и линз, границ распространения грунтов различного состава и состояния);

оценки пространственной изменчивости состава и свойств грунтов;

определения глубины залегания кровли скальных и крупнообломочных грунтов;

оценки возможности забивки свай и определения глубины их погружения;

определения данных для расчета свайных фундаментов (сопротивления грунта под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности);

приближенной количественной оценки физико-механических характеристик грунтов (плотности, сопротивления срезу, модуля деформации и др.);

определения степени уплотнения и упрочнения грунтов во времени;

выбора мест расположения опытных площадок и отбора образцов грунтов для детального изучения их физико-механических свойств.

1.3. В результате полевых испытаний грунтов статическим зондированием определяют:

удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда q3, МПа (кгс/см2);

сопротивление грунта на боковой поверхности зонда Q3, кН (тс), или удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда f3, кПа (кгс/см2).

1.4. Глубина зондирования и расположение точек зондирования в плане должны определяться заданием на проведение инженерно-геологических исследований грунтов.

2. ОБОРУДОВАНИЕ

2.1. Для испытания грунтов статическим зондированием должны применяться установки, состоящие из следующих основных узлов:

зонда (наконечника и штанги);

устройства для вдавливания и извлечения зонда;

опорно-анкерного устройства;

измерительного устройства.

2.2. В зависимости от конструкции наконечника зонды подразделяются на три типа, приведенные в рекомендуемом приложении 2:

I - зонд с наконечником из конуса и кожуха;

II - зонд с наконечником из конуса муфты трения;

III - зонд с наконечником из конуса, муфты трения и уширителя.

2.3. Площадь основания конуса зондов всех типов должна составлять 10 см2, а величина угла при вершине конуса - 60°.

2.4. Наружный диаметр муфты трения должен быть равным диаметру основания конуса, а длина муфты трения - 310 мм.

2.5. Наконечники зондов типов II и III должны иметь над муфтой трения цилиндрическую часть длиной не менее 72 мм и наружным диаметром, равным диаметру муфты трения.

2.6. Наружный диаметр штанги зонда типа I должен быть равен 36 мм, а зондов типов II и III - назначается из конструктивных соображений, но принимается не более 55 мм.

Длина звеньев штанги должна быть не менее 800 мм.

2.7. Устройство для вдавливания и извлечения зонда должно обеспечивать перемещение зонда в грунте. В зависимости от максимальных усилий, развиваемых при вдавливании и извлечении зонда, установки для статического зондирования подразделяются в соответствии с табл. 1.

Таблица 1

Наибольшее усилие вдавливания и извлечения зонда, кН (тс)

Установка для статического зондирования

До 50 (5) включ.

Легкая

Св. 50 (5) до 100 (10) включ.

Средняя

100 (10)

Тяжелая

2.8. Опорно-анкерное устройство должно воспринимать реактивные усилия, возникающие при вдавливании и извлечении зонда.

2.9. Измерительное устройство, состоящее из датчиков сопротивления грунта вдавливанию зонда, канала связи и регистрирующих приборов, применяется двух типов:

механическое, у которого сопротивление грунта вдавливанию зонда измеряется регистрирующими приборами, связанными с зондом;

электрическое, у которого сопротивление грунта вдавливанию зонда преобразуется в электрический сигнал и по каналу связи подается на регистрирующие приборы.

Допускается применять комбинации указанных типов измерительных устройств.

2.10. На регистрирующих приборах должны фиксироваться измеряемые показатели сопротивления грунта вдавливанию конуса зонда в диапазонах не менее указанных в табл. 2.

Таблица 2

Установка для статического зондирования

Показатели сопротивления грунта вдавливанию конуса зонда

Удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда q3, МПа (кгс/см2)

Сопротивление грунта на боковой поверхности зонда Q3, кН (тс)

Удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда f3, кПа (кгс/см2)

Легкая

0,5 - 10 (5 - 100)

0,5 - 10 (0,05 - 1)

2 - 100 (0,02 - 1)

Средняя

1 - 30 (10 - 300)

1 - 30 (0,1 - 3)

5 - 200 (0,05 - 2)

Тяжелая

1 - 50 (10 - 500)

2 - 60 (0,2 - 6)

10 - 500 (0,1 - 5)

2.11. Класс точности регистрирующих приборов должен быть не ниже 1,5.

Основная погрешность измерительного устройства d, %, должна удовлетворять условию

d£ (5 + Pmax/Px),

где Px - значение измеряемой величины;

Рmax - максимальное значение измеряемой величины.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

3.1. Поверку установки (оборудования) для статического зондирования надлежит проводить согласно инструкции по ее эксплуатации, выдаваемой предприятием-изготовителем установки (оборудования), при получении с завода и перед выездом на полевые работы, но не реже одного раза в 3 мес, а также после выявления и устранения неисправностей оборудования или замены его деталей. Результаты поверок надлежит оформлять актом.

3.2. Прямолинейность и степень износа зонда необходимо проверять периодически, но не реже чем через 15 точек зондирования.

Прямолинейность зонда надлежит проверять путем сборки его звеньев в отрезки длиной не менее 3 м. При этом отклонения от прямой линии в любой плоскости не должны превышать 5 мм на 3 м по всей длине проверяемого отрезка зонда.

Уменьшение высоты конуса наконечника зонда при максимальном его износе не должно превышать 5 мм, а диаметра - 0,3 мм.

3.3. Подготовку к работе установки для статического зондирования следует выполнять в соответствии с требованиями инструкции по ее эксплуатации.

3.4. Точки зондирования необходимо выносить в натуру геодезическими методами и закреплять на местности временными знаками.

Планово-высотная привязка точек зондирования должна контролироваться после проведения зондирования.

3.5. В случаях невозможности (по условиям природного рельефа) расположить установку на точке зондирования должна производиться вертикальная планировка площадки.

3.6. Отклонение мачты установки для статического зондирования от вертикали не должно превышать 5°.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

4.1. Порядок операций в процессе проведения полевых испытаний грунта должен соответствовать предусмотренному инструкцией по эксплуатации установки для статического зондирования.

4.2. Показатели статического зондирования грунта в процессе вдавливания зонда необходимо регистрировать непрерывно либо с интервалом по глубине не более 0,2 м.

4.3. Скорость погружения зонда в грунт должна быть (1,0 ± 0,3) м/мин.

4.4. Испытание грунта следует заканчивать после достижения заданной глубины или предельных усилий на зонд.

4.5. Регистрацию результатов испытаний грунтов статическим зондированием следует производить в «Журнале статического зондирования» (рекомендуемое приложение 3) или на диаграммной ленте.

4.6. После окончания испытания грунта зондировочную скважину надлежит тампонировать грунтом и закреплять знаком с соответствующей маркировкой (номер точки испытаний, организация), а также очистить площадку от мусора и восстановить почвенно-растительный слой в местах, где он был нарушен в результате производства работ по зондированию.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Результаты статического зондирования следует оформлять в виде графиков изменения по глубине показателей зондирования, приведенных в рекомендуемом приложении 4, составляемых по данным «Журнала статического зондирования» или по диаграммным лентам, полученным при автоматической записи результатов зондирования (если запись ведется не в масштабе, предусмотренном п. 5.2).

5.2. Масштаб графиков статического зондирования следует принимать:

по вертикали - 1 см на графике равен 1 м глубины зондирования;

по горизонтали - 1 см на графике равен:

2 МПа (20 кгс/см2) удельного сопротивления грунта под наконечником (конусом) зонда, если это сопротивление равно или более 1 МПа (10 кгс/см2);

0,2 МПа (2 кгс/см2) удельного сопротивления грунта под наконечником (конусом) зонда, если это сопротивление менее 1 МПа (10 кгс/см2);

5 кН (500 кгс) сопротивления грунта на боковой поверхности зонда;

20 кПа (0,2 кгс/см2) удельного сопротивления грунта на участке боковой поверхности зонда (муфте трения).

Допускается изменение масштабов графиков при обязательном сохранении соотношения между указанными выше масштабами вертикальных и горизонтальных координат.

5.3. Графики статического зондирования следует, как правило, совмещать с инженерно-геологическими колонками горных выработок, расположенных вблизи (не далее 5 м) от точки испытания статическим зондированием, и с инженерно-геологическими разрезами.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Термин

Определение

Статическое зондирование

Процесс погружения зонда в грунт статической вдавливающей нагрузкой с измерением показателей сопротивления грунта

Точка испытаний (зондирования)

Пункт (точка), в котором планируется или проведено испытание грунтов

Зонд

Устройство, воспринимающее сопротивление грунта в процессе вдавливания

Измерительное устройство

Устройство, преобразующее сопротивление грунта в механический или электрический сигнал

Устройство для вдавливания и извлечения зонда

Силовое устройство механического, гидравлического или пневматического действия

Опорно-анкерное устройство

Конструкция, на которой размещено устройство для вдавливания и извлечения зонда

Штанга

Часть зонда, служащая для передачи усилия от устройства для вдавливания к извлечения

Наконечник

Нижняя часть зонда

Конус

Нижняя часть наконечника, воспринимающая сопротивление грунта

Муфта трения

Часть наконечника зонда типов II или III, расположенная между конусом и штангой и воспринимающая сопротивление грунта на боковой поверхности

Кожух

Часть наконечника зонда типа I, расположенная между конусом и штангой

Канал связи

Устройство, служащее для передачи сигнала от зонда к регистрирующим приборам

Регистрирующий прибор

Прибор, фиксирующий показатели сопротивления грунта

Удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда

Сопротивление грунта наконечнику (конусу) зонда, отнесенное к площади основания наконечника (конуса) зонда

Сопротивление грунта на боковой поверхности зонда

Сопротивление грунта на боковой поверхности штанги зонда типа I

Удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда

Сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда типов II или III, отнесенное к площади боковой поверхности муфты трения

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

Схема конструкций зондов


1 - конус; 2 - кожух; 3 - штанга; 4 - муфта трения; 5 - уширитель.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рекомендуемое

(Первая страница журнала)

ГОСТ 20069-81 ГРУНТЫ МЕТОД ПОЛЕВОГО ИСПЫТАНИЯ СТАТИЧЕСКИМ ЗОНДИРОВАНИЕМ

		

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

МЕТОДЫ ПОЛЕВОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕФОРМИРУЕМОСТИ

ГОСТ 20276-85

Государственный комитет СССР по делам строительства

Москва

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.. 2

2. МЕТОД ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА ШТАМПОМ... 3

3. МЕТОД ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА РАДИАЛЬНЫМ ПРЕССИОМЕТРОМ... 9

4. МЕТОД ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА ЛОПАСТНЫМ ПРЕССИОМЕТРОМ... 12

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. 14

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. 14

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. 15

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. 15

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. 16

ПРИЛОЖЕНИЕ 6. 17

ПРИЛОЖЕНИЕ 7. 18

ПРИЛОЖЕНИЕ 8. 19

ПРИЛОЖЕНИЕ 9. 19

ПРИЛОЖЕНИЕ 10. 20

ПРИЛОЖЕНИЕ 11. 21

ПРИЛОЖЕНИЕ 12. 21

 

РАЗРАБОТАН:

Научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова (НИИОСП) Госстроя СССР

Производственным и научно-исследовательским институтом по инженерным изысканиям в строительстве (ПНИИИС) Госстроя СССР

Министерством монтажных и специальных строительных работ СССР

Министерством высшего и среднего специального образования РСФСР Министерством энергетики и электрификации СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ:

Л.Г. Мариупольский, канд. техн. наук (руководитель темы); А.Н. Скачко, канд. техн. наук (ответственный исполнитель); Н.С Четыркин, канд. техн. наук; И.Г. Рабинович, канд. техн. наук; Л.С. Амарян, д-р техн. наук; Р.С. Зиангиров, д-р геол. - минер. наук; А.В. Васильев, канд. геол. - минер. наук; Ю.Г. Трофименков, канд. техн. наук; 3.К. Пярнпуу; В.В. Лушников, канд. техн. наук; И.А. Парабучев, канд. геол. - минер. наук; А.И. Котюжан, канд. геол. - минер. наук; К.В. Руппенейт, д-р техн. наук; С.В. Тимофеев, канд. техн. наук; О.Н. Сильницкая

ВНЕСЕН:

Научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова (НИИОСП) Госстроя СССР

Зам. директора В.А. Ильичев

УТВЕРЖДЕН И ВНЕСЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 24 октября 1984 г. №179

ГРУНТЫ

Методы полевого определения характеристик деформируемости

Soils. Field methods for determining deformation characteristics

ГОСТ

20276-85

Взамен

ГОСТ12374-77,

ГОСТ 20276-74

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 24 октября 1984 г. № 179 срок введения установлен

с 01.07.85

Настоящий стандарт распространяется на грунты без жестких структурных связей и устанавливает методы полевого определения характеристик деформируемости (модуля, деформации, начального просадочного давления, относительной просадочности) при исследованиях грунтов для строительства.

Стандарт не распространяется на грунты в мерзлом состоянии, а также на набухающие и засоленные грунты при испытаниях их с замачиванием.

Основные термины, применяемые в настоящем стандарте, и их пояснения приведены в справочном приложении 1.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Модуль деформации грунта определяют по графику зависимости осадки штампа от давления при испытании грунта штампом или графику зависимости горизонтальных перемещений грунта от горизонтального давления при испытании радиальным или лопастным прессиометром.

1.2. Начальное просадочное давление и относительную просадочность просадочных грунтов определяют при   испытаниях их штампом в условиях полного водонасыщения (при замачивании). За начальное просадочное давление принимают минимальное давление, при котором проявляется просадка грунта.

Относительную просадочность грунта определяют как отношение просадки грунта в основании штампа к деформируемой зоне по вертикали.

1.3. Испытания грунта штампами и прессиометрами, следует производить в горных выработках (котлованах, шурфах, дудках и буровых скважинах) и непосредственно в массиве грунта.

Схемы испытаний приведены в справочном приложении 2.

1.4. Способы проходки выработок должны обеспечивать сохранение ненарушенного сложения и природной влажности испытываемых грунтов.

1.5. Выработки должны быть защищены от проникновения поверхностных вод и атмосферных осадков, а в зимнее время - от промерзания.

1.6. При бурении скважин для испытания грунта ниже уровня грунтовых вод не допускается понижение уровня грунтовых вод в скважине.

1.7. Минимальная толщина испытываемого слоя грунта должна составлять не менее:

двух диаметров штампа - при испытании грунта штампом;

1,5 длины камеры зонда - при испытании грунта радиальным прессиометром;

1,5 длины лопасти прессиометра - при испытании грунта лопастным прессиометром.

1.8. Испытания прессиометрами крупнообломочных грунтов не допускаются.

Содержание частиц крупнее 2 мм в грунте не должно превышать: 25% (по массе) - при испытании грунта радиальным прессиометром, 15% (по массе) - при испытании грунта лопастным прессиометром.

1.9. Результаты полевых определений характеристик деформируемости должны сопровождаться данными о месте проведения испытаний, описанием грунтов и их физико-механическими характеристиками - гранулометрическим составом, влажностью, плотностью, плотностью частиц грунта, влажностью на границах раскатывания и текучести, углом внутреннего трения и сцеплением.

1.10. Образцы грунта для определения его характеристик отбирают на расстоянии не более 3 м от оси выработки для проведения испытаний.

1.11. При обработке результатов испытаний модуль деформации вычисляют с точностью до 1 МПа (10 кгс/см2) при Е более 10 МПа (100 кгс/см2), 0,5 МПа (5 кгс/см2) при Е от 2,0 до 10 МПа (от 20 до 100 кгс/см2) и 0,1 МПа (1 кгс/см2) при Е менее 2 МПа (20 кгс/см2).

Начальное просадочное давление вычисляют с точностью до 0,01 МПа (0,1 кгс/см2), относительную просадочность - до 0,001.

2. МЕТОД ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА ШТАМПОМ

2.1. Условия проведения испытаний

2.1.1. При испытаниях грунтов в шурфах площадь поперечного сечения шурфа должна быть определена в зависимости от необходимости крепления его стен и глубины проходки. Минимальные допускаемые размеры шурфа в плане - 1,5´1,5 м. Диаметр дудок, проходимых механизированным  способом, должен быть не менее 0,9 м. Диаметр буровых скважин для испытаний должен быть 325 мм.

2.1.2. Бурение скважин следует вести вертикально с обсадкой трубами до забоя.

Ударно-канатное и вибрационное бурение скважин на участке ближе 1 м до отметки испытания запрещается.

2.1.3. Замачивание просадочных грунтов при испытаниях в котлованах и дудках следует   проводить до степени их влажности Sr >0,8 на глубину не менее двух диаметров  штампа ниже его подошвы.

Глубина замачивания должна контролироваться определением влажности образцов грунта, отобранных из специально пробуренной скважины на расстоянии не более 0,5 м от края штампа. Образцы грунта должны отбираться с интервалом через 0,25 м до глубины не менее двух диаметров штампа ниже его подошвы.

Примечание. Для контроля влажности грунтов допускается применять радиоизотопные методы.

2.2. Приборы и оборудование

2.2.1. В состав установки для испытаний грунта штампом должны входить:

штамп;

устройство для нагружения штампа;

анкерное устройство (для установок без грузовой платформы);

устройство для измерения осадок штампа.

2.2.2. Конструкция установки должна обеспечивать:

возможность нагружения штампа ступенями по 0,01-0,1 МПа (0,1-1,0 кгс/см2):

центрированную передачу нагрузки на штамп;

постоянство давления на каждой ступени.

2.2.3. Штампы должны быть жесткими круглой формы следующих типов:

I- с плоской подошвой площадью 2500 и 5000 см2;

II - с плоской подошвой площадью 1000 см2 с кольцевой пригрузкой по площади, дополняющей площадь штампа до 5000 см2;

III- с плоской подошвой площадью 600 см2;

IV- винтовой штамп площадью 600 см2 (см. рекомендуемое приложение 3).

2.2.4. Тип и площадь штампа назначают в зависимости от испытываемого грунта по табл. 1.

Таблица 1

Наименование грунтов

Положение штампа относительно уровня подземных вод

Глубина испытания,

м

Место проведения испытания

Штамп

Тип

Площадь,

см2

Крупнообломочные: песчаные- пески плотные и средней плотности; пылевато-глинистые - глины и суглинки с показателем текучестиIL£0,25, супеси при IL £0

На уровне подземных вод и выше

По всей толще

В котловане, шурфе, дудке

I

I

II

5000

2500 1000

Песчаные - пески рыхлые; пылевато-глинистые - глины и суглинки с показателем текучестиIL>0,25, супеси при IL >0, лессовые грунты, илы; биогенные

На уровне подземных вод и выше

По всей толще

В котловане, шурфе. дудке

I

II

5000 1000

Просадочные при испытаниях с замачиванием

Выше уровня подземных вод

По всей толще

В котловане, шурфе, дудке

I

5000

Крупнообломочные; песчаные - пески плотные; пылевато-глинистые - глины и суглинки с показателем текучестиIL£0,5, супеси при IL <0

На уровне подземных вод и выше

Ниже 6

В забое скважины

III

600

Песчаные; пылевато-глинистые - глины, суглинки и супеси при любых значениях показателя текучестиIL, лёссовые грунты, илы; биогенные

 

На уровне подземных вод и выше

Ниже 6

Ниже забоя скважины

IV

600

Ниже уровня подземных вод

По всей толще

Ниже забоя скважины

IV

600

Пылевато-глинистые - глины и суглинки с показателем текучести IL >0,5, супеси при IL>1, илы; биогенные

Выше и ниже уровня подземных вод

До 10

В массиве без бурения скважины

IV

600

2.2.5. Нагружение штампа осуществляют домкратом или тарированным грузом.

Домкраты должны быть предварительно оттарированы.

Нагрузку измеряют с погрешностью не более 5% от ступени давления.

2.2.6. Прогибомеры для измерения осадки штампа должны быть закреплены на реперной системе. Штамп должен быть соединен с прогибомером нитью из стальной проволоки диаметром 0,3-0,5 мм. Измерительная система должна обеспечивать измерение осадок с погрешностью не более 0,1 мм.

Необходимо учитывать деформацию проволоки от температурных воздействий и вводить поправку в показания прогибомеров. Поправку определяют по показаниям контрольного прогибомера (п. 2.3.7). Осадку штампа, следует определять как среднеарифметическое показаний трех прогибомеров, фиксирующих осадку штампа в трех точках, расположенных под углом 120° от центра штампа.

Для измерения осадок штампа допускается применять другие приборы, обеспечивающие измерение осадок с погрешностью не более 0,1 мм.

Примечание. При испытании грунтов в скважинах и измерении осадок штампа по перемещениям верха колонны труб, служащих для передачи нагрузки на штамп, учитывают деформацию сжатия труб от нагрузки и предусматривают мероприятия, исключающие их продольный изгиб.

2.2.7. Реперная система, на которой крепят прогибомеры, должна состоять из четырех свай, забиваемых или завинчиваемых попарно в грунт с противоположных сторон выработки на расстоянии 1,0-1,5 м от ее краев, и прикрепляемых к ним параллельно металлических ригелей, на которых устанавливают прогибомеры. Глубина погружения свай в грунт должна обеспечивать неподвижность реперной системы в процессе испытания. Реперную систему и прогибомеры, следует защищать от действия солнечных  лучей, ветра и атмосферных осадков.

2.3. Подготовка к испытаниям

2.3.1. При испытаниях в котлованах, шурфах и дудках штамп устанавливают на дно выработки. Для достижения плотного контакта подошвы штампа с грунтом необходимо произвести не менее двух поворотов штампа вокруг его вертикальной оси, меняя направление поворота. После установки штампа проверяют горизонтальность его положения.

В глинистых грунтах с показателем текучести IL >0,75 штамп следует устанавливать в выемку, устраиваемую на дне выработки. Глубина выемки должна быть 40-60 см, поперечный   размер выемки не должен превышать диаметр штампа более чем на 10 см. Стенки выемки при необходимости следует закрепить.

2.3.2. Поверхность грунта в пределах площади установки штампа должна быть тщательно спланирована. При  затруднениях в планировке грунта следует устраивать из мелкого или средней крупности маловлажного песка подушку толщиной 1-2 см для глинистых и не более 5 см - для крупнообломочных грунтов.

При испытаниях штампами площадью 5000 см2 просадочных грунтов с замачиванием толщина песчаной подушки должна составлять 2-3 см для обеспечения дренирования воды в грунт. Подушку следует укладывать по всей площади установки штампа и вокруг него на расстоянии не менее 10 см.

2.3.3. При испытании в скважинах штампом с плоской подошвой площадью 600 см2 установку штампа производят после зачистки забоя скважины специальным буровым наконечником - зачистителем в несколько приемов с его извлечением на поверхность после каждой зачистки.

Штамп, закрепленный к колонне труб диаметром 219 мм, имеющей направляющие хомуты, опускают в скважину и добиваются плотного контакта штампа с грунтом не менее чем двумя поворотами колонны труб вокруг оси. Штамп должен быть установлен ниже обсадной трубы на глубину 2-5 см.

2.3.4. Погружение винтового штампа производят завинчиванием механически или вручную ниже забоя скважины или с поверхности в массив грунта без бурения скважины. При испытаниях в скважинах глубина завинчивания винтового штампа ниже забоя скважины должна составлять 50 см для пылевато-глинистых грунтов текучепластичной и текучей консистенции и насыщенных водой песков и 30 см - для остальных грунтов. Допускается увеличивать указанную глубину в случаях, когда при измерениях осевой нагрузки на штамп исключается влияние трения грунта по боковой поверхности ствола.

2.3.5. В процессе завинчивания винтового штампа должен проводиться контроль за его погружением по отношению глубины погружения штампа за один оборот Dh к шагу винтовой лопасти а.

Это отношение должно находиться в пределах

.                                                                                             (1)

2.3.6. После установки штампа монтируют устройство для нагружения штампа, анкерное устройство и измерительную систему.

2.3.7. Контрольный прогибомер, следует установить на реперной системе, его нить закрепить к неподвижному реперу, устраиваемому в стенке выработки; длина нити должна быть равна длине нити прогибомеров, измеряющих осадку штампа.

2.3.8. После монтажа всех устройств и измерительной системы устанавливают показания приборов на нулевые деления и записывают показания в журнале, форма которого приведена в рекомендуемом приложении 5.

2.4. Проведение испытаний

2.4.1. Нагрузку на штамп следует увеличивать ступенями давлений , указанными в табл. 2-4.

Общее количество ступеней давлений после достижения давления. соответствующего вертикальному нормальному напряжению от собственного веса грунта szg,0 на отметке испытания,  должно быть не менее четырех.

В первую ступень давления следует включить вес деталей установки, влияющих на нагрузку штампа.

При применении штампа типа II кольцевая пригрузка должна соответствовать напряжению szg,0  на отметке испытания.

2.4.2. Каждую ступень давления необходимо выдерживать до условной стабилизации деформации грунта.

Таблица 2

Наименование

грунтов

Степень влажности

Ступень давления DР, МПа (кгс/см2), при плотности сложения грунтов

Время условной стабилизации, ч

Плотные

Средней плотности

Рыхлые

Крупнообломочные

Sr£1,0

0,1(1,0)

0,5

Песчаные -пески крупные, средней крупности и мелкие, пылеватые

Sr£1,0

0,1(1,0)

0,05(0,5)

0,025(0,25)

0,5

Sr £ 0,5

0,1(1,0)

0,05(0,5)

0,025(0,25)

0,5

0,5<Sr£l,0

0,1(1,01)

0,05(0,5)

0,025(0,25)

1,0

Sr £ 0,5

0,05(0,5)

0,025(0,25)

0,01(0,1)

1,0

0,5<Sr£l,0

0,05(0,5)

0,025(0,25)

0,01(0,1)

2,0

Таблица 3

Наименование грунтов

Ступень давления DР, МПа (кгс/см2), при коэффициенте пористости е.

Время условной стабилизации, ч

е£0,5

0,5<å£0,8

0,8<е£1,1

е>1,1*

Пылевато-глинистые с показателем текучести

 

 

 

 

 

IL£0,25

0,1(1,0)

0,1(1,0)

0,05(0,5)

0,05(0,5)

1

0,25<IL£0,75

0,1(1,0)

0,05(0,5)

0,05(0,5)

0,025(0,25)

2

0,75<IL£1 

0,05(0,5)

0,025(0,25)

0,025(0,25)

0,01(0,1)

2

IL>1

0,05(0,5)

0,025(0,25)

0,01(0,1)

0,01(0,1)

3

* При коэффициенте пористости е>1,1 время условной стабилизации увеличивают на 1 ч.

Таблица 4

Наименование грунтов

Ступень давления DР, МПа (кгс/см2)

Время условной стабилизации, ч

Пылевато-глинистые:

просадочные природной влажности.

0,05(0,5)

1

просадочные после замачивания.

0,025(0,25)

2

илы

0,01(0,1)

4

Биогенные:

сапропели,

0,005(0,05)

4

слабозаторфованные грунты,

0,025(0,25)

3

средне- и сильно - заторфованные грунты

0,01(0,1)

3

торфы

0,01(0,1)

4

За критерии условной стабилизации деформации   принимают скорость осадки штампа, не превышающую 0,1 мм за время t, указанное в табл. 2-4.

Время выдержки каждой последующей ступени давления должно быть не менее времени выдержки предыдущей.

2.4.3. Отсчеты по прогибомерам на каждой ступени давления необходимо производить:

при испытании крупнообломочных и песчаных грунтов - через каждые 10 мин в течение первого получаса, 15 мин - в течение второго получаса и далее через 30 мин;

при испытании пылевато-глинистых грунтов - через каждые 15 мин в течение первого часа и 30 мин - в течение второго часа и далее через 1 ч.

2.4.4. Испытания просадочных грунтов с замачиванием следует проводить по схеме «двух кривых» или «одной кривой».

Выбор схемы испытаний должен быть произведен в зависимости от комплекса характеристик, необходимых для проектирования.

Испытания по схеме «двух кривых» следует выполнять при необходимости определения полного   комплекса   характеристик (п. 2.5.3), по схеме «одной кривой» - в случаях, когда достаточно определить модуль деформации грунта природной влажности и относительную просадочность при одном заданном давлении.

2.4.5. При испытаниях по схеме «одной кривой»  нагрузку на штамп увеличивают ступенями до заданного давления Р3 принимаемого в интервале 2,0 - 4,0 кгс/см2.

Давление Р3, должно быть установлено с учетом предполагаемого фактического давления на грунт в основании фундаментов, равного сумме давлений от нагрузки фундамента и собственного веса грунта в насыщенном водой состоянии на отметке испытания. После достижения условной стабилизации осадки на  последней ступени, соответствующей давлению Р3, грунт в основании штампа следует замочить и продолжать замачивание с измерениями просадки грунта до ее условной стабилизации при расходе воды не менее рассчитываемого по рекомендуемому приложению 4.

За критерий условной стабилизации просадки грунта следует принимать скорость осадки штампа, не превышающую 0,1 мм за 2 ч.

2.4.6. Испытания по схеме «двух кривых» следует проводить на одной глубине в двух шурфах,   расположенных на расстоянии 5-6 м.

В одном шурфе испытания необходимо выполнять в соответствии с требованиями п. 2.4.5, в другом - замочить грунт (при расходе воды не менее рассчитываемого по рекомендуемому приложению 4) после монтажа установки до приложения нагрузки, а затем нагружать штамп ступенями до давления Р3, продолжая замачивание грунта.

2.4.7. Отсчеты по прогибомерам после замачивания просадочного грунта  следует  производить  через  промежутки времени, указанные в п. 2.4.3.

2.4.8. Замачивание просадочных грунтов в основании штампа в котлованах, шурфах и дудках следует производить рассредоточенной струей во избежание размыва грунта, поддерживая уровень воды на 5-10 см выше поверхности песчаной подушки и измеряя расход воды.

2.4.9. По окончании испытаний выработку следует углубить ниже отметки испытания на глубину не менее двух диаметров штампа для контроля однородности испытываемого грунта.

2.5. Обработка результатов

2.5.1. Для вычисления модуля деформации Е строят график зависимости осадки от давления S = f(p), откладывая по оси абсцисс значения Р и по оси ординат - соответствующие им условно стабилизированные значения S (рекомендуемое приложение 8).

Через нанесенные на график четыре опытные точки необходимо провести осредняющую прямую методом наименьших квадратов или графическим методом.

За начальные значения Р0 и S0 (первая точка, включаемая в осреднение) принимают давление, равное напряжению szg,0 (п. 2.4.1) и соответствующую осадку; за конечные значения Рn и Sn- значения Pi и Si, соответствующие четвертой точке графика на прямолинейном участке.

Если при давлении Рiприращение осадки будет вдвое больше, чем для предыдущей ступени давления Pi-1, а при последующей ступени давления Pi-1 приращение осадки будет равно или больше приращения осадки при Рi, за конечные значения Рn и Snследует принимать Pi-1 и Si-1. При этом количество включаемых в осреднение точек должно быть на менее трех. В противном случае при испытании грунта необходимо применять меньшие ступени давления.

Примечание. При проведении испытании винтовым штампом (с сохранением природного напряженного состояния грунта) за начальные значения Р0 и S0 принимают значения Piи Si, соответствующие первой ступени нагрузки на графике S= f(p).

2.5.2.Модуль деформации грунта Е, МПа (кгс/см2), вычисляют для линейного участка графика  по формуле

,                                                                                (2)

где n- коэффициент Пуассона, принимаемый равным 0,27 - для крупнообломочных грунтов, 0,30 - для песков и супесей, 0,35 - для суглинков и 0,42 - для глин;

Кр - коэффициент, принимаемый в зависимости от заглубления штампа d/D;

d- глубина расположения штампа относительно поверхности грунта, см;

D - диаметр штампа, см:

Кi- коэффициент, принимаемый для жесткого круглого штампа равным 0,79;

- приращение давления на штамп (п. 2.5.1), МПа (кгс/см2), равное Рn-Р0;

DS- приращение осадки штампа, соответствующее , см, определяемое на осредняющей прямой.

Коэффициент Кр принимают равным 1 при испытаниях грунтов штампами в котлованах,  шурфах и дудках  независимо от d/D. При испытаниях грунтов винтовым штампом в буровых скважинах ниже забоя и в массиве без бурения скважин коэффициент Кр принимают по табл. 5.

Примечание. При испытаниях грунта штампом с плоской подошвой площадью 600 см2 (тип III) в забое буровых скважин допускается принимать коэффициент Кр, равным 1, независимо от d/D.

Таблица 5

d|D

0

1

2

3

4

³5

Кр

1

0,90

0,82

0,77

0,73

0,7

2.5.3. По результатам испытаний просадочных грунтов следует определять в соответствии с указаниями обязательного приложения 9:

по схеме «одной кривой» - модуль деформации грунта природной влажности Е и относительную просадочность esl при заданном давлении Рз;

по схеме «двух кривых» - модули деформации грунта природной влажности Е и водо-насыщенном состоянии Еsat (после замачивания), начальное просадочное давление Рsi и относительную просадочность esl при различных давлениях.

3. МЕТОД ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА РАДИАЛЬНЫМ ПРЕССИОМЕТРОМ

3.1. Условия проведения испытаний.

3.1.1. При испытаниях грунта радиальным прессиометром применяют следующее оборудование и способы проходки скважин, обеспечивающие сохранение природного напряженного состояния грунта:

самозабуривающиеся прессиометры;

бурение скважин под защитой тяжелых растворов;

проходку участка скважины, на котором будут производиться испытания, с помощью подвижной колонны обсадных труб.

В грунтах, обеспечивающих устойчивость стенок  скважины, допускается проведение испытаний без сохранения природного напряженного состояния.

3.1.2. Начиная с отметки на 1 м выше участка, на котором будут производиться испытания грунта, скважины, следует проходить. Вращательным способом с помощью колонковой трубы, обуривающего грунтоноса или буровой ложки, частота вращения которых не должна превышать 60 об/мин, осевая нагрузка на буровой наконечник - не более 1000 Н (100кгс).

Запрещается применение ударно-канатного, вибрационного и шнекового способов бурения на этом участке.

Допускается проходка вдавливающим способом кольцевым забоем с помощью тонкостенного бурового цилиндрического наконечника, нижний режущий край которого имеет внутренний угол заострения 10-15°; внутренний диаметр башмака этого наконечника должен быть на 1-2 мм меньше внутреннего диаметра корпуса, а наружный диаметр башмака - на 2-3 мм больше наружного диаметра корпуса наконечника.

3.1.3. Диаметр скважин не должен превышать диаметр зонда прессиометра более чем на 10 мм.

3.2. Приборы и оборудование

3.2.1. В состав установки для испытании грунта радиальным прессиометром должны входить:

зонд;

устройство для создания и измерения давления в камере зонда;

устройство для измерения перемещений оболочки зонда.

3.2.2. Конструкция установки должка обеспечивать:

возможность  создания   давления на грунт  ступенями по 0,01-0,1 МПа (0,1-1,0 кгс/см2);

постоянство давления на каждой ступени;

возможность тарировки зонда.

3.2.3. Дл

ГОСТ 20276-85 ГРУНТЫ МЕТОДЫ ПОЛЕВОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕФОРМИРУЕМОСТИ

		

ГОСТ 20276-99

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГРУНТЫ

Методы полевого определения характеристик
прочности и деформируемости

МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ И ТЕХНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ
В СТРОИТЕЛЬСТВЕ (МНТКС)

Москва

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Государственным предприятием - Научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторско-технологическим институтом оснований и подземных сооружений (НИИОСП) им. Герсеванова с участием Производственного и научно-исследовательского института по инженерным изысканиям в строительстве (ПНИИИС) и Государственного дорожного научно-исследовательского института (СоюздорНИИ) Российской Федерации

ВНЕСЕН Госстроем России

2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации и техническому нормированию (МНТКС) 2 декабря 1999 г.

За принятие проголосовали

Наименование государства

Наименование органа государственного управления строительством

Республика Армения

Министерство градостроительства Республики Армения

Республика Казахстан

Казстройкомитет

Кыргызская Республика

Государственная инспекция по архитектуре и строительству при Правительстве Кыргызской Республики

Республика Молдова

Министерство развития территорий, строительства и коммунального хозяйства Республики Молдова

Российская Федерация

Госстрой России

Республика Таджикистан

Комархстрой Республики Таджикистан

Республика Узбекистан

Госкомархитектстрой Республики Узбекистан

Украина

Госстрой Украины

3 ВЗАМЕНГОСТ 20276-85, ГОСТ 21719-80, ГОСТ 23253-78, ГОСТ 23741-79

4 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 июля 2000 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 23 декабря 1999 г. № 84

ГОСТ 20276-99

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГРУНТЫ

Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

SOILS

Field methods for determining the strength and strain characteristics

Дата введения 2000-07-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости грунтов при их исследовании для строительства.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 12071-84 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов

ГОСТ 12536-79 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного составов

ГОСТ 20522-96 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний

ГОСТ 27751-88 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету

ГОСТ 30416-96 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения

ГОСТ 30672-99 Грунты. Полевые испытания. Общие положения

3 Определения

Основные термины, используемые в настоящем стандарте, и их определения приведены в ГОСТ 30416 и ГОСТ 30672.

4 Общие положения

4.1 Настоящий стандарт устанавливает следующие методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости грунтов:

испытание штампом, испытание радиальным прессиометром, испытание лопастным прессиометром, испытание плоским дилатометром, испытание самозабуривающимся лопастным прессиометром гирляндного типа, срез целиков грунта, вращательный, поступательный и кольцевой срезы - для немерзлых грунтов;

испытание горячим штампом - для мерзлых грунтов.

Примечание - По специальному заданию могут применяться другие методы испытаний и конструкции приборов, обеспечивающие моделирование процессов нагружения грунта.

4.2 Общие требования к полевым испытаниям грунтов, оборудованию и приборам, подготовке площадок и выработок для испытаний приведены в ГОСТ 30672.

4.3 Испытания грунта проводят в горных выработках (расчистках, котлованах, шурфах, штреках, буровых скважинах и т.д.) или в массиве грунта при сохранении природного сложения грунта. Схемы испытаний для определения характеристик деформируемости приведены в приложении А.

4.4 При проходке опытной скважины запрещается применение ударно-канатного, вибрационного и шнекового бурения, начиная с отметки на 1 м выше участка, на котором будет производиться испытание. На этом участке скважину следует проходить вращательным способом с помощью колонковой трубы, обуривающего грунтоноса или буровой ложки, частота вращения которых не должна превышать 60 об/мин, осевая нагрузка на буровой наконечник - не более 0,5 кН.

4.5 При бурении скважин для испытания грунта ниже уровня подземных вод не допускается понижение уровня подземных вод в скважине.

4.6 Промежуток времени между окончанием бурения опытной скважины и началом испытания грунта выше уровня подземных вод не должен превышать 2 ч, ниже уровня подземных вод - 0,5 ч. Исключение составляют испытания грунта штампами, при которых за указанное время необходимо только установить штамп на забой выработки.

4.7 Проходку горных выработок в мерзлых грунтах надлежит осуществлять до требуемой по условиям испытаний глубины, но не менее глубины максимального сезонного оттаивания, а в условиях несливающейся вечномерзлой толщи - до верхней границы этой толщи.

4.8 Минимальная толщина однородного слоя испытываемого грунта должна составлять не менее двух диаметров штампа при испытании грунта штампом и 1,5 высоты рабочего наконечника при испытании грунта прессиометрами, дилатометрами и на срез в скважинах и в массиве.

4.9 На отметке испытания грунта в скважинах и других выработках должны быть отобраны образцы и в лабораторных условиях определены физические характеристики: гранулометрический состав по ГОСТ 12536, влажность и плотность грунта, плотность частиц грунта, влажность на границах раскатывания и текучести по ГОСТ 5180, а также вычислены плотность сухого грунта, коэффициент пористости, степень влажности, число пластичности и показатель текучести.

4.10 Образцы грунта для определения его физических характеристик следует отбирать на расстоянии не более 3 м от оси выработки для проведения испытаний.

4.11 В процессе испытаний ведут журналы по формам, приведенным в приложении Б.

5 Метод испытания штампом

5.1 Сущность метода

5.1.1 Испытание грунта штампом проводят для определения следующих характеристик деформируемости:

модуля деформации Е для крупнообломочных грунтов, песков, глинистых, органоминеральных и органических грунтов; начального просадочного давления psl, относительной деформации просадочности esl для просадочных глинистых грунтов при испытании с замачиванием, кроме набухающих и засоленных грунтов при испытании с замачиванием.

5.1.2 Характеристики определяют по результатам нагружения грунта вертикальной нагрузкой в забое горной выработки с помощью штампа.

Результаты испытаний оформляют в виде графиков зависимости осадки штампа от нагрузки.

5.1.3 При испытании грунта в шурфе размеры шурфа определяют в зависимости от необходимости крепления его стен и глубины проходки. Минимальные размеры шурфа в плане - 1,5 ´ 1,5 м.

Диаметр дудки, проходимой механизированным способом, должен быть не менее 0,9 м.

Диаметр опытной буровой скважины должен быть 325 мм. Бурение скважины следует вести с обсадкой трубами до забоя.

5.1.4 Замачивание просадочных грунтов при испытаниях в котлованах и дудках следует проводить до степени влажности Sr > 0,8 на глубину не менее двух диаметров штампа ниже его подошвы.

Примечание - Для контроля влажности грунтов допускается применять радиоизотопный метод.

5.2 Оборудование и приборы

5.2.1 В состав установки для испытания грунта штампом должны входить:

- штамп;

- устройство для создания и измерения нагрузки на штамп;

- анкерное устройство (для установок без грузовой платформы);

- устройство для измерения осадок штампа;

- устройство для замачивания и контроля влажности грунта (при испытании просадочных грунтов).

5.2.2 Конструкция установки должна обеспечивать:

- возможность нагружения штампа ступенями давления по 0,01 - 0,1 МПа;

- центрированную передачу нагрузки на штамп;

- постоянство давления на каждой ступени нагружения.

5.2.3 Штампы должны быть жесткими, круглой формы, следующих типов:

I - с плоской подошвой площадью 2500 и 5000 см2;

II - с плоской подошвой площадью 1000 см2 с кольцевой пригрузкой по площади, дополняющей площадь штампа до 5000 см2;

III - с плоской подошвой площадью 600 см2;

IV - винтовой штамп площадью 600 см2 (приложение В).

5.2.4 Тип и площадь штампа назначают в зависимости от испытываемого грунта по таблице 5.1.

Таблица 5.1

Грунты

Положение штампа относительно уровня подземных вод

Глубина испытания, м

Место проведения испытания

Штамп

Тип

Площадь, см2

Крупнообломочные

На уровне подземных вод и выше

По всей толще

В котловане, шурфе, дудке

I

5000

Пески плотные и средней плотности

I

2500

Глины и суглинки с IL£ 0,25; супеси с IL£ 0

II

1000

Пески рыхлые; глины и суглинки с IL > 0,25; супеси с IL > 0

На уровне подземных вод и выше

По всей толще

В котловане, шурфе, дудке

I

5000

Органоминеральные и органические

II

1000

Просадочные при испытаниях с замачиванием

Выше уровня подземных вод

По всей толще

В котловане, шурфе, дудке

I

5000

Крупнообломочные

На уровне подземных вод и выше

Ниже 6

В забое скважины

III

600

Пески плотные

Глины и суглинки с IL£ 0,5; супеси с IL£ 0

Пески

Глинистые при любых значениях показателя текучести

На уровне подземных вод и выше

Ниже 6

В забое скважины

IV

600

Органоминеральные и органические

Ниже уровня подземных вод

По всей толще

Ниже забоя скважины

IV

600

Глины и суглинки с IL > 0,5; супеси с IL > 1

Органоминеральные и органические

Выше и ниже уровня подземных вод

До 10

В массиве без бурения скважины

IV

600

5.2.5 Нагружение штампа осуществляют домкратом или тарированным грузом.

Домкраты должны быть предварительно оттарированы.

Нагрузку измеряют с погрешностью не более 5 % ступени давления.

5.2.6 Прогибомеры для измерения осадки штампа должны быть закреплены на реперной системе. Штамп должен быть соединен с прогибомером нитью из стальной проволоки диаметром 0,3 - 0,5 мм. Измерительная система должна обеспечивать измерение осадок с погрешностью не более 0,1 мм.

Необходимо учитывать деформацию проволоки от температурных воздействий и вводить поправку в показания прогибомеров. Поправку определяют по показаниям контрольного прогибомера по 5.3.7. Осадку штампа следует определять как среднеарифметическое значение показаний трех прогибомеров, фиксирующих осадку штампа в трех точках, расположенных под углом 120° от центра штампа.

Для измерения осадки штампа допускается применять другие приборы, обеспечивающие измерение осадок с погрешностью не более 0,1мм.

Примечание - При испытании грунтов в скважинах и измерении осадок штампа по перемещениям верха колонны труб, служащих для передачи нагрузки на штамп, учитывают деформацию сжатия труб от нагрузки и предусматривают мероприятия, исключающие их продольный изгиб.

5.2.7 Реперная система, на которой крепят прогибомеры, должна состоять из четырех свай, забиваемых или завинчиваемых попарно в грунт с противоположных сторон выработки на расстоянии 1,0 - 1,5 м от краев, и прикрепляемых к ним параллельно металлических ригелей, на которых устанавливают прогибомеры. Глубина погружения свай в грунт должна обеспечивать неподвижность реперной системы в процессе испытания.

5.3 Подготовка к испытанию

5.3.1 При испытаниях в котлованах, шурфах и дудках штамп с плоской подошвой устанавливают на дно выработки. Для достижения плотного контакта подошвы штампа с грунтом необходимо произвести не менее двух поворотов штампа вокруг его вертикальной оси, меняя направление поворота. После установки штампа проверяют горизонтальность его положения.

В глинистых грунтах с IL > 0,75 штамп следует устанавливать в выемку, устраиваемую на дне выработки. Глубина выемки должна быть 40 - 60 см, поперечный размер выемки не должен превышать диаметр штампа более чем на 10 см.

Стенки выемки при необходимости следует закрепить.

5.3.2 Поверхность грунта в пределах площади установки штампа должна быть тщательно спланирована. При затруднении в планировке грунта следует устраивать из маловлажного песка мелкого или средней крупности подушку толщиной 1 - 2 см для глинистых и не более 5 см - для крупнообломочных грунтов.

При испытаниях штампами площадью 5000 см2 просадочных грунтов с замачиванием толщина подушки должна составлять 2 - 3 см для обеспечения дренирования воды в грунт. Подушку следует укладывать по всей площади установки штампа и вокруг него на расстоянии не менее 10 см.

5.3.3 При испытаниях в скважинах штампом типа III площадью 600 см2 установку штампа производят после зачистки забоя скважины специальным буровым наконечником-зачистителем в несколько приемов с его извлечением на поверхность после каждой зачистки.

Штамп, прикрепленный к колонне труб диаметром 219мм, имеющей направляющие хомуты, опускают в скважину и добиваются плотного контакта штампа с грунтом не менее чем двумя поворотами колонны труб вокруг оси. Штамп должен быть установлен ниже обсадной трубы на глубину 2 - 3 см.

5.3.4 Погружение винтового штампа производят завинчиванием механически или вручную ниже забоя скважины или с поверхности в массив грунта без бурения скважины. При испытаниях в скважинах глубина завинчивания винтового штампа ниже забоя скважины должна составлять 50 см для глинистых грунтов текучепластичной и текучей консистенции и насыщенных водой песков и 30 см - для остальных грунтов. Допускается увеличивать указанную глубину в случаях, когда при измерениях осевой нагрузки на штамп исключается влияние трения грунта по боковой поверхности ствола.

5.3.5 В процессе завинчивания винтового штампа должен проводиться контроль за его погружением по отношению глубины погружения штампа за один оборот Dh к шагу винтовой лопасти а. Это отношение должно находиться в пределах

.                                                            (5.1)

5.3.6 После установки штампа монтируют устройство для нагружения штампа, анкерное устройство и измерительную систему.

5.3.7 Контрольный прогибомер устанавливают на реперной системе, его нить закрепляют к неподвижному реперу, устраиваемому в стене выработки; длина нити должна быть равна длине нити прогибомера, измеряющего осадку штампа.

5.3.8 После монтажа всех устройств и измерительной системы записывают начальные показания приборов.

5.4 Проведение испытания

5.4.1 Нагрузку на штамп следует увеличивать ступенями давлений Dp, указанными в таблицах 5.2 - 5.4.

Общее число ступеней давления после достижения давления, соответствующего вертикальному нормальному напряжению от собственного веса грунта szg,0 на отметке испытания, должно быть не менее четырех.

В первую ступень давления следует включить вес деталей установки, влияющих на нагрузку штампа.

При применении штампа типа II кольцевая пригрузка должна соответствовать напряжению szg,0 на отметке испытания.

Время выдержки каждой последующей ступени давления должно быть не менее времени выдержки предыдущей.

Таблица 5.2

Грунты

Коэффициент водонасыщения

Ступени давления Dр, МПа, при плотности сложения грунтов

Время условной стабилизации деформации t, ч

Плотные

Средней плотности

Рыхлые

Крупнообломочные

Sr£ 1,0

0,1

0,1

0,1

0,5

Пески крупные

Sr£ 1,0

0,1

0,05

0,025

0,5

Пески средней крупности

Sr£ 0,5

0,1

0,05

0,025

0,5

0,5 < Sr < 1,0

0,1

0,05

0,025

1,0

Пески мелкие и пылеватые

Sr£ 0,5

0,05

0,025

0,01

1,0

0,5 < Sr£ 1,0

0,05

0,025

0,01

2,0

Таблица 5.3

Грунты

Ступени давления Д р, МПа, при коэффициенте пористости

Время условной стабилизации деформации t, ч

е£ 0,5

0,5 < е£ 0,8

0,8 < e £ 1,1

е > 1,1*

Глинистые с показателем текучести:

 

 

 

 

 

IL£ 0,25

0,1

0,1

0,05

0,05

1

0,25 < IL£ 0,75

0,1

0,05

0,05

0,025

2

0,75 < IL£ 1

0,05

0,025

0,025

0,01

2

IL > 1

0,05

0,025

0,01

0,01

3

* При коэффициенте пористости е > 1,1 время условной стабилизации увеличивается на 1 ч.

Таблица 5.4

Грунты

Ступени давления Dр, МПа

Время условной стабилизации деформации t, ч

Просадочные природной влажности

0,05

1

Просадочные после замачивания

0,025

2

Органоминеральные и органические

0,005 - 0,01

4

5.4.2 Каждую ступень давления выдерживают до условной стабилизации деформации грунта (осадки штампа).

За критерий условной стабилизации деформации принимают скорость осадки штампа, не превышающую 0,1мм за время t, указанное в таблицах 5.2 - 5.4.

5.4.3 Отсчеты по прогибомерам на каждой ступени нагружения производят:

- при испытании крупнообломочных грунтов и песков через каждые 10 мин в течение первого получаса, 15 мин в течение второго получаса и далее через 30 мин до условной стабилизации деформации грунта;

- при испытании глинистых грунтов через каждые 15 мин в течение первого часа, 30 мин в течение второго часа, далее через 1 ч до условной стабилизации деформации грунта.

5.4.4 Испытания просадочных грунтов с замачиванием следует проводить по схеме «двух кривых» или «одной кривой».

Выбор схемы испытаний должен быть произведен в зависимости от комплекса характеристик, необходимых для проектирования.

Испытания по схеме «двух кривых» следует выполнять при необходимости определения полного комплекса характеристик (5.5.3), по схеме «одной кривой» - в случаях, когда достаточно определить модуль деформации грунта природной влажности и относительную просадочность при одном заданном давлении.

5.4.5 При испытаниях по схеме «одной кривой» нагрузку на штамп увеличивают ступенями до заданного давления pз, принимаемого в интервале 0,2 - 0,4 МПа.

Давление должно быть установлено с учетом предполагаемого фактического давления на грунт в основании фундамента, равного сумме давлений от нагрузки фундамента и собственного веса грунта в насыщенном водой состоянии на отметке испытания.

После достижения условной стабилизации осадки на последней ступени, соответствующей давлению рз, грунт в основании штампа следует замочить и продолжать замачивание с измерениями просадки грунта до ее условной стабилизации при расходе воды не менее рассчитываемого по приложению Г.

За критерий условной стабилизации просадки грунта следует принимать скорость осадки штампа, не превышающую 0,1 мм за два часа.

5.4.6 Испытания по схеме «двух кривых» следует проводить на одной глубине в двух шурфах, расположенных на расстоянии 5 - 6 м.

В одном шурфе испытания необходимо выполнять в соответствии с требованиями 5.4.5, в другом - замочить грунт (при расходе воды не менее рассчитываемого по приложению Г) после монтажа установки до приложения нагрузки, а затем нагружать штамп ступенями до давления рз, продолжая замачивание грунта.

5.4.7 Отсчеты по прогибомерам после замачивания просадочного грунта следует производить через промежутки времени, указанные в 5.4.3.

5.4.8 Замачивание просадочных грунтов в основании штампа в котлованах, шурфах и дудках следует производить рассредоточенной струёй во избежание размыва грунта, поддерживая уровень воды на 5 - 10 см выше поверхности песчаной подушки и измеряя расход воды.

5.4.9 По окончании испытаний выработку следует углубить ниже отметки испытания на глубину не менее двух диаметров штампа для контроля однородности испытываемого грунта.

5.4.10 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении Б.

5.5 Обработка результатов

5.5.1 По данным испытаний строят график зависимости осадки штампа от давления S = f(р) (приложение Д).

На графике проводят осредняющую прямую методом наименьших квадратов или графическим методом.

За начальные значения р0 и S0 (первая точка, включаемая в осреднение) принимают давление, равное напряжению szg,0 (5.4.1), и соответствующую осадку; за конечные значения pn и Sn - значения pi и Si соответствующие четвертой точке графика на прямолинейном участке.

Если при давлении рi приращение осадки будет вдвое больше, чем для предыдущей ступени давления рi-1, а при последующей ступени давления рi+1 приращение осадки будет равно или больше приращения осадки при рi за конечные значения pn и Sn следует принимать pi-1 и Si-1. При этом количество включаемых в осреднение точек должно быть не менее трех. В противном случае при испытании грунта необходимо применять меньшие ступени давления.

Примечание - При проведении испытаний винтовым штампом (с сохранением природного напряженного состояния грунта) за начальные значения р0 и S0 принимают значения рi и Si, соответствующие первой ступени нагрузки на графике S = f(p).

5.5.2 Модуль деформации грунта Е, МПа, вычисляют для линейного участка графика по формуле

,                                                  (5.2)

где v - коэффициент Пуассона, принимаемый равным 0,27 для крупнообломочных грунтов; 0,30 - для песков и супесей; 0,35 - для суглинков; 0,42 - для глин;

Кp - коэффициент, принимаемый в зависимости от заглубления штампа h/D (h - глубина расположения штампа относительно поверхности грунта, см; D - диаметр штампа, см);

К1 - коэффициент, принимаемый равным 0,79 для жесткого круглого штампа;

Dp - приращение давления на штамп (5.5.1), МПа, равное pn- p0;

DS - приращение осадки штампа, соответствующее Dp, см, определяемое по осредняющей прямой.

Коэффициент Кp принимают равным 1 при испытаниях грунтов штампами в котлованах, шурфах и дудках. При испытаниях грунтов винтовым штампом в буровых скважинах ниже забоя и в массиве без бурения скважин коэффициент Кp принимают в зависимости от отношения h/D по таблице 5.5, где h - глубина расположения штампа относительно поверхности грунта, см.

Примечание - При испытаниях грунта штампом типа III в забое буровых скважин допускается принимать коэффициент Кp равным 1 независимо от h/D.

Таблица 5.5

h/D

0

1

2

3

4

³ 5

Kp

1

0,90

0,82

0,77

0,73

0,70

5.5.3 По результатам испытаний просадочных грунтов следует определять в соответствии с указаниями приложения Е:

- модуль деформации грунта природной влажности Е и относительную просадочность esl при заданном давлении рз - при испытании по схеме «одной кривой»;

- модуль деформации грунта природной влажности Е и в водонасыщенном состоянии Еsat, (после замачивания), начальное просадочное давление рsl и относительную просадочность esl при различных давлениях - при испытании по схеме «двух кривых».

6 Метод испытания радиальным прессиометром

ГОСТ 20276-99 ГРУНТЫ МЕТОДЫ ПОЛЕВОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ И ДЕФОРМИРУЕМОСТИ

		

ГОСТ 20522-96

Межгосударственный стандарт

ГРУНТЫ

Методы статистической обработки
результатов испытаний

МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, ТЕХНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ
И СЕРТИФИКАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ (МНТКС)

МОСКВА

Предисловие

1. Разработан Государственным предприятием - Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова (НИИОСП им. Герсеванова), Производственным и научно-исследовательским институтом по инженерным изысканиям в строительстве (ПНИИИС), Акционерным обществом «Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева» (АО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева»), Государственным дорожным научно-исследовательским институтом (Союздорнии), Государственным предприятием - Инженерно-методологический центр «Стройизыскания» Российской Федерации.

Внесен Минстроем России.

2.    Принят Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 15 мая 1996 г.

За принятие проголосовали

Наименование государства

Наименование органа государственного управления строительством

Азербайджанская Республика

Госстрой Азербайджанской Республики

Республика Армения

Госупрархитектуры Республики Армения

Республика Беларусь

Минстройархитектуры Республики Беларусь

Республика Казахстан

Минстрой Республики Казахстан

Кыргызская Республика

Госстрой Кыргызской Республики

Республика Молдова

Минархстрой Республики Молдова

Российская Федерация

Минстрой России

Республика Узбекистан

Госкомархитекстрой Республики Узбекистан

3. ВзаменГОСТ 20522-75

4. Введен в действие с 1 января 1997 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Минстроя России от 1 августа 1996 г. № 18-58.

ГОСТ 20522-96

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГРУНТЫ

МЕТОДЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

SOILS

STATISTICAL TREATMENT OF THE TEST RESULTS

Дата введения 1997-01-01

1. Область применения

Настоящий стандарт устанавливает применяемые при инженерно-геологических изысканиях, проектировании и строительстве методы статистической обработки результатов испытаний грунтов, составляющих различные грунтовые объекты (основания сооружений, склоны, массивы, вмещающие подземные сооружения, грунтовые сооружения и их элементы и т. д.).

Методы применяют для статистической обработки результатов определений физических и механических (прочностных и деформационных) характеристик всех грунтов, а также при выделении основных грунтовых единиц - инженерно-геологических и расчетных грунтовых элементов (разделы 3 и 4).

2. Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины.

Вероятность - числовая характеристика степени возможности появления какого-либо определенного события в тех или иных определенных условиях, которые могут повторяться неограниченное число раз, выражается в долях единицы или процентах.

Вероятности, с которыми характеристики грунтов, трактуемые, как случайные величины, принимают те или иные значения, образуют распределение вероятностей, для установления которого по выборочным данным оценивают один или несколько параметров распределения.

Доверительный интервал - интервал, вычисленный по выборочным данным, который с заданной вероятностью (доверительной) накрывает неизвестное истинное значение оцениваемого параметра распределения.

Доверительная вероятность - вероятность того, что доверительный интервал накроет неизвестное истинное значение параметра, оцениваемого по выборочным данным.

Односторонняя доверительная вероятность - вероятность того, что неизвестное истинное значение параметра не выйдет за пределы нижней (или верхней) границы доверительного интервала.

Среднее значение (выборочное) - среднеарифметическое из частных значений, образующих выборку независимых друг от друга и от пространственных координат величин.

Коэффициент вариации - мера отклонения опытных данных от выборочного среднего значения, выражаемая в долях единицы или процентах, вычисляется по формуле (5).

Сравнительный коэффициент вариации - мера изменчивости величины, зависящая от начала отсчета выборки, вычисляется по формуле (А.1) приложения А.

Метод наименьших квадратов - метод статистической оценки функциональной зависимости путем установления таких ее параметров, при которых сумма квадратов отклонений опытных данных от этой зависимости является минимальной.

Среднеквадратическое отклонение - мера отклонения опытных данных от выборочного среднего значения или от функциональной зависимости, выражаемая в абсолютных единицах, вычисляется по формулам (4), (12).

Число степеней свободы - число независимых наблюдений, равное числу определений n характеристики минус число оцениваемых статистических параметров.

Инженерно-геологический элемент (ИГЭ) - основная грунтовая единица при инженерно-геологической схематизации грунтового объекта, определяемая положениями 3.4.

Расчетный грунтовый элемент (РГЭ) - основная грунтовая единица, выделяемая с учетом применяемого при проектировании грунтового объекта расчетного или экспериментального метода, определяемая положениями 3.4.

3. Общие положения

3.1. Статистическую обработку результатов испытаний проводят для оценки неоднородности грунтов, выделения инженерно-геологических элементов (ИГЭ) и вычисления нормативных и расчетных значений характеристик грунтов.

3.2. Неоднородность грунта оценивается с помощью коэффициента вариации характеристик грунта (5.4). Для сравнения неоднородности по разным характеристикам может применяться сравнительный коэффициент вариации, определяемый по приложению А.

3.3. Статистическую обработку проводят для частных значений характеристик грунтов или фиксируемых в отдельных испытаниях величин, которые составляют случайную выборку.

При наличии закономерного изменения характеристики в каком-либо направлении (чаще всего с глубиной) статистическая обработка проводится для определения параметров аналитической зависимости, аппроксимирующей опытные точки линейной или кусочно-линейной функцией.

3.4. Статистическую обработку результатов испытаний выполняют для ИГЭ или РГЭ.

За ИГЭ принимают некоторый объем грунта одного и того же происхождения и вида при условии, что значения характеристик грунта изменяются в пределах элемента случайно (незакономерно), либо наблюдающаяся закономерность такова, что ею можно пренебречь. В последнем случае должны выполняться требования 4.5. ИГЭ наделяют постоянными нормативными и расчетными значениями характеристик. Комплекс ИГЭ образует инженерно-геологическую модель объекта.

За РГЭ принимают некоторый объем грунта не обязательно одного и того же происхождения и вида, в пределах которого нормативные и расчетные значения характеристик при проектировании грунтового объекта по условиям применяемого расчетного или экспериментального метода могут быть постоянными или закономерно изменяющимися по направлению (чаще всего по глубине). РГЭ может включать часть одного или несколько ИГЭ. Комплекс РГЭ образует расчетную геомеханическую модель объекта.

Примечание - Объем, местоположение и конфигурацию ИГЭ и РГЭ устанавливают с учетом геологических данных и сведений об объекте строительства.

3.5. Для всех характеристик грунта вычисляют нормативные, а для характеристик, используемых в расчетах, и расчетные значения.

Нормативные значения характеристик определяют как среднестатистические, получаемые осреднением их частных значений, или отвечающие осредненным по частным значениям аппроксимирующим зависимостям между измеряемыми в опытах величинами (или функционально с ними связанными величинами), или зависимостям каких-то из этих величин от координат по одному из направлений.

Расчетное значение получают делением нормативного значения на коэффициент надежности по грунту.

3.6. Коэффициент надежности по грунту должен устанавливаться с учетом изменчивости и числа определений характеристики (числа испытаний) при заданной доверительной вероятности.

Примечания.

1. По указаниям норм проектирования различных видов сооружений при вычислении расчетного значения характеристики могут вводиться и другие коэффициенты, учитывающие влияние факторов, которые не могут быть учтены статистическим путем.

2. Для отдельных характеристик грунтов по указаниям норм проектирования различных видов сооружений их расчетные значения могут быть приняты равными нормативным значениям.

3.7. Значения доверительной вероятности при вычислении расчетного значения характеристики грунта принимают в соответствии с рекомендациями норм проектирования различных видов сооружений.

3.8. Опытные данные, для которых проводится статистическая обработка, должны быть получены единым методом испытания.

3.9. Применяемые в настоящем стандарте методы статистической обработки используют нормальный или логарифмически нормальный закон распределения вероятностей.

3.10. Настоящие методы применяют при числе определений характеристик грунтов или фиксируемых в опытах величин не менее шести.

4. Выделение инженерно-геологического элемента (ИГЭ) и расчетного грунтового элемента (РГЭ)

4.1. Исследуемые грунты предварительно разделяют на ИГЭ с учетом их происхождения, текстурно-структурных особенностей и вида.

Характеристики грунтов в каждом предварительно выделенном ИГЭ анализируют с целью установить и исключить значения, резко отличающиеся от большинства значений, если они вызваны ошибками в опытах или принадлежат другому ИГЭ.

4.2. Окончательное выделение ИГЭ проводят на основе оценки характера пространственной изменчивости характеристик грунтов и их коэффициента вариации, а также сравнительного коэффициента вариации. При этом необходимо установить, изменяются характеристики грунтов в пределах предварительно выделенного ИГЭ случайным образом или имеет место их закономерное изменение в каком-либо направлении (чаще всего с глубиной).

Для анализа используют физические характеристики, а при достаточном количестве и механические.

Примечание - Для выделения ИГЭ наряду с физическими и механическими характеристиками грунтов могут использоваться фиксируемые в опытах величины или показатели, получаемые с помощью зондирования и других экспресс-методов.

4.3. Для оценки характера пространственной изменчивости характеристик их наносят на инженерно-геологические разрезы в точках их определения, строят графики рассеяния, а также графики зондирования. Для выявления закономерного изменения характеристик строят точечные графики изменения их значений по направлению или применяют положения 1 и 2 приложения Д.

4.4. Если установлено, что характеристики грунтов изменяются в пределах предварительно выделенного ИГЭ случайным образом, этот элемент принимают за окончательный независимо от значений коэффициента вариации (5.4) характеристик.

За единый инженерно-геологический элемент могут быть приняты грунты, представленные часто сменяющимися тонкими (менее 20 см) слоями и линзами грунтов различного вида. Слои и линзы, сложенные рыхлыми песками, глинистыми грунтами с показателем текучести более 0,75, илами, сапропелями, заторфованными грунтами и торфами, следует рассматривать как отдельные инженерно-геологические элементы независимо от их толщины.

4.5. При наличии закономерного изменения характеристик грунтов в каком-либо направлении (чаще всего с глубиной) следует решить вопрос о необходимости разделения предварительно выделенного ИГЭ на два или несколько новых ИГЭ.

Дополнительное разделение ИГЭ не проводят, если выполняется условие

V < Vдоп,                                                                     (1)

где V - коэффициент вариации (5.4);

Vдоп - допустимое значение V, принимаемое равным для физических характеристик 0,15, а для механических (см. 4.2) - 0,30.

Если коэффициенты вариации превышают указанные значения, дальнейшее разделение ИГЭ проводят так, чтобы для вновь выделенных ИГЭ выполнялось условие (1).

Разделение ИГЭ может быть проведено на основе сравнения средних значений характеристик грунта во вновь выделенных ИГЭ в соответствии с приложением Б.

4.6. При проведении дополнительного разделения первоначально выделенного ИГЭ (4.5), определяя границы вновь выделяемых ИГЭ, необходимо учитывать:

- наличие тенденции к скачкообразному изменению характеристик грунтов;

- положение уровня подземных вод;

- наличие зон просадочных, набухающих и засоленных грунтов и грунтов с примесью органических веществ;

- наличие в скальных грунтах зон разной степени выветрелости и разгрузки;

- наличие в элювиальных грунтах зон разной степени выветрелости;

- наличие зон грунтов разной консистенции;

- наличие в вечномерзлых грунтах зон разной степени льдистости и цементации льда.

4.7. Выделение РГЭ проводят на основе выделенных при инженерно-геологической схематизации ИГЭ применительно к конкретному методу расчета объекта (экспериментального метода) с наделением его конкретными характеристиками, необходимыми для возможности использования этого метода. При этом РГЭ в общем случае могут не совпадать с ИГЭ по одному или нескольким показателям (по форме, размерам, местоположению, характеристикам и их значениям).

В РГЭ могут быть также объединены два соседних ИГЭ, представленных грунтами разного происхождения, но одного вида, если выполняются требования приложения Б.

4.8. При выделении РГЭ, в пределах которых значения характеристик принимаются закономерно (не скачкообразно) изменявшимися по направлению (например, по глубине) оценку этой изменчивости производят с использованием положений 1 и 2 приложения Д, а критерием возможности выделения РГЭ является условие (1), в котором коэффициент вариации вычисляется по формуле (Д.3) приложения Д. Если условие (1) не выполняется, то проводят разделение РГЭ так, чтобы выполнялось условие (1).

5. Вычисление нормативных и расчетных значений характеристик грунтов, представленных одной величиной

ГОСТ 20522-96 ГРУНТЫ МЕТОДЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

		

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

МЕТОДЫ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ НА СРЕЗ В СКВАЖИНАХ И В МАССИВЕ

ГОСТ 21719-80

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.. 2

2. МЕТОД ВРАЩАТЕЛЬНОГО СРЕЗА.. 3

3. МЕТОД КОЛЬЦЕВОГО СРЕЗА.. 5

4. МЕТОД ПОСТУПАТЕЛЬНОГО СРЕЗА.. 9

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. 10

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. 11

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. 11

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. 12

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. 16

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

РАЗРАБОТАН

Производственным и научно-исследовательским институтом по инженерным изысканиям в строительстве Госстроя СССР

Научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

Л.С. Амарян, д-р техн. наук (руководитель темы); А.В. Васильев, канд. геол.-минер. наук; А.Я. Рубинштейн, канд. геол.-минер. наук; Э.Р. Черняк, канд. геол.-минер. наук; Л.Г. Мариупольский, канд. техн. наук; А.Н. Скачко, канд. техн. наук; А.А. Шерман; Л.Е. Темкин; Е.Н. Хрусталев; Ю.Ф. Якимов; В.Б. Швец, д-р техн. наук.

ВНЕСЕН Производственным и научно-исследовательским институтом по инженерным изысканиям в строительстве Госстроя СССР

Зам. директора В.В. Баулин

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 23 мая 1980 г. № 74

Взамен ГОСТ 21719-76

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

Методы полевых испытаний

на срез в скважинах и в массиве

Soils. In-situ methods of shearing test

 in boreholes and in massiv

ГОСТ

21719-80

Введен в действие с 01.01.81

Настоящий стандарт распространяется на песчаные и глинистые грунты, в том числе с примесью растительных остатков, заторфованные торфы и илы, и устанавливает методы полевых испытаний грунтов на срез в скважинах и массиве при исследованиях их для строительства.

Стандарт не распространяется на грунты: пески гравелистые и независимо от гранулометрического (зернового) состава плотные и насыщенные водой; глинистые твердой консистенции; глинистые с крупнообломочными включениями размерами более 10 мм и размерами 2-10 мм в количестве (по массе) более 15%; песчаные и глинистые в мерзлом состоянии.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Испытания грунта на срез в скважинах и массиве следует производить для определения прочностных характеристик, показателя структурной прочности грунта при срезе Пстр и характера пространственной изменчивости сопротивления грунта срезу.

Примечание. Определения основных терминов, применяемых в настоящем стандарте, приведены в справочном приложении 1.

1.2. Выбор методов полевых испытаний на срез в скважинах и массиве следует производить в соответствии с табл. 1.

Схемы испытания грунта на срез в скважинах и массиве приведены в обязательном приложении 2.

Таблица 1

Метод полевых испытаний

Условия применения метода

Гидрогеологические условия

Место проведения испытания

Диаметр скважины, мм

Глубина испытания, м

Вид и состояние грунта

Вращательный срез

Выше и ниже уровня грунтовых вод

Ниже забоя буровой скважины

Св. 76

0,5-20

Глинистые грунты с показателем консистенции 0,50, в том числе с примесью растительных остатков, заторфованные, торфы и илы, с крупнообломочными включениями размерами 2-10 мм в количестве (по массе) менее 15%

То же

То же

В массиве

-

0,3-20

Глинистые грунты с показателем консистенции 1, в том числе с примесью растительных остатков, заторфованные, торфы и илы, с крупнообломочными включениями размерами 2-10 мм в количестве (по массе) менее 15%

Кольцевой срез

Выше уровня грунтовых вод

В стенках буровой скважины

108-146

0,5-10

Глинистые грунты с показателем консистенции 0,75, в том числе с примесью растительных остатков, заторфованные, с крупнообломочными включениями размерами 2-10 мм в количестве (по массе) менее 15%

Поступательный срез

Выше уровня грунтовых вод

В стенках буровой скважины

108-146

0,5-20

Песчаные - пески крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые, средней плотности и рыхлые, маловлажные и влажные

Поступательный срез

Выше уровня грунтовых вод

В стенках буровой скважины

108-146

0,5-20

Глинистые - с показателем консистенции 0,75, в том числе с примесью растительных остатков, заторфованные, с крупнообломочными включениями размерами 2-10 мм в количестве (по массе) менее 15%

1.3. На отметке испытания грунта на срез в скважинах должны быть отобраны образцы и в лабораторных условиях определены состав и физические характеристики: гранулометрический (зерновой) состав - по ГОСТ 12536-79, влажность - по ГОСТ 5180-75, плотность минеральной части грунта (удельный вес) - по ГОСТ 5181-78, объемная масса (объемный вес) - по ГОСТ 5182-78, влажность на границах раскатывания и текучести - по ГОСТ 5183-77, а также вычислены объемная масса (объемный вес) скелета грунта, коэффициент пористости, степень влажности, число пластичности и показатель консистенции.

1.4. Толщина однородного слоя грунта, предназначенного для испытания на срез в скважинах и массиве, должна быть не менее 1,5 высоты рабочего наконечника.

1.5. Промежуток времени между окончанием проходки опытной скважины и началом испытания грунта на срез выше уровня грунтовых вод не должен превышать 2 ч, ниже уровня грунтовых вод - 30 мин.

2. МЕТОД ВРАЩАТЕЛЬНОГО СРЕЗА

2.1. Испытания грунтов методом вращательного среза следует производить для определения сопротивления грунта срезу  в МПа (кгс/см2), удельного сцепления С в МПа (кгс/см2), показателя структурной прочности грунта при срезе Пстр и характера пространственной изменчивости сопротивления грунта срезу  в МПа (кгс/см2).

2.2. Аппаратура

2.2.1. Для испытания грунтов методом вращательного среза необходимо применять установки, состоящие из следующего основного оборудования:

крыльчатки;

штанг;

устройств для создания и измерения крутящего момента.

Для испытания грунта в массиве эти установки надлежит дополнить устройствами для отключения крыльчатки от штанг, позволяющими измерять трение штанг о грунт при неподвижной крыльчатке.

2.2.2. Конструкции установок должны обеспечивать:

погружение крыльчатки в грунт ниже забоя опытной скважины или массив;

фиксирование штанг на заданной глубине, исключающего самопроизвольное вертикальное перемещение крыльчатки и штанг в процессе испытания грунта на срез;

передачу крутящего момента на крыльчатку;

измерение максимального и установившегося крутящих моментов;

тарировку устройства для измерения крутящего момента.

2.2.3. В зависимости от вида и состояния грунта необходимо использовать следующие типы крыльчаток:

малую - при испытаниях глинистых грунтов тугопластичной и мягкопластичной консистенции, в том числе с примесью растительных остатков, заторфованных, с крупнообломочными включениями размерами 2-10 мм в количестве (по массе) менее 15%;

среднюю - при испытаниях глинистых грунтов мягко- и текуче-пластичной консистенции, в том числе с примесью растительных остатков, заторфованных, уплотненных торфов, с крупнообломочными включениями размерами 2-10 мм в количестве (по массе) менее 15%;

большую - при испытаниях глинистых грунтов текучей и текучепластичной консистенции, в том числе заторфованных, торфов и илов (без крупнообломочных включений).

2.2.4. Аппаратура для испытания грунта методом вращательного среза должна отвечать основным требованиям, изложенным в табл. 2.

Таблица 2

Состав аппаратуры и ее характеристика

Основные параметры аппаратуры

Тип крыльчатки

малая

средняя

большая

1. Крыльчатки размерами, мм:

высота

ширина (диаметр)

толщина лопасти

120

60

2

150

75

2,5

200

100

3

2. Постоянная крыльчатки  (справочное приложение 1), см3

790

1545

3660

3. Штанги размерами, мм:

наружный диаметр

длина

22-33,5

500-3000

4. Устройство для создания крутящего момента:

максимальный крутящий момент, кН×см (кгс×см), не менее

18 (1800)

5. Устройство для измерения крутящего момента:

погрешность измерения крутящего момента, кН·см (кгс·см), не менее

0,36 (36)

0,18 (18)

0,18 (18)

2.3. Подготовка к испытанию

2.3.1. Грунты следует испытывать срезными установками, имеющими паспорта и заводские тарировочные таблицы измерительных устройств.

2.3.2. Поверки срезных установок надлежит выполнять согласно паспортам и инструкциям по их эксплуатации, периодически проверяя данные тарирования измерительных устройств.

2.3.3. Поверки срезной установки необходимо выполнять при получении ее с завода и перед выездом на полевые работы, но не реже одного раза в 3 мес., а также после выявления и устранения неисправностей измерительного устройства или замены его деталей. Результаты поверок следует оформлять актами.

2.3.4. При подготовке к испытанию и в период проведения полевых работ периодически, через 15 точек испытаний грунтов, необходимо проверять прямолинейность штанг путем их сборки в звенья длиной 3 м на ровной поверхности. Отклонение звена штанг от прямой линии не должно превышать 5 мм в любой плоскости по всей длине проверяемого звена. Аналогично надлежит проверять сопряжения звеньев штанг между собой.

2.3.5. Перед проведением испытаний следует тарировать устройство для измерения крутящего момента. По результатам тарировки составляют график (таблицу) зависимости крутящего момента  в кН·см (кгс·см) от показаний измерительного устройства  в см и вычисляют постоянную характеристику измерительного устройства  в кН (кгс) по формуле

.                                                                                                            (1)

2.3.6. В интервале от 1,0 м выше отметки испытания грунтов методом вращательного среза до забоя опытные скважины надлежит проходить:

вдавливающим или ударно-канатным (забивным) способом кольцевым забоем с помощью тонкостенного бурового цилиндрического наконечника, нижний режущий край которого имеет внутренний угол заострения 10-15°; внутренний диаметр башмака этого наконечника должен быть на 1-2 мм меньше внутреннего диаметра корпуса, а наружный диаметр башмака  на 2-3 мм больше наружного диаметра корпуса наконечника;

вращательным способом с помощью колонковой трубы, скорость вращения которой не  должна превышать 60 об/мин, осевая нагрузка - не более 1000 Н (100 кгс).

При испытании грунтов в массиве крыльчатку и колонну штанг следует погружать вдавливающим способом.

2.3.7. Забой опытной скважины должен быть расположен на 0,4-0,5 м выше отметки испытания грунта методом вращательного среза.

2.3.8. Опытные скважины и точки испытаний грунтов на срез необходимо выносить в натуру геодезическими методами и закреплять на местности временными знаками. Контроль точности планово-высотной привязки скважин и точек должен быть выполнен дважды - до начала и после проведения испытаний.

2.3.9. Площадка для размещения срезной установки должна быть горизонтальной. Размеры площадки необходимо определять с учетом габаритов установки и монтажа аппаратуры, но не менее 0,5х0,5 м.

2.3.10. Вертикальность срезной установки следует проверять по отвесу в процессе подготовки к испытанию.

2.3.11. Грунт в месте испытания на срез в скважине должен быть защищен от проникания поверхностных вод и атмосферных осадков, а в зимнее время - от промерзания.

2.3.12. Подготовленную колонну штанг с крыльчаткой соответствующего типа общей длиной на 0,8-1,2 м больше глубины отметки испытания грунта на срез надлежит опустить в скважину (при испытании грунта на срез в скважине) и плавно вертикально вдавить в грунт с заглублением крыльчатки до отметки испытания. При испытаниях с земной поверхности (в массиве) крыльчатку вдавливают в грунт, применяя в случае необходимости рычаги, домкраты или специальные устройства и постепенно наращивая колонну штанг.

2.3.13. Верх колонны штанг следует соединить с головкой устройства для создания крутящего момента, измерительные приборы защитить от атмосферных осадков.

2.4.Проведение испытаний

2.4.1. Крыльчатку надлежит вращать с угловой скоростью 0,2-0,3 градуса в секунду (0,2 - 0,3 рад/мин). При этом следует зафиксировать отсчет максимального показания измерительного устройства Nмакс для определения максимального крутящего момента Ммакс.

Далее для получения установившегося крутящего момента Муст необходимо продолжить вращение крыльчатки с угловой скоростью 2-3 градуса в секунду (2-3 рад/мин) до полной стабилизации значений крутящего момента в процессе 2-3 полных оборотов и зафиксировать установившееся показание измерительного устройства Nуст.

2.4.2. При испытаниях грунтов в скважинах допускается трение штанг крыльчатки о грунт не учитывать и крутящий момент за счет трения штанг М0 принимать равным нулю.

2.4.3. При испытаниях грунтов в массиве для получения крутящего момента за счет трения штанг следует с помощью отключающего устройства отключить крыльчатку от колонны штанг и определить величину N0 по методике, изложенной в п. 2.4.1 для получения Nуст.

2.4.4. Испытания в массиве (во избежание больших погрешностей) допускается производить до глубины, где  0,5. При 0,5 испытания необходимо производить в скважинах.

2.4.5. Результаты испытаний следует заносить в "Журнал полевых испытаний грунтов методом вращательного среза" (рекомендуемое приложение 3).

2.4.6. После окончания испытаний грунтов на срез опытную скважину необходимо тампонировать грунтом и закреплять знаком с соответствующей маркировкой.

2.5. Обработка результатов

2.5.1. Обработку результатов испытаний следует выполнять по данным, внесенным в журнал (п. 2.4.5).

2.5.2. Максимальный крутящий момент Мmax, установившийся крутящий момент  и крутящий момент за счет трения штанг М0 в кН·см (кгс·см) надлежит вычислять на основании исходных данных по формулам:

;                                                                                                  (2)

;                                                                                                    (3)

,                                                                                                        (4)

где n - постоянная измерительного устройства, определяемая по формуле (1), кН (кгс);

Nmax - максимальное показание измерительного устройства, см;

Nуст - установившееся показание измерительного устройства, см;

N0 - показание измерительного устройства, характеризующее трение штангоогрунт при отключенной крыльчатке, см.

2.5.3. Максимальное сопротивление грунта срезу  и установившееся сопротивление грунта срезу  в МПа (кгс/см2) вычисляют по формулам:

;                                                                                           (5)

;                                                                                             (6)

где В - постоянная крыльчатки, определяемая по формуле (1) справочного приложения 1, см3.

2.5.4. Для глинистых грунтов с  в нестабилизированном состоянии определяют по полученным значениям   удельное сцепление С в МПа (кгс/см2), принимая  и = 0.

2.5.5. Показатель структурной прочности грунта при срезе Пстр надлежит вычислять по формуле

.                                                                                                    (7)

Структурную прочность грунта при срезе следует определять по табл. 3.

Таблица 3

Показатель структурной прочности грунта при срезе Пстр

Структурная прочность грунта при срезе

=1

Отсутствует

12

Низкая

25

Средняя

5

Высокая

2.5.6. Характер пространственной изменчивости сопротивления грунта срезу  в МПа (кгс/см2) определяют по полученным значениям  в соответствии с требованиями ГОСТ 20522-75.

3. МЕТОД КОЛЬЦЕВОГО СРЕЗА

3.1. Испытания грунтов методом кольцевого среза следует производить для определения прочностных характеристик - угла внутреннего трения  в градусах и удельного сцепления С в МПа (кгс/см2).

3.2. Значения прочностных характеристик грунта  и С следует устанавливать по величинам нормального давления р в МПа (кгс/см2 ) и сопротивления грунта срезу  и МПа (кгс/см2), относящегося к одному инженерно-геологическому элементу (слою) в соответствии с ГОСТ 20522-75, по уравнению

.                                                                                                   (8)

Величину  надлежит определять не менее чем при трех различных значениях р для инженерно-геологического элемента (слоя).

3.3. Аппаратура

3.3.1. Для испытания грунта методом кольцевого среза необходимо применять установки, состоящие из следующего основного оборудования:

рабочего наконечника, состоящего из распорного штампа с продольными лопастями; штанг;

устройств для создания и измерения нормальною давления;

устройств для создания и измерения крутящего момента;

приборов для измерения деформации сжатия и среза грунта.

3.3.2. Аппаратура для испытания грунта методом кольцевого среза должна отвечать основным требованиям, изложенным в табл. 4.

Таблица 4

Состав аппаратуры и ее характеристика

Основные параметры аппаратуры при испытании грунтов методами

кольцевого среза

поступательного среза

1. Распорный штамп размерами, мм:

 

 

высота (длина)

200-300

240-320

минимальный диаметр (ширина)

87

87

максимальный диаметр (ширина)

146

146

2. Лопасти размерами, мм:

 

 

толщина

0,5-1

0,5-1

высота (длина)

200-300

20-146

рабочая ширина

10

5-10

3. Расстояние между соседними лопастями по вертикали, мм

-

40

4. Устройство для создания нормального давления; максимальное нормальное давление, МПа (кгс/см2), не менее

0,6(6)

0,6(6)

5. Устройство для измерения нормального давления; погрешность измерения нормального давления, МПа (кгс/см2), не менее

0,01(0,1)

0,01(0,1)

6. Устройство для создания крутящего момента; максимальный крутящий момент, кН·см (кгс·см), не менее

20(2000)

-

7. Устройство для измерения крутящего момента; погрешность измерения крутящего момента, кН·см (кгс·см), не менее

0,4(40)

-

8. Устройство для создания срезающего давления; максимальное срезающее давление, МПа (кгс/см2), не менее

-

0,5 (5)

9. Устройство для измерения срезающего давления; погрешность измерения срезающего давления, МПа (кгс/см2), не менее

-

0,01 (0,1)

10. Прибор для измерения деформации сжатия грунта; погрешность измерения деформации сжатия грунта, мм, не менее

0,1

0,1

11. Прибор для измерения деформации среза грунта; погрешность измерения деформации среза грунта, мм, не менее

0,1

0,1

3.3.3. Конструкции установок должны обеспечивать:

вдавливание продольных лопастей в грунт;

фиксирование штанг по заданной глубине, исключающее самопроизвольное вертикального перемещение продольных лопастей и штанг в процессе испытания грунта на срез;

передачу и измерение нормального равномерного давления на распорный штамп;

передачу и измерение ступенчатого или непрерывно возрастающего горизонтального срезающего давления на продольные лопасти;

тарировку измерительных устройств.

3.4. Подготовка к испытанию

3.4.1. Подготовку к испытанию грунта следует производить в соответствии с требованиями п.п. 2.3.1-2.3.4; 2.3.8-2.3.11.

3.4.2. Перед проведением испытания грунта методом кольцевого среза необходимо тарировать:

устройство для измерения крутящего момента (в соответствии с требованиями п. 2.3.5);

устройство для измерения нормального давления. По результатам тарировки следует составлять график (таблицу) зависимости нормальной нагрузки р в кН (кгс) от показаний измерительного устройст

ГОСТ 21719-80 ГРУНТЫ МЕТОДЫ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ НА СРЕЗ В СКВАЖИНАХ И В МАССИВЕ

		

ГОСТ 22733-2002

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГРУНТЫ

Метод лабораторного определения
максимальной плотности

МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, ТЕХНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ
И СЕРТИФИКАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ (МНТКС)
Москва

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Государственным дорожным научно-исследовательским институтом (ФГУП «СоюздорНИИ»)

ВНЕСЕН Госстроем России

2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 24 апреля 2002 г.

За принятие проголосовали

Наименование государства

Наименование органа государственного управления строительством

Азербайджанская Республика

Госстрой Азербайджанской Республики

Республика Армения

Министерство градостроительства Республики Армения

Кыргызская Республика

Государственная инспекция по архитектуре и строительству при Правительстве Кыргызской Республики

Республика Молдова

Министерство экологии, строительства и развития территорий Республики Молдова

Российская Федерация

Госстрой России

3 ВЗАМЕН ГОСТ 22732-77

4 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 июля 2003 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 27 декабря 2002 г. № 170

СОДЕРЖАНИЕ

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Определения

4 Общие положения

5 Оборудование и приборы

6 Подготовка к испытанию

7 Проведение испытания

8 Обработка результатов

ПРИЛОЖЕНИЕ А (рекомендуемое)Принципиальная схема установки для испытания грунта методом стандартного уплотнения

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (рекомендуемое)Журнал испытания грунта методом стандартного уплотнения

ПРИЛОЖЕНИЕ В (рекомендуемое)Образец графического оформления результатов испытания грунта методом стандартного уплотнения

ПРИЛОЖЕНИЕ Г (справочное)Таблица пар чисел влажности wi и плотности сухого грунта rdi для построения «линии нулевого содержания воздуха»

ПРИЛОЖЕНИЕ Д (справочное)Коэффициенты приведения значений максимальной плотности и оптимальной влажности грунта к значениям, полученным методами Проктора

 

ГОСТ 22733-2002

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГРУНТЫ

Метод лабораторного определения максимальной плотности

SOILS.
Laboratory method for determination of maximum density

Дата введения 2003-07-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на природные и техногенные дисперсные грунты и устанавливает метод лабораторного определения максимальной плотности сухого грунта и соответствующей ей влажности при их исследовании для строительства.

Стандарт не распространяется на органо-минеральные и органические грунты и грунты, содержащие частицы крупнее 20 мм.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 166-89 Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 8269.0-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний

ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия

ГОСТ 12071-2000 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов

ГОСТ 23932-90 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Общие технические условия

ГОСТ 24104-2001 Весы лабораторные. Общие технические требования

ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация

ГОСТ 29329-92 Весы для статического взвешивания. Общие технические требования

ГОСТ 30416-96 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения.

3 Определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

Максимальная плотность (стандартная плотность) - наибольшая плотность сухого грунта, которая достигается при испытании грунта методом стандартного уплотнения.

Оптимальная влажность - значение влажности грунта, соответствующее максимальной плотности сухого грунта.

Стандартное уплотнение - послойное (в три слоя) уплотнение образца грунта с постоянной работой уплотнения.

График стандартного уплотнения - графическое изображение зависимости изменения плотности сухого грунта от влажности при испытании методом стандартного уплотнения.

Остальные термины, используемые в настоящем стандарте, приведены в ГОСТ 5180, ГОСТ 12071, ГОСТ 25100, ГОСТ 30416.

4 Общие положения

4.1 Метод стандартного уплотнения заключается в установлении зависимости плотности сухого грунта от его влажности при уплотнении образцов грунта с постоянной работой уплотнения и последовательным увеличением влажности грунта.

Результаты испытания оформляют в виде графика стандартного уплотнения.

4.2 Общие требования к лабораторным испытаниям грунтов, оборудованию, приборам и лабораторным помещениям приведены в ГОСТ 30416.

4.3 Для испытания грунта методом стандартного уплотнения используют образцы грунта нарушенного сложения, отобранные из горных выработок (шурфов, котлованов, буровых скважин и т.п.), в обнажениях или в складируемых массивах предполагаемого для использования в сооружениях грунта в соответствии с требованиями ГОСТ 12071.

4.4 Число последовательных испытаний грунта при увеличении его влажности должно быть не менее пяти, а также достаточным для выявления максимального значения плотности сухого грунта по графику стандартного уплотнения.

4.5 Допустимое расхождение между результатами параллельных определений, полученными в условиях повторяемости, выраженное в относительных единицах, не должно превышать для максимального значения плотности сухого грунта 1,5 %, для оптимальной влажности - 10 %.

Если расхождения превышают допустимые значения, следует проводить дополнительное испытание.

5 Оборудование и приборы

5.1 В состав установки для испытания грунта методом стандартного уплотнения должны входить:

устройство для механизированного или ручного уплотнения грунта падающим с постоянной высоты грузом;

форма для образца грунта.

Принципиальная схема установки приведена в приложении А.

Примечание - Допускается применять установки других конструкций при условии проведения сопоставительных испытаний для каждой разновидности грунта.

5.2 Конструкция устройства для уплотнения грунта должна обеспечивать падение груза массой (2500 ± 25) г по направляющей штанге с постоянной высоты (300 ± 3) мм на наковальню диаметром (99,8-0,2) мм. Отношение массы груза к массе направляющей штанги с наковальней должно быть не более 1,5.

5.3 При механизированном способе уплотнения в состав устройства должен входить механизм подъема груза на постоянную высоту и счетчик числа ударов.

5.4 Форма для образца грунта должна состоять из цилиндрической части, поддона, зажимного кольца и насадки.

5.5 Цилиндрическая часть формы должна иметь высоту (127,4 ± 0,2) мм и внутренний диаметр (100,0 + 0,3) мм. Временное сопротивление металла цилиндрической части формы должно быть не менее 400 МПа. Цилиндрическая часть формы может быть цельной или состоящей из двух разъемных секций.

5.6 Установка должна размещаться на жесткой горизонтальной плите (бетонной или металлической) массой не менее 50 кг. Отклонение поверхности от горизонтали не должно быть более 2 мм/м.

5.7 При испытании грунта методом стандартного уплотнения применяют следующие средства измерения, вспомогательное оборудование и инструменты:

весы для статического взвешивания на 2-5 кг среднего класса точности по ГОСТ 29329;

весы лабораторные на 0,2-1,0 кг 4-го класса точности по ГОСТ 24104;

линейка длиной не менее 300 мм по ГОСТ 427;

цилиндры мерные вместимостью 100 мл и 50 мл с ценой деления не более 1 мл по ГОСТ 1770;

чашки металлические для испытаний вместимостью 5 л;

стаканчики для взвешивания ВС-1 с крышками;

устройство растирочное или ступка фарфоровая с пестиком по ГОСТ 9147;

шкаф сушильный;

набор сит с диаметром отверстий 20, 10 и 5 мм;

эксикатор Э-250 по ГОСТ 23932;

шпатель металлический;

нож лабораторный с прямым лезвием длиной не менее 150 мм.

5.8 Лабораторные весы должны обеспечивать взвешивание грунта и формы в процессе испытания с погрешностью ±1 г.

5.9 Средства измерений должны пройти поверку или калибровку, а испытательное оборудование должно быть аттестовано в установленном порядке.

6 Подготовка к испытанию

6.1 Подготовка пробы грунта

6.1.1 Необходимая для подготовки пробы грунта масса образца грунта нарушенного сложения при естественной влажности должна быть не менее 10 кг при наличии в грунте частиц крупнее 10 мм и не менее 6 кг - при отсутствии частиц крупнее 10 мм.

6.1.2 Представленный для испытания образец грунта нарушенного сложения высушивают при комнатной температуре или в сушильном шкафу до воздушно-сухого состояния. Высушивание в сушильном шкафу несвязных минеральных грунтов допускается производить при температуре не более 100 °С, связных - не более 60 °С. В процессе сушки грунт периодически перемешивают.

6.1.3 Размельчают агрегаты грунта (без дробления крупных частиц) в растирочном устройстве или в фарфоровой ступке.

6.1.4 Грунт взвешивают (mр) и просеивают через сита с отверстиями диаметром 20 мм и 10 мм. При этом вся масса грунта должна пройти через сито с отверстиями диаметром 20 мм.

6.1.5 Взвешивают отсеянные крупные частицы (mk).

Если масса частиц грунта крупнее 10 мм составляет 5 % и более, дальнейшее испытание проводят с пробой грунта, прошедшего через сито 10 мм. Если масса частиц грунта крупнее 10 мм составляет менее 5 %, производят дальнейшее просеивание грунта через сито с отверстиями диаметром 5 мм и определяют содержание частиц крупнее 5 мм. В этом случае дальнейшее испытание проводят с пробой грунта, прошедшего через сито 5 мм.

6.1.6 Из отсеянных крупных частиц отбирают пробы для определения их влажности wk и средней плотности частиц rk по ГОСТ 8269.0.

6.1.7 Из грунта, прошедшего через сито, отбирают пробы для определения его влажности в воздушно-сухом состоянии wg по ГОСТ 5180.

6.1.8 Вычисляют содержание в грунте крупных частиц К, %, с точностью 0,1 % по формуле

,                                                          (1)

где mk- масса отсеянных крупных частиц, г;

wg- влажность просеянного грунта в воздушно-сухом состоянии, %;

тp - масса образца грунта в воздушно-сухом состоянии, г;

wk- влажность отсеянных крупных частиц, %.

6.1.9 Отбирают из просеянного грунта методом квартования пробу грунта для испытания ¢p) массой 2500 г.

Допускается проводить весь цикл испытаний с использованием одной отобранной пробы.

При испытании грунтов, содержащих частицы, легко разрушающиеся при уплотнении, отбирают несколько отдельных проб. В этом случае каждую пробу испытывают только один раз.

6.1.10 Помещают отобранную пробу в металлическую чашку для испытаний.

6.1.11 Рассчитывают количество воды Q, г, для доувлажнения отобранной пробы до влажности первого испытания по формуле

,                                              (2)

где т¢p - масса отобранной пробы, г;

w1 - влажность грунта для первого испытания, назначаемая по таблице 1, %;

wg- влажность просеянного грунта в воздушно-сухом состоянии, %.

(Опечатка.)

Таблица 1

Грунты

Влажность w1 грунта для первого испытания, %

Песок гравелистый, крупный и средней крупности

4

Песок мелкий и пылеватый

6

Супесь, суглинок легкий

6-8

Суглинок тяжелый, глина

10-12

6.1.12 В отобранную пробу грунта вводят рассчитанное количество воды за несколько приемов, перемешивая грунт металлическим шпателем.

6.1.13 Переносят пробу грунта из чашки в эксикатор или плотно закрываемый сосуд и выдерживают ее при комнатной температуре не менее 2 ч для несвязных грунтов и не менее 12 ч - для связных грунтов.

6.2 Подготовка установки для испытания

6.2.1 Взвешивают цилиндрическую часть формы (тс).

6.2.2 Устанавливают цилиндрическую часть формы на поддон, не зажимая ее винтами.

6.2.3 Устанавливают зажимное кольцо на верхний бортик цилиндрической части формы.

6.2.4 Зажимают цилиндрическую часть формы попеременно винтами поддона и кольца.

6.2.5 Протирают внутреннюю поверхность формы ветошью, смоченной керосином, минеральным маслом или техническим вазелином.

6.2.6 Устанавливают собранную форму на плиту основания.

6.2.7 Проверяют соосность направляющей штанги и цилиндрической части формы и свободный ход груза по направляющей штанге.

7 Проведение испытания

7.1 Испытание проводят, последовательно увеличивая влажность грунта испытываемой пробы. При первом испытании влажность грунта должна соответствовать значению, установленному в 6.1.11. При каждом последующем испытании влажность грунта следует увеличивать на 1 - 2 % для несвязных грунтов и на 2 - 3 % - для связных грунтов.

Количество воды для увлажнения испытываемой пробы определяют по формуле (2), принимая в ней за wg и w1 соответственно влажности при предыдущем и очередном испытаниях.

7.2 Испытание пробы грунта проводят в следующем порядке:

- переносят пробу из эксикатора в металлическую чашку и тщательно перемешивают;

- загружают в собранную форму из пробы слой грунта толщиной 5-6 см и слегка уплотняют рукой его поверхность. Производят уплотнение 40 ударами груза по наковальне с высоты 30 см, зафиксированной на направляющей штанге. Аналогичную операцию производят с каждым из трех слоев грунта, последовательно загружаемых в форму. Перед загрузкой второго и третьего слоев поверхность предыдущего уплотненного слоя взрыхляют ножом на глубину 1-2 мм. Перед укладкой третьего слоя на форму устанавливают насадку;

- после уплотнения третьего слоя снимают насадку и срезают выступающую часть грунта заподлицо с торцом формы. Толщина выступающего слоя срезаемого грунта не должна быть более 10 мм.

Примечание - Если выступающая часть грунта превышает 10 мм, необходимо выполнить дополнительное число ударов из расчета один удар на 2 мм превышения.

7.3 Образующиеся после зачистки поверхности образца углубления вследствие выпадения крупных частиц заполняют вручную грунтом из оставшейся части отобранной пробы и выравнивают ножом.

7.4 Взвешивают цилиндрическую часть формы с уплотненным грунтом (тi) и вычисляют плотность грунта ri, г/см3, по формуле

,                                                                 (3)

где mi - масса цилиндрической части формы с уплотненным грунтом, г;

тс - масса цилиндрической части формы без грунта, г;

V - вместимость формы, см3.

7.5 Извлекают из цилиндрической части формы уплотненный образец грунта. При этом из верхней, средней и нижней частей образца отбирают пробы для определения влажности грунта (wi) no ГОСТ 5180.

Извлеченный из формы грунт присоединяют к оставшейся в чашке части пробы, измельчают и перемешивают. Размер агрегатов не должен превышать наибольшего размера частиц испытываемого грунта.

Повышают влажность пробы согласно 7.1. После добавления воды грунт тщательно перемешивают, накрывают влажной тканью и выдерживают не менее 15 мин для несвязных грунтов и не менее 30 мин - для связных грунтов.

7.6 Второе и последующие испытания грунта следует проводить в соответствии с 7.2 - 7.5.

7.7 Испытание следует считать законченным, когда с повышением влажности пробы при последующих двух испытаниях происходит последовательное уменьшение значений массы и плотности уплотняемого образца грунта, а также когда при ударах происходит отжатие воды или выделение разжиженного грунта через соединения формы.

Примечание - Уплотнение однородных по гранулометрическому составу и дренирующих грунтов прекращают после появления воды в соединениях формы независимо от числа ударов при уплотнении образца.

7.8 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении Б.

8 Обработка результатов

8.1 По полученным в результате последовательных испытаний значениям плотности и влажности грунта вычисляют значения плотности сухого грунта rdi, г/см3, с точностью 0,01 г/см3 по формуле

,                                                             (4)

где ri - плотность грунта, г/см3;

wi- влажность грунта при очередном испытании, %.

8.2. Строят график зависимости изменения значений плотности сухого грунта от влажности (приложение В). По наивысшей точке графика для связных грунтов находят значение максимальной плотности (rd max) и соответствующее ему значение оптимальной влажности (wopt).

8.3 Для несвязных грунтов график стандартного уплотнения может не иметь заметно выраженного максимума. В этом случае значение оптимальной влажности принимают на 1,0 % - 1,5 % менее влажности wi, при которой происходит отжатие воды. Значение максимальной плотности принимают по соответствующей ей ординате. При этом 1,0 % принимают для песков гравелистых, крупных и средней крупности; 1,5 % - для мелких и пылеватых песков.

8.4 Если в грунте содержались крупные частицы, которые перед испытанием согласно 6.1.5 были удалены из пробы, то для учета влияния их состава корректируют установленное согласно 8.2, 8.3 значение максимальной плотности сухого грунта r¢d max по формуле

,                                                   (5)

где pk- плотность крупных частиц, г/см3;

К - содержание крупных частиц в грунте, %.

Значение оптимальной влажности грунта w¢opt, %, определяют по формуле

w¢opt= 0,01 wopt(100 - K).                                                         (6)

8.5. Для контроля правильности испытания связных грунтов строят «линию нулевого содержания воздуха», показывающую изменение плотности сухого грунта от влажности при полном насыщении его пор водой.

Пары чисел rdi и wi для построения «линии нулевого содержания воздуха» при плотности частиц грунта rs определяют, задаваясь значениями влажности, по формуле

,                                                           (7)

где rs - плотность частиц грунта, определяемая по ГОСТ 5180, г/см3;

rw- плотность воды, равная 1 г/см3.

Допускается принимать пары чисел rdi и wiпо приложению Г.

Нисходящая часть графика стандартного уплотнения не должна пересекать «линию нулевого содержания воздуха».

8.6 При необходимости сравнения или приведения значений максимальной плотности и оптимальной влажности грунта к значениям, полученным методами Проктора, допускается использовать переходные коэффициенты, приведенные в приложении Д.

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(рекомендуемое)

Принципиальная схема установки для испытания грунта методом стандартного уплотнения


1 - поддон; 2 - разъемная форма; 3 - зажимное кольцо; 4 - насадка; 5 - наковальня; 6 - груз массой 2,5 кг; 7 - направляющая штанга; 8 - ограничительное кольцо; 9 - зажимные винты; 10 - образец грунта

Рисунок A.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(рекомендуемое)

Журнал испытания грунта методом стандартного уплотнения

ОБЪЕКТ ________________________________________________________________

Место отбора грунта ______________________________________________________

Глубина отбора грунта (м) _____________ мощность слоя грунта (м) _____________

Разновидность грунта _____________________________________________________

Дата отбора ______________________________________________________________

Масса пробы грунта, прошедшего через сито с отверстиями диаметром 20 мм (после размельчения) mp, г __________________________________________________________

Данные по остатку на сите частиц (после просеивания пробы):

а) масса крупных частиц mk, г ____

б) влажность крупных частиц wk, %____

в) средняя плотность крупных частиц rk, г/см3 ________________________________

г) содержание крупных частиц в грунте К, % _________________________________

Влажность прошедшего через сито грунта wg, % _______________________________

Масса отобранных для испытания проб грунта mp,кг ___________________________

Максимальная плотность сухого грунта rd max, г/см3 ____________________________

Оптимальная влажность грунта wopt, % _______________________________________

Максимальная плотность сухого грунта с учетом частиц крупнее 5 или 10 мм r¢d max, г/см3 ______________________________________________________________________

Оптимальная влажность грунта с учетом частиц крупнее 5 или 10 мм w¢opt, % ______

Дата испытания ________________________ (начало) ___________________ (конец)

Таблица Б.1

№ испытания

Определение плотности

Определение влажности

Плотность сухого грунта, г/см3 (по 8.1)

Масса, г

Плотность грунта, г/см3 (по 7.4)

№ стаканчика для взвешивания

Масса, г

Влажность w, %

формы тс

формы с уплотненным грунтом mi

уплотненного грунта mi - тс

пустого стаканчика

стаканчика с влажным грунтом

стаканчика с сухим грунтом

абсолютная

средняя

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

ПРИЛОЖЕНИЕ В
(рекомендуемое)

Образец графического оформления результатов испытания грунта методом стандартного уплотнения

Масштаб графиков: по горизонтали 1 см - 1 % для w;

по вертикали 1 см - 0,02 г/см3 для rd


Рисунок В.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Г
(справочное)

Таблица пар чисел влажности wi и плотности сухого грунта rdi для построения «линии нулевого содержания воздуха»

Таблица Г.1

Влажность wi, %

Плотность сухого грунта rdi, г/см3, при плотности частиц грунта rs

2,58

2,65

2,69

2,70

2,74

2

2,45

2,64

3

2,40

2,45

4

2,33

2,40

5

2,29

2,34

6

2,23

2,29

7

2,16

2,23

8

2,14

2,19

9

2,09

2,14

10

2,05

2,09

2,11

2,13

2,15

11

2,01

2,05

2,07

2,08

2,11

12

1,97

2,01

2,03

2,04

2,06

13

1,93

1,97

1,99

2,00

2,02

14

1,90

1,93

1,95

1,96

1,98

15

1,86

1,90

1,91

1,92

1,94

16

1,83

1,86

1,88

1,89

1,91

17

1,79

1,83

1,84

1,85

1,87

18

1,76

1,80

1,81

1,82

1,83

19

1,73

1,76

1,78

1,78

1,80

20

1,70

1,73

1,74

1,75

1,77

21

1,67

1,70

1,71

1,73

1,74

22

1,65

1,67

1,69

1,69

1,71

23

1,62

1,65

1,65

1,66

1,68

24

1,60

1,62

1,63

1,64

1,65

25

1,57

1,59

1,60

1,61

1,63

26

1,54

1,57

1,58

1,59

1,60

27

1,52

1,54

1,55

1,56

1,57

28

1,50

1,52

1,53

1,54

1,55

29

1,48

1,50

1,51

1,51

1,53

30

1,45

1,48

1,49

1,49

1,50

Примечание - Плотность частиц грунта rs определяют по ГОСТ 5180 или принимают в зависимости от разновидности грунта.

ПРИЛОЖЕНИЕ Д
(справочное)

Коэффициенты приведения значений максимальной плотности и оптимальной влажности грунта к значениям, полученным методами Проктора

Таблица Д.1

Метод испытания грунта

Разновидность грунта

Песок

Супесь

Суглинок

Глина

rd max

wopt

rd max

wopt

rd max

wopt

rd max

wopt

Метод Проктора стандартный

1,0

1,0

0,99

1,02

0,96

1,03

0,97

1,02

Метод Проктора модифицированный

1,02

0,87

1,05

0,84

1,06

0,85

1,06

0,88

Примечание - Приведение значений максимальной плотности и оптимальной влажности для основных разновидностей грунтов, определяемых методом стандартного уплотнения, к значениям, полученным методами Проктора, осуществляют путем умножения на соответствующие коэффициенты, приведенные в таблице.

Ключевые слова: плотность грунта,плотность сухого грунта, влажность грунта, стандартная плотность, оптимальная влажность грунта, график стандартного уплотнения

 

ГОСТ 22733-2002 ГРУНТЫ МЕТОД ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ

		
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

МЕТОД ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ
МАКСИМАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ

ГОСТ 22733-77

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР
ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА

МОСКВА

РАЗРАБОТАН Государственным Всесоюзным дорожным научно-исследовательским институтом (Союздорнии) Министерства транспортного строительства

Директор Н. В. Горелышев

Руководитель темы Н. С. Бирюков

Исполнители: Н. С. Бирюков, Ю. М. Васильев,А. Г. Полуновский

ВНЕСЕН Министерством транспортного строительства

Зам. министра Н. И. Литвин

ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ Отделом технического нормирования и стандартизации Госстроя СССР

Начальник отдела В. И. Сычев

Начальник подотдела правил строительного производства и норм продолжительности строительства А. А. Лысогорский

Ст. инженер В. И. Серегина

Отделом научных основ стандартизации ЦНИИПромзданий

Начальник отдела С. Н. Нерсесов

Ст. научный сотрудник С. В. Тимофеев

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета Совета Министров СССР по делам строительства 30 сентября 1977 г. № 150

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

Метод лабораторного определения
максимальной плотности

Soils. A laboratory method for
determining maximum density

ГОСТ
22733-77

Постановлением Государственного комитета Совета Министров СССР по делам строительства от 30 сентября 1977 г. № 150 срок введения установлен

с 01.07. 1978 г.

Настоящий стандарт распространяется на глинистые, песчаные и гравийные грунты и устанавливает метод лабораторного определения максимальной плотности скелета грунта и оптимальной влажности грунта, используемых при назначении требуемой плотности грунтов, а также при контроле влажности уплотняемых грунтов и качества уплотнения их в земляных сооружениях и основаниях зданий и сооружений.

Стандарт не распространяется на грунты, содержащие более 30 % зерен крупнее 10 мм, а также на заторфованные грунты.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Метод заключается в установлении зависимости плотности скелета грунта от его влажности при трамбовании образцов с постоянной затратой работы на их уплотнение и в определении по этой зависимости максимальной величины плотности скелета грунта (gмакс).

Влажность, при которой достигнута максимальная плотность скелета грунта, является оптимальной влажностью (Wопт).

1.2. Для установления зависимости плотности скелета грунта от его влажности проводят серию отдельных испытаний грунта на уплотнение с последовательным увеличением его влажности. Результаты испытаний представляют в виде графика. Количество отдельных испытаний для построения графика должно быть не менее шести, а также достаточным для выявления максимального значения плотности скелета грунта.

1.3. Испытание грунтов осуществляют в приборе Союздорнии для стандартного уплотнения грунтов (см. приложение 1) путем послойного трамбования грунта ударами груза массой 2,5 кг, падающего с высоты 300 мм; при этом общее число ударов должно составить 120.

1.4. Все результаты, получаемые в процессе подготовки и испытаний грунта, должны заноситься в журнал определения максимальной плотности скелета грунта по форме, приведенной в приложении 2.

2. ОТБОР ПРОБ ГРУНТА

2.1. Пробы грунта (образцы нарушенного сложения) следует отбирать в естественных и искусственных обнажениях и горных выработках из однородного по виду слоя грунта согласно требованиям ГОСТ 12071-72. Масса пробы грунта должна быть не менее 10 кг. Каждая отобранная проба грунта должна быть снабжена данными о наименовании объекта, мощности данного слоя, глубине, месте и дате отбора грунта, а также наименовании грунта по визуальному определению.

3. АППАРАТУРА

3.1. Для проведения испытаний требуются следующие приборы, оборудование и инструменты:

прибор Союздорнии для стандартного уплотнения грунтов;

весы настольные гирные или циферблатные по ГОСТ 13882-68;

весы лабораторные по ГОСТ 19491-74;

гири по ГОСТ 7328-73;

машина растирочная (бегуны лабораторные) или ступка № 7 (диаметром по верху 240 мм) с пестиком, снабженным резиновым наконечником, по ГОСТ 9147-73;

шкаф сушильный по ГОСТ 7365-55;

сито с отверстиями 10 мм;

эксикатор типа Э-250 по ГОСТ 6371-73;

чашки металлические емкостью не менее 5 л;

цилиндры мерные с носиком емкостью 100 и 500 мл по ГОСТ 1770-74;

лопаточка мастерок;

линейка металлическая длиной 30 см по ГОСТ 427-75;

штангенциркуль ШЦ-1-125, модель 183 по ГОСТ 166-73;

нож лабораторный;

стаканчики алюминиевые для взвешивания;

кисточки.

Примечание. Допускается применять приборы с параметрами, отличными от прибора Союздорнии, и соответствующим изменением методики, при условии, что для данного вида грунта экспериментально доказана идентичность получаемых при этом результатов с результатами испытаний в приборе Союздорнии.

4. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

4.1. Подготовка грунта

4.1.1. Подготовка грунта к испытаниям состоит из следующих операций:

обработка пробы грунта массой 10 кг;

выделение и подготовка отдельных проб грунта массой 2,5 кг к испытанию.

4.1.2. Обработка пробы грунта массой 10 кг должна производиться в следующем порядке:

высушивание в помещении при комнатной температуре до воздушно-сухого состояния, при котором можно производить размельчение и просеивание грунта;

размельчение (без дробления зерен) в ступке пестиком с резиновым наконечником или в растирочной машине (лабораторными бегунами);

взвешивание (масса т1);

просеивание сквозь сито с отверстиями размером 10 мм;

отбор проб массой не менее 30 г из грунта, прошедшего сквозь сито, для определения влажности (W1) по ГОСТ 5180-75;

взвешивание зерен размером крупнее 10 мм (масса m2) и отбор из них проб для определения влажности (W2) и плотности зерен (r) по ГОСТ 8269-76.

4.1.3. Содержание в грунте зерен крупнее 10 мм (X) в процентах устанавливают по формуле

                                        (1)

4.1.4. Выделение отдельных проб массой 2,5 кг и подготовка их к испытанию должны производиться в следующем порядке:

перемешивают грунт, прошедший сквозь сито, и распределяют его ровным слоем на листе картона, фанеры или плотной бумаги;

выделяют не менее двух отдельных проб массой 2,5 кг каждая 3) методом квартования и отбирают их в металлические чашки для испытания;

отобранные отдельные пробы грунта доувлажняют до исходной влажности (W3), принимаемой равной 4 % для песчаных, гравийных грунтов и 8 % Для глинистых грунтов. Необходимой для доувлажнения пробы грунта количество воды (Q) определяют по формуле

                                             (2)

вводят в пробы грунта рассчитанное количество воды и одновременно перемешивают грунт лопаточкой-мастерком;

переносят пробы грунта из чашек в эксикаторы и выдерживают их не менее 2 ч при закрытых крышках эксикаторов.

4.2. Подготовка прибора

4.2.1. Подготовка прибора к испытанию должна осуществляться в следующей последовательности:

устанавливают цилиндр в поддон, не зажимая его винтами;

устанавливают кольцо на бортик цилиндра;

зажимают цилиндр попеременно винтами поддона и кольца;

проверяют размеры цилиндра штангенциркулем; при этом внутренний диаметр и глубина должны быть равны соответственно 100 и 127 мм;

определяют массу (m4) собранного контейнера (цилиндр с поддоном и кольцом) с погрешностью до 1 г и заносят данные в журнал (см. приложение 2);

устанавливают собранный контейнер прибора на жесткое неподвижное основание массой не менее 50 кг.

5. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

5.1. Испытания грунта проводят последовательно с отдельными пробами грунта. Влажность пробы при первом испытании должна равняться исходной, установленной в п. 4.1.4. При каждом последующем испытании влажность следует увеличивать на 1 - 2 % для песчаных, гравийных грунтов и 2 - 3 % для глинистых грунтов. Количество воды для доувлажнения пробы определяют по формуле (2), принимая в ней за m3 - массу грунта, оставшегося от предыдущего испытания, а за W1 и W3 - соответственно влажности, задаваемые при предыдущем и очередном испытаниях.

5.2. Каждую отдельную пробу следует испытывать не более трех раз. При испытании грунтов, содержащих зерна, легко разрушающиеся при трамбовании, каждую пробу испытывают только один раз.

5.3. Уплотнение грунта каждой пробы должно выполняться путем последовательного трамбования трех слоев.

5.4. Испытание грунта надлежит проводить в следующем порядке:

подготовленную пробу грунта переносят из эксикатора в металлическую чашку, а затем слоями загружают в цилиндр прибора, прижимая грунт трамбовкой. Каждый слой должен иметь высоту 5 - 6 см и уплотняться 40 ударами груза; при этом стержень трамбовки необходимо удерживать в вертикальном положении. Перед загрузкой второго и третьего слоев поверхность предыдущего слоя взрыхляют ножом на глубину 1 - 2 мм. Перед укладкой третьего слоя на цилиндр надевают насадку;

после уплотнения третьего слоя насадку снимают и срезают выступающую часть образца заподлицо с торцом цилиндра. Толщина слои срезаемого грунта не должна быть более 10 мм. При большей толщине необходимо провести повторное испытание с уменьшенными толщинами слоев уплотняемого грунта;

определяют массу контейнера с грунтом (m5) с погрешностью до 1 г и рассчитывают плотность влажного образца грунта (g) с погрешностью до 0,01 г/см3 по формуле,

                                                               (3)

где V -емкость цилиндра, равная 1000 см3;

снимают поддон и кольцо, раскрывают цилиндр и извлекают уплотненный образец грунта. Из верхней, средней и нижней частей образца отбирают по одной пробе массой не менее 30 г для определения влажности грунта (W) по ГОСТ 5180-75;

извлеченный из цилиндра грунт присоединяют к оставшейся в чашке части пробы, растирают, перемешивают и взвешивают. Затем повышают влажность пробы согласно п. 5.1. После добавления воды грунт перемешивают, накрывают влажной тканью и выдерживают не менее 15 мин.

5.5. Второе и последующие испытания грунта на уплотнение должны проводиться в соответствии с пп. 5.2 - 5.4.

5.6. Испытания по определению максимальной плотности скелета грунта следует считать законченными тогда, когда с повышением влажности пробы при последующих двух, трех испытаниях на уплотнение происходит последовательное уменьшение значений плотности уплотненных образцов грунта или когда грунт перестает уплотняться и начинает при ударах груза выжиматься из прибора.

6. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

6.1. По полученным в результате испытаний значениям плотности и влажности уплотненных образцов определяют плотность скелета грунта (gск) с погрешностью до 0,01 г/см3 по формуле

                                                                (4)

6.2. Строят график зависимости плотности скелета от влажности грунта (см. приложение 3), откладывая по оси абсцисс влажность уплотненных образцов в масштабе 1 см - 2 %, а по оси ординат - плотность скелета грунта в масштабе 1 см - 0,05 г/см3. Находят максимум полученной зависимости и соответствующие ему величины максимальной плотности скелета грунта (gмакс) на оси ординат и оптимальной влажности (Wопт) на оси абсцисс. Точность считывания значений должна быть для gмакс - 0,01 г/см3, а для Wопт - 0,1 %.

Если при построении графика кривая зависимости получается без заметно выраженного пика, что может иметь место для песчаных и гравийных грунтов, за gмакс следует принимать достигнутую максимальную плотность скелета грунта, а за Wопт - наименьшее значение влажности, при которой достигается максимальная плотность скелета грунта.

6.3. Если в грунте содержались зерна крупнее 10 мм, которые перед испытанием согласно п. 4.1.2 были удалены из пробы грунта, то для учета влияния таких зерен на величину максимальной плотности грунта необходимо полученные значения gмакс и Wопт для части пробы, прошедшей сквозь сито с отверстиями размером 10 мм, пересчитать на значения  и W¢опт для исследуемого грунта в целом (с включением зерен крупнее 10 мм) по формулам:

                                            (5)

                                                  (6)

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

Схема прибора Союздорнии для стандартного уплотнения грунтов


1 - поддон; 2 - разъемный цилиндр емкостью 1000 см3; 3 - кольцо; 4 - насадка; 5 - наковальня; 6 - груз массой 2,5 кг; 7 - направляющий стержень; 8 - ограничительное кольцо; 9- зажимные винты

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

ЖУРНАЛ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ СКЕЛЕТА ГРУНТА

Объект __________________________________________________________________

Место отбора грунта _______________________________________________________

Глубина отбора грунта, м ________________; мощность слоя грунта, м _____________

Вид грунта ____________________________. Дата отбора ________________________

Масса пробы грунта (после размельчения) m1, кг _________________________________

Данные по остатку на сите зерен (после просеивания пробы):

а) масса зерен т2,кг ________________________; б) влажность зерен W2____________

% _____________________________; в) плотность зерен r, г/см3 __________________;

содержание зерен х, % ______________________________________________________

Влажность прошедшего сквозь сито грунта W1,% ________________________________

Масса отобранных для испытания проб грунта т3, кг _____________________________

Максимальная плотность скелета грунта gмакс, г/см3 ______________________________

Оптимальная влажность грунта Wопт, % ________________________________________

Максимальная плотность скелета грунта с учетом зерен крупнее 10 мм , г/см3 ______________.

Оптимальная влажность грунта с учетом зерен крупнее 10 мм , % _______________

Дата испытаний ________________ (начало) _______________ (конец)

 

Номер испытания

Определение плотности

Определение влажности

Плотность скелета уплотненного образца грунта gск = g/(1 + 0,01W) см3

Масса, г

Номер бюкса

Масса, г

Влажность W, %

контейнера без насадки m4

контейнера без насадки с уплотненным образцом грунта m5

уплотненного образца грунта m5 - m4

плотность уплотненного образца грунта g = (m5 - m4)/V

г/см3

пустого бюкса m6

бюкса с влажной пробой грунта m7

бюкса с сухим грунтом m8

m7 - m8/m8 - m6

средняя арифметическая

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Справочное

Пример построения графика зависимости плотности скелета грунта от влажности при стандартном уплотнении


СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения. 2

2. Отбор проб грунта. 2

3. Аппаратура. 2

4. Подготовка к испытаниям.. 3

5. Проведение испытаний. 4

6. Обработка результатов. 5

Приложение 1 Схема прибора союздорнии для стандартного уплотнения грунтов. 5

Приложение 2 Журнал определения максимальной плотности скелета грунта. 6

Приложение 3Пример построения графика зависимости плотности скелета грунта от влажности при стандартном уплотнении. 7

 

ттт

ГОСТ 22733-77 ГРУНТЫ МЕТОД ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ

		

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

МЕТОДЫ РАДИОИЗОТОПНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
ПЛОТНОСТИ И ВЛАЖНОСТИ

ГОСТ 23061-90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОМИТЕТ СССР

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

Методы радиоизотопных измерений
плотности и влажности

Soils.
Methods for radioisotope measurement
of density and humidity

ГОСТ
23061-90

Дата введения 01.09.90

Настоящий стандарт распространяется на песчаные, глинистые, крупнообломочные, скальные грунты и устанавливает методы радиоизотопных измерений плотности и влажности при исследовании их свойств.

Стандарт не распространяется на крупнообломочные валунные грунты, а также грунты, в которых содержание фракций размером более 100 мм превышает 20 %, фосфоритосодержащие грунты с содержанием фосфоритов более 20 %.

Пояснения к терминам, используемым в настоящем стандарте, приведены в приложении 1.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Методы радиоизотопных измерений плотности и влажности грунтов основаны на использовании закономерностей взаимодействия гамма- и нейтронного излучений с электронами и ядрами атомов вещества среды (грунта).

1.2. Метод радиоизотопного измерения плотности грунтов основан на зависимости между плотностью контролируемого грунта и характеристиками ослабления и рассеяния измеряемого потока энергии гамма-излучения.

1.3. Плотность грунта следует измерять путем детектирования и регистрации плотности потока:

рассеянного первичного гамма-излучения (метод альбедо);

ослабленного первичного гамма-излучения (метод абсорбции);

рассеянного и ослабленного первичного гамма-излучения (альбедно-абсорбционный метод).

1.4. Метод альбедо заключается в детектировании и регистрации плотности потока гамма-квантов, рассеянных на электронах атомов вещества при взаимодействии потока энергии первичного гамма-излучения источника ионизирующего излучения с материалом грунта.

1.5. Метод абсорбции заключается в детектировании и регистрации плотности потока гамма-квантов, прошедших через слой материала между радиоактивным источником и детектором гамма-излучения.

1.6. Альбедо-абсорбционный метод заключается в детектировании и регистрации плотности потока гамма-квантов, рассеянных в объеме грунта и прошедших через слой между источником ионизирующего излучения и детектором гамма-излучения.

1.7. Метод нейтронного измерения влажности основан на зависимости между водосодержанием грунта и плотностью потока замедленных нейтронов в процессе их рассеяния на ядрах атомов водорода. Этим методом измеряют влажность грунта в исследуемом объеме между источником нейтронов и измерительным преобразователем.

1.8. Плотность грунта r следует измерять радиоизотопным плотномером или определять по зарегистрированной плотности потока гамма-излучения с помощью градуировочного графика радиоизотопного плотномера или по специальной формуле.

1.9. Влажность грунта следует измерять нейтронным влагомером или определять по зарегистрированной плотности потока замедленных нейтронов с помощью градуировочного графика нейтронного влагомера или по специальным формулам.

2. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ

2.1. Для измерения плотности грунта применяют радиоизотопные переносные или возимые плотномеры по ГОСТ 25932.

2.2. Для измерения влажности грунта применяют нейтронные переносные или возимые влагомеры по ГОСТ 19611, ГОСТ 21196.

2.3. Для одновременного измерения плотности и влажности грунта применяют переносные влагоплотномеры по ГОСТ 25932.

2.4. Радиоизотопные плотномеры и влагоплотномеры должны обеспечивать возможность измерения плотности грунта от (0,8 ± 0,2) г/см3 до (2,3 ± 0,2) г/см3, от (800 ± 200) кг/м3 до (2300 ± 200) кг/м3.

Для измерения плотности торфа, заторфованных и других рыхлых грунтов допускается применять радиоизотопные плотномеры с нижним пределом измерений плотности менее 0,8 г/см3 (800 кг/м3) и верхним пределом измерений плотности ниже 2,3 г/см3 (2300 кг/м3).

2.5. При измерении плотности грунта методом альбедо применяют следующие схемы измерений (черт. 1):

глубинную - измерительный преобразователь с источником ионизирующего излучения помещают в скважину по ее центру на глубину более 400 мм для измерения плотности в радиусе до 100 - 250 мм;

поверхностную - измерительный преобразователь и источник ионизирующего излучения помещают на поверхности грунта для измерения плотности грунта в слое толщиной до 120 мм;

поверхностно-глубинную - измерительный преобразователь и источник ионизирующего излучения прижимают к боковой поверхности скважины или обсадной трубы для измерения плотности грунта в слое толщиной до 120 мм.

Схемы измерений радиоизотопными плотномерами методом альбедо



1 - измерительный преобразователь; 2 - детектор; 3 - защитный экран; 4 - радиоизотопный источник; 5 - измерительный прибор; 6 - прижимное устройство

Черт. 1

2.6. При измерении плотности грунта абсорбционным методом применяют схему измерений с расположением источника ионизирующего излучения в одной скважине, а измерительного преобразователя - в другой (черт. 2а) с расстоянием между источником ионизирующего излучения и детектором преобразователя, фиксированным с погрешностью не более ± 0,5 %. Для послойного измерения плотности в объеме грунта между скважинами источник ионизирующего излучения и измерительный преобразователь могут быть размещены в жесткой конструкции (черт. 2б), погружаемой в грунт.

2.7. При измерении плотности грунта альбедо-абсорбционным методом применяют схему измерений (черт. 2в), при которой источник ионизирующего излучения погружают в грунт, а измерительный преобразователь помещают на поверхности грунта - для измерения средней плотности грунта в слое между источником ионизирующего излучения и измерительным преобразователем.

2.8. Нейтронные влагомеры и радиоизотопные влагоплотномеры должны обеспечивать возможность измерения объемной влажности в пределах от 2 до 100 % при глубинных измерениях и от 2 до (40 ± 10) % - в остальных случаях.

Схемы измерений радиоизотопными плотномерами



1 - измерительный преобразователь; 2 - детектор; 3 - радиоизотопный (нуклид) источник; 4 - измерительный прибор

Черт. 2

2.9. При измерениях влажности грунта нейтронным методом применяют следующие схемы измерений (черт. 3):

глубинную (скважинную) - измерительный преобразователь с источником нейтронов помещают в скважину по ее центру для измерения влажности грунта в радиусе вокруг измерительного преобразователя от 200 до 250 мм при объемной влажности (Wоб) 40 - 45 % и в радиусе до 450 мм приWоб£ 5 %;

поверхностную - измерительный преобразователь и источник нейтронов помещают на поверхности грунта для измерения влажности грунта в слое толщиной до 150 мм под измерительным преобразователем;

поверхностно-глубинную - измерительный преобразователь и источник нейтронов прижимают к боковой поверхности скважины или обсадной трубы для измерения влажности в слое толщиной до 150 мм под измерительным преобразователем;

комбинированную - измерительный преобразователь помещают на поверхности грунта, а источник нейтронов в грунте - для измерения влажности грунта в слое между источником нейтронов и измерительным преобразователем.

2.10. При одновременном измерении плотности и влажности грунта радиоизотопными влагоплотномерами применяют следующие схемы измерений (черт. 4):

глубинную (скважинную) - измерительный преобразователь, содержащий детектор (детекторы) для одновременной или раздельной регистрации плотности потока гамма-излучения и замедленных нейтронов и источники гамма-излучения и медленных нейтронов, помещают в скважину по ее центру для измерения плотности грунта по п. 2.5 и влажности по п. 2.9;

поверхностную - измерительный преобразователь устанавливается на поверхности грунта для измерения плотности и влажности грунта в слое толщиной до 150 - 200 мм под измерительным преобразователем;

поверхностно-глубинную - измерительный преобразователь прижимают к боковой поверхности скважины или обсадной трубы для измерения плотности в слое толщиной до 120 мм и влажности грунта в слое толщиной до 150 мм под измерительным преобразователем;

комбинированную - измерительный преобразователь помещают на поверхности грунта, а источники нейтронов и гамма-излучения погружают поочередно в грунт для измерения плотности и влажности грунта в слое между измерительным преобразователем и источником ионизирующего излучения.

Схемы измерений нейтронными влагомерами



1 - измерительный преобразователь; 2 - детектор; 3 - источник нейтронов; 4 - измерительный прибор; 5 - прижимное устройство

Черт. 3

Схемы измерений радиоизотопными влагоплотномерами



1 - измерительный преобразователь; 2 - источник гамма-излучения; 3 - экран; 4 - источник нейтронов; 5 - детектор гамма-излучения и нейтронов; 6 - измерительный прибор; 7 - детектор гамма-излучения; 8 - детектор нейтронов

Черт. 4

2.11. При глубинных (скважинных) измерениях плотности, влажности в необсаженных скважинах или скважинах с переменным диаметром обсадных труб следует применять индикаторы диаметра (каверномеры и диаметромеры) в составе измерительного преобразователя плотномера, влагомера или влагоплотномера, или в виде отдельных преобразователей. Индикаторы диаметра (каверномеры или диаметромеры) должны обеспечивать возможность измерения диаметра скважин до 90+5 мм с погрешностью не более ± 2 мм при доверительной вероятности 0,95.

2.12. При глубинных измерениях плотности (влажности) в процессе зондирования (пенетрации) следует учитывать требования ГОСТ 25260.

2.13. При поверхностно-глубинных измерениях плотности, влажности в скважинах следует применять прижимные устройства, обеспечивающие надежный контакт измерительного преобразователя со стенкой скважины (обсадной трубы), а также экранирующие устройства в составе измерительного преобразователя, обеспечивающие снижение влияния излучений, рассеянных от стенок скважины (трубы), до постоянных значений.

3. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1. Для глубинных (скважинных) измерений плотности и (или) влажности следует пробурить скважину и (или) погрузить трубу. Скважина должна иметь диаметр не более 90 мм и не должна быть заполнена водой. При соединении отрезков труб не допускается применять муфтовые или ниппельные соединения.

Отклонение диаметра скважины от принятого при градуировке прибора не должно быть более 2 мм при измерении плотности и не более 5 мм при измерении влажности. Отклонения толщины стенки от принятого при градуировке для стальных и титановых труб не должны быть более 0,5 мм для дюралевых и керамических труб - не более 1 мм. Трубы, погружаемые в грунт, должны иметь диаметр не более 90 мм, в том числе стальные и титановые со стенкой толщиной не более 6 мм, дюралевые и керамические со стенкой толщиной не более 10 мм. Трубы и их стыки должны быть водонепроницаемыми.

При погружении обсадных труб в скважины труба должна входить в скважину.

При измерениях следует применять обсадные трубы, материал и толщина стенки которых не отличаются от принятых при градуировке приборов. Рекомендуемые типоразмеры обсадных труб приведены в приложении 6.

3.2. При поверхностно-глубинных измерениях в скважинах (обсадных трубах) плотности или влажности диаметр скважины (трубы) должен быть не более 146 мм. Скважины (трубы) не должны быть заполнены водой.

При измерении плотности грунта методами альбедо и альбедо-абсорбционным, а также при поверхностных и комбинированных измерениях влажности измерительный преобразователь, содержащий источник гамма-излучения или замедленных нейтронов, следует устанавливать на расчищенную и выровненную поверхность грунта. Опорная плоскость измерительного преобразователя должна быть плотно прижата (без зазора) к поверхности грунта.

При измерении плотности альбедо-абсорбционным методом и влажности по комбинированной схеме блок источника ионизирующего излучения помещают (внедряют) в грунт на глубину, фиксируемую с погрешностью не более ± 0,5 мм. Расстояние между измерительным преобразователем плотномера (влагомера) от стенок сооружения или выработки должно быть более 500 мм.

3.3. Градуировку и метрологическую аттестацию радиоизотопных плотномеров, влагомеров и влагоплотномеров проводят в заводских или лабораторных условиях по образцовым мерам (стандартным образцам) плотности и влажности, метрологически аттестованными в установленном порядке, а в полевых условиях - в соответствии с приложением 2.

3.4. При измерениях по глубинной (скважинной) схеме измерений преобразователь плотномера (влагомера, влагоплотномера) помещают в скважину на заданную глубину св. 0,4 м, центрируют по оси скважины и производят отсчеты по табло прибора.

В необсаженной скважине или скважине, обсаженной трубами переменного диаметра, измеряют диаметр на глубине, совпадающей с точкой отсчета радиоизотопного плотномера и нейтронного влагомера, с погрешностью не более ± 10 мм.

3.5. Метрологическую аттестацию радиоизотопных плотномеров, влагомеров и влагоплотномеров как средств измерений осуществляют в соответствии с требованиями ГОСТ 8.009.

Поверку радиоизотопных плотномеров выполняют по соответствующей методической инструкции, а нейтронных влагомеров по ГОСТ 8.442. Периодичность поверки определяют типом применяемого прибора.

3.6. Относительная основная погрешность плотномеров при измерении плотности грунта (в процентах) должна быть не более ± 3 % при доверительной вероятности 0,95.

3.7. Абсолютная основная погрешность влагомеров при измерении объемной влажности грунта (в процентах) должна быть не более ± 3 % при доверительной вероятности 0,95.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Плотность грунта определяют по градуировочной зависимости радиоизотопного плотномера (влагоплотномера), выраженной в виде графика, таблицы или формулы для принятых условий измерений.

Виды графиков градуировочных зависимостей приведены в приложениях 7 и 8.

Объемную влажность грунта (Wоб) определяют по градуировочной зависимости нейтронного влагомера (радиоизотопного влагоплотномера), построенной с учетом влияния плотности сухого грунта rd.

Методика градуировки радиоизотопного плотномера, нейтронного влагомера, радиоизотопного влагоплотномера приведена в приложении 2.

4.2. При измерении объемной влажности грунтов, содержащих растительные остатки в количестве, превышающем 5 % по массе при определении Wоб по п. 4.1, следует вводить поправку (Wоб.испр), рассчитываемую по формуле

Wоб.испр»Wоб.изм - mФоргrd,                                                         (1)

где Wоб.изм - измеренная объемная влажность грунта, %;

Форг - среднее содержание по массе органического вещества, определяемое по ГОСТ 23740, % вес.;

m - коэффициент, принимаемый равным 5 × 10-4;

rd - плотность сухого грунта, г/см3.

4.3. Результаты измерения плотности и объемной влажности грунта фиксируют в журнале измерений, форма которого указана в приложении 10.

4.4. По результатам измерения плотности и объемной влажности (Wоб, %) вычисляют плотность сухого грунта, rd, г/см3, по формуле

,                                                             (2)

где rв - плотность воды, равная 1,0 г/см3.

Влажность грунта по массе W в процентах определяют по формуле

.                                                                   (3)

Результаты вычисления W и rd фиксируют в журнале измерений.

4.5. К журналу измерений прилагают схему расположения пунктов измерения или скважин.

5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

При проведении измерений радиоизотопными плотномерами, нейтронными влагомерами, радиоизотопными влагоплотномерами должны соблюдаться «Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений» (ОСН 72/87), утвержденные Минздравом СССР, Нормы радиационной безопасности (НРБ 76/87), «Правила безопасности при транспортировании радиоактивных веществ» (ПБТРВ-73), «Инструкция по эксплуатации приборов».

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ТЕРМИНЫ И ПОЯСНЕНИЯ

Термин

Пояснение

1. Радиоизотопный плотномер

Плотномер, принцип действия которого основан на регистрации рассеянного и поглощенного гамма-излучения на электронах атомов вещества объекта измерения

2. Нейтронный влагомер

Влагомер, принцип действия которого основан на регистрации замедленных нейтронов в процессе их рассеяния на ядрах атомов водорода, входящих в состав молекул воды, содержащихся в веществе или материале объекта измерения, т.к. замедление и рассеяние нейтронного потока происходит не только на ядрах водорода, но и на атомах других веществ

3. Радиоизотопный измерительный преобразователь (РИП)

Устройство, включающее источник ионизирующего излучения с блоком защиты и формирования потока и детектор со схемами усиления, дискриминации и т.д. для преобразования потока ПИ в выходной электрический сигнал

4. Основная погрешность плотномера (влагомера)

Разность между показаниями плотномера (влагомера) и действительными значениями измеряемой плотности (влажности) материала

5. Блок обработки и управления (плотномера, влагомера, влагоплотномера)

Составная часть прибора, управляющая приемом сигнала и выполняющая его обработку для вычисления плотности и влажности

6. Образцовая мера плотности (влажности) или стандартный образец

Аттестованное средство измерения в виде вещества или материала, служащее для градуировки и поверки плотномера (влагомера)

7. База измерительного преобразователя (длина зонда)

Середина расстояния между центрами источника и детектора излучения

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

ГРАДУИРОВКА РАДИОИЗОТОПНЫХ ПЛОТНОМЕРОВ, НЕЙТРОННЫХ ВЛАГОМЕРОВ И РАДИОИЗОТОПНЫХ ВЛАГОПЛОТНОМЕРОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ И ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ

1. Градуировку радиоизотопных приборов выполняют на метрологически аттестованных образцовых мерах (стандартных образцах) плотности и влажности грунта для наиболее распространенных условий измерений.

2. При построении градуировочной зависимости радиоизотопного плотномера для рабочих условий измерений (например, для обсадной трубы заданных материала, диаметра и толщины стенки) в диапазоне значений плотности 0,8 - 2,3 г/см3 (800 - 2300 кг/м3) должны быть изготовлены и метрологически аттестованы не менее пяти образцовых мер плотности с номинальными значениями в следующих поддиапазонах 0,8 - 1,0; 1,0 - 1,3; 1,3 - 1,6; 1,6 - 2,0; 2,0 - 2,3 г/см3.

3. При построении градуировочной зависимости нейтронного влагомера для рабочих условий измерений в диапазоне объемной влажности 0 (1 - 2 %) - 100 % должны быть изготовлены и метрологически аттестованы образцовые меры объемной влажности Wоб с номинальными значениями в следующих поддиапазонах: 0 - 5; 5 - 20; 20 - 35; 35 - 60; 60 - 100; 100 % (вода). Одновременно эти же меры могут быть аттестованы по массовой (весовой) влажности.

По крайней мере две из указанных образцовых мер объемной влажности должны быть изготовлены с постоянным значением плотности сухого грунта rd, определенным с погрешностью не более 200 кг/м3.

4. Образцовые меры плотности (ОМП) и объемной влажности должны быть изготовлены из материала, аналогичного по химическому составу алюмосиликатным грунтам с суммарным содержанием химических элементов с атомным номером более 50 (железа, марганца), не превышающим 10 %.

Для изготовления образцовых мер объемной влажности не должны применяться материалы, содержащие нейтронопоглощающие химические элементы: хлор - в количестве более 0,1 %; бор - более 0,001 %; редкоземельные - более 1 × 10-4 %.

5. Материал образцовой меры (стандартного образца) должен быть однородным по плотности и влажности.

Однородность изготовленной образцовой меры определяют при помощи специальных измерений преобразователями плотномера, влагомера, влагоплотномера.

При изготовлении образцовой меры однородность по объемной влажности оценивают путем отбора образцов и определения в них влажности по ГОСТ 5180. Из каждой меры должно быть отобрано не менее 25 - 30 образцов. Коэффициент вариации показаний плотномера и влагомера (в единицах отсчетов) в образцовых мерах, определяемый по формуле (4), не должен быть более 0,05.

,                                           (4)

где  - средние значения показаний (в единицах отсчетов) плотномера, влагомера при каждом i-м положении измерительного преобразователя и в средней мере соответственно;

n - количество измерений.

Коэффициент вариации средней объемной влажности материала в мере, определяемый по формуле (5), не должен быть более 0,025.

,                                                   (5)

где  - значения влажности по ГОСТ 5180 в i-м образце грунта и в среднем в мере;

n - количество образцов.

6. Образцовые меры плотности могут одновременно быть образцовыми мерами объемной влажности.

7. Образцовые меры плотности и объемной влажности (более 5 %) для испытаний и градуировки глубинных радиоизотопных плотномеров, нейтронных влагомеров и радиоизотопных влагоплотномеров размещаются в цилиндрических емкостях (баках) диаметром D³ 800 мм, изготавливаемых из стального листа (ГОСТ 1050), образцовые меры объемной влажности менее 5 % - в емкостях диаметром D³ 1000 мм. Высота емкости (бака) для меры должна быть не менее расстояния от детектора до нижнего конца измерительного преобразователя плюс 300 мм.

Образцовые меры плотности и влажности для испытаний и градуировки поверхностных радиоизотопных плотномеров, нейтронных влагомеров и радиоизотопных влагоплотномеров должны изготавливаться в зависимости от типа прибора.

8. Исходными материалами для изготовления образцовых мер плотности и влажности могут быть:

песок однородной фракции;

глинопорошок (из местных глин) однородный;

керамзитовый гравий мелкий (фракции диаметром 5 мм), плотностью в сухом состоянии r³ 0,800 г/см3 (800 кг/м3);

гравий и щебень однородных фракций;

стекло (в виде листов или гранул), не содержащее примесей тяжелых и нейтронопоглощающих элементов;

вода, не содержащая примесей тяжелых и нейтронопоглощающих элементов.

9. Образцовые меры плотности и влажности могут быть метрологически аттестованы как временные и постоянные. Временные меры метрологически аттестуют на период испытаний радиоизотопного плотномера, нейтронного влагомера, радиоизотопного влагоплотномера или на срок не более 3 мес.; постоянные меры - на срок более года.

10. Поверхность образцовых мер после их изготовления должна быть герметизирована для предотвращения их высыхания и повреждения.

11. На наружной поверхности емкости (бака), содержащей образцовую меру, должны быть нанесены номер меры и номинальные значения плотности и объемной влажности.

12. В емкостях для образцовых мер или в изготовленные меры плотности и влажности, предназначенные для испытаний и градуировки глубинных радиоизотопных плотномеров, устанавливают обсадные трубы необходимого номинала способом, соответствующим методике полевых испытаний.

13. При градуировке глубинных радиоизотопных приборов измерительный преобразователь прибора помещают на заданную глубину обсадную трубу, установленную в образцовой мере плотности (влажности), и производят не менее 10 измерений плотности потока гамма-излучения (замедленных нейтронов). Измерения повторяют при расположении преобразователя в 3 - 4 точках по глубине меры для определения коэффициента вариации  по формуле (4).

14. Образцовые меры плотности грунта аттестуют по результатам измерения объема емкостей для ОМП и массы помещенного в них материала.

15. Образцовые меры влажности (ОМВ) грунта аттестуют по результатам определения средней влажности образцов материала в мере по ГОСТ 5180 и измерения плотности материала в мере по п. 14.

16. По результатам измерений средней плотности потока гамма-излучения (медленных нейтронов) и определения средней плотности (объемной влажности) материала в мерах строят градуировочные зависимости радиоизотопного плотномера (приложение 7), нейтронного влагомера (приложение 8).

Градуировочные зависимости влагомера следует строить в виде серии графиков для различных rd в рабочем диапазоне измерений; в том числе в двух мерах с различными значениями объемной влажности, отличающихся не менее чем на 20 % Wоб (при постоянном значении плотности сухого материала).

17. Допускается представлять градуировочные зависимости плотномера и влагомера в виде формул (алгоритмов).

18. Пределы погрешности градуировки при построении градуировочных зависимостей плотномера и влагомера следует оценивать по формуле

,                                                 (6)

где  - пределы суммарной, систематической и случайной погрешностей градуировки прибора по значениям плотности и влажности соответственно в аттестованных ОМП и ОМВ. Пределы относительной погрешности измерения плотности в ОМП и абсолютной погрешности в ОМВ не должны быть более указанных в пп. 3.6 и 3.7.

19. Градуировочные зависимости радиоизотопного плотномера, нейтронного влагомера, радиоизотопного влагоплотномера, построенные по метрологически аттестованным образцовым мерам плотности и влажности применительно к рабочим условиям измерений, являются основными для проведения измерений в этих условиях; для условий измерений, отличающихся от принятых при градуировке, указанные выше градуировочные зависимости являются опорными.

20. Градуировку (параметрическое опробывание) радиоизотопных плотномеров, нейтронных влагомеров, радиоизотопных влагоплотномеров в полевых условиях производят путем сравнения показаний приборов с результатами определения плотности, влажности образцов по ГОСТ 5180, отобранных на участке градуировки.

21. Для построения градуировочных зависимостей плотномера, влагомера, влагоплотномера выбирают однородные участки, плотность грунта которых находится в поддиапазонах 0,8 - 1,0; 1,0 - 1,3; 1,3 - 1,6; 1,6 - 2,0; 2,0 - 2,3; (2,5 г/см3); объемная влажность - в поддиапазонах 0 - 5; 2 - 20; 20 - 35; 36 - 60; 60 - 100 %.

Должны быть выбраны по крайней мере два участка, грунты которых имеют объемную влажность, отличающуюся более чем на 20 % при постоянной плотности сухого грунта, определенной с погрешностью не более ± 0,2 г/см3.

22. Размеры участков, выбранных для градуировки, должны быть не менее:

для схем измерений (черт. 1 а, в; 3 а, в; 4 а, б) - в плане (1000´1000) мм, по глубине при Wоб < 5 % - » 1000 мм, Wоб > 5 % - » 800 мм;

для схем измерений (черт. 1 б; 2 а, б, в; 3 б, г; 4 в, г) - в плане (600´600) мм, по глубине - 400 - 500 мм.

23. Градуировку приборов следует выполнять при тех же условиях, что и производственные измерения (вид грунта, материал и размеры обсадных труб, диаметр скважины).

24. Предварительную оценку однородности участка, выбранного для градуировки, производят по результатам измерений радиоизотопным плотномером, нейтронным влагомером, (радиоизотопным влагоплотномером), выполняемых по п. 25 настоящего приложения.

Коэффициент вариации показаний (в единицах отсчетов) радиоизотопного плотномера, нейтронного влагомера, определяемый по формуле (4), не должен быть более 0,05.

При этом  - средние значения показаний (в единицах отсчетов) плотномера, влагомера при каждом i-м положении измерительного преобразователя и в среднем на участке соответственно;

n - количество однократных измерений.

Коэффициент вариации средних значений плотности и влажности грунта не должен быть более 0,025.

25. Градуировку радиоизотопных плотномеров, нейтронных влагомеров, радиоизотопных влагоплотномеров следует выполнить в следующем порядке:

при измерениях по глубинной схеме (черт. 3а) по центру выбранного участка производят бурение скважины или погружение трубы (на глубину более 1 м), измеряют диаметр скважины в каждой точке радиоизотопных измерений, помещают измерительный преобразователь на заданные глубины (с интервалом по глубине не более 10 см), центрируют его и производят не менее 10 отсчетов на каждой глубине. При измерениях в скважине с прижимным устройством измерительный преобразователь помещают на заданной глубине, фиксируют положение преобразователя при прижатии к стенке скважины последовательно в трех положениях относительно оси скважины и производят не менее пяти отсчетов по прибору в каждом положении.

При измерениях по поверхностной схеме (черт. 3б) производят измерения не менее чем в 10 точках участка (не менее пяти отсчетов по прибору в каждой точке).

При измерениях по поверхностной комбинированной схеме (черт. 3г) блок источника ионизирующего излучения помещают на заданную глубину в грунт и производят измерения не менее чем в трех положениях детектора относительно источника ионизирующего излучения (не менее пяти отсчетов в каждом положении). Измерения повторяют не менее чем в трех пунктах участка.

26. На каждом участке градуировки по завершении измерений плотномером (влагомером, влагоплотномером) отбирают не менее 15 - 20 образцов грунта для определения плотности и объемной влажности грунта по ГОСТ 5180, не менее двух образцов для определения плотности частиц грунта по ГОСТ 5180, в грунтах с возможным присутствием органического вещества - не менее трех образцов для определения его содержания по ГОСТ 23740.

Образцы отбирают послойно, с интервалом по глубине 100 - 150 мм.

Среднюю плотность , среднюю влажность по массе  (весовую) и плотность сухого грунта rd вычисляют для каждого участка градуировки.

Среднюю объемную влажность грунта  вычисляют по формуле

,                                                                  (7)

где  - средняя влажность грунта, %;

где  - средняя плотность сухого грунта, г/см3;

rв - плотность воды, равная 1,0 г/см3.

Для глинистых грунтов и грунтов, содержащих гипс, дополнительно определяют содержание связной воды в образцах:

для глинистых грунтов - при сушке образцов при температуре 105 °С до постоянной массы и при температуре 250 °С в течение 1 - 2 ч;

для грунтов, содержащих гипс, - пр

ГОСТ 23061-90 ГРУНТЫ МЕТОДЫ РАДИОИЗОТОПНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ПЛОТНОСТИ И ВЛАЖНОСТИ

		
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

МЕТОД ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОСАДОЧНОСТИ

ГОСТ 23161-78

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОМИТЕТ СССР

Москва

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

Метод лабораторного определения
характеристик просадочности

Soils. Laboratory method for determination
of subsiding characteristics

ГОСТ
23161-78

Постановлением Государственного комитета Совета Министров СССР по делам строительства от 29 мая 1978 г. № 102 срок введения установлен

с 01.01.79

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на глинистые просадочные грунты и устанавливает метод лабораторного определения характеристик просадочности при замачивании грунта водой (относительной просадочности и начального просадочного давления).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Характеристики просадочности следует определять по относительной деформации, полученной по результатам испытаний образцов грунта ненарушенного сложения в компрессионных приборах.

Испытания надлежит проводить на образцах грунта с замачиванием их водой при давлении, последовательно увеличиваемом ступенями.

1.2. Испытания просадочных грунтов в компрессионных приборах следует выполнять по схемам:

«одной кривой» - для определения относительной просадочности при одной заданной величине давления;

«двух кривых» - для определения относительной просадочности при различных давлениях и начального просадочного давления.

1.3. Образцы грунтов (монолиты) для испытаний следует отбирать из открытых выработок - шурфов, котлованов, расчисток и т.д.

Отбор образцов из скважин допускается производить при помощи грунтоносов, обеспечивающих сохранение природного сложения и влажности грунта.

Отбор образцов грунтов надлежит производить по ГОСТ 12071-84.

1.4. Термины и определения приведены в приложении 1.

2. АППАРАТУРА

2.1. Для испытаний просадочных грунтов надлежит применять компрессионные приборы, состоящие из следующих основных узлов и деталей:

рабочего кольца с внутренним диаметром 70 - 90 мм и высотой от 20 до 30 мм;

цилиндрической обоймы;

перфорированного штампа;

поддона с емкостью для воды и перфорированной крышкой;

двух индикаторов с ценой деления шкалы 0,01 мм для измерений вертикальных деформаций образца грунта;

механизма вертикальной нагрузки образца грунта.

2.2. Конструкция компрессионного прибора должна обеспечивать:

подачу воды к образцу снизу и отвод ее;

центрированную передачу нагрузки на штамп (образец грунта);

возможность нагрузки на штамп ступенями давления от 0,1 до 0,5 кгс/см2;

постоянство каждой ступени давления;

неподвижность рабочего кольца при испытаниях;

измерение вертикальных деформаций образцов грунта с точностью 0,01 мм.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

3.1. Компрессионные приборы необходимо тарировать не реже одного раза в год для учета из собственных упругих деформаций при определении деформаций образцов грунта. Для тарировки прибора в рабочее кольцо следует заложить специальный металлический вкладыш с двумя бумажными фильтрами, смоченными водой, и производить нагрузку ступенями давления 0,5 кгс/см2, выдерживая их по 2 мин, до максимального давления на вкладыш 8,0 кгс/см2, измеряя по индикаторам упругие деформации прибора.

По результатам тарировки следует составить таблицу величин упругих деформаций прибора при различных давлениях (r).

3.2. Образцы грунта для испытаний следует отбирать из монолита рабочим кольцом компрессионного прибора методом режущего кольца по ГОСТ 5180-84 с учетом выполнения следующего требования: подготовленные образцы грунта при испытании должны иметь по отношению к направлению нагрузки ориентировку, соответствующую залеганию грунта в массиве.

Подготовленный образец грунта в рабочем кольце следует сразу же взвесить с точностью 0,01 гс и поместить в компрессионный прибор.

3.3. Для испытываемых образцов грунта необходимо определить физические характеристики: влажность, плотность, плотность скелета, влажность на границах раскатывания и текучести - по ГОСТ 5180-84, а также вычислить коэффициент пористости, степень влажности и число пластичности.

3.4. Рабочее кольцо с образцом грунта следует поместить на крышку поддона компрессионного прибора острым краем вверх (предварительно торцы образца покрыть бумажным фильтром) и затем произвести сборку компрессионного прибора: завинтить соединительную муфту и установить штамп. К собранному прибору необходимо присоединить механизм нагрузки, далее следует укрепить индикаторы и записать их начальные показания в рабочем журнале (приложение 2).

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

4.1. При испытаниях по схеме «одной кривой» нагрузку штампа на образец грунта с природной влажностью следует производить ступенями до заданного давления Р3. Величину Р3 следует принимать равной (с погрешностью ± 10 %) суммарному давлению от собственной массы грунта в водонасыщенном состоянии и от проектируемого фундамента или только от массы грунта (в зависимости от вида просадочных деформаций, для расчета которых определяются характеристики просадочности) на глубине отбора образца.

После условной стабилизации осадки образца грунта на последней ступени давления, соответствующей Р3, образец грунта необходимо замочить водой, продолжая замачивание до условной стабилизации просадки.

4.2. Испытания по схеме «двух кривых» надлежит проводить на двух образцах грунта, отобранных из одного монолита. Один образец следует испытывать в соответствии с п. 4.1, второй образец необходимо до его нагрузки замочить (без применения арретира) до полного водонасыщения, начиная замачивание не менее чем за 3 ч до передачи первой ступени давления при испытаниях просадочных супесей и 6 ч - при испытаниях просадочных суглинков и глин. Затем следует производить нагрузку штампа на образец ступенями до заданного давления Р3, продолжая замачивание.

Величину Р3 в испытаниях по схеме «двух кривых» следует принимать в интервале 2,0 - 4,0 кгс/см2 с учетом предполагаемого суммарного давления в основании проектируемых фундаментов.

Образцы грунта, испытываемые по схеме «двух кривых», не должны отличаться по плотности скелета более чем на 0,03 гс/см3 и по влажности - на 2 % (0,02 долей единицы).

4.3. Ступени давления в испытаниях по пп. 4.1 и 4.2 следует принимать равными 0,5 кгс/см2.

В отдельных случаях, при испытаниях по схеме «одной кривой» и Р3 < 1,5 кгс/см2, ступени давления должны составлять 0,25 кгс/см2.

Каждую ступень давления необходимо выдерживать до условной стабилизации осадки образца грунта. За условную стабилизацию осадки и просадки надлежит принимать приращение деформации образца, не превышающее 0,01 мм за 3 ч.

4.4. После приложения каждой ступени давления или после замачивания образца грунта следует производить отсчеты по индикаторам, регистрирующим деформации образца: через 5, 10 и 30 мин от начала испытаний, затем через каждый час до конца рабочего дня, а в последующие дни через каждые 3 ч до условной стабилизации деформаций.

4.5. Замачивание образцов грунта водой следует производить снизу вверх в последовательности, определяемой схемой испытаний (пп. 4.1 и 4.2) при неизменном градиенте напора, равном 1 - 1,1. Воду необходимо залить в поддон компрессионного прибора через отводную трубку с воронкой и затем поддерживать уровень воды в воронке по верхнему торцу образца грунта до окончания испытаний.

Для замачивания образцов грунта надлежит использовать воду питьевого качества температурой 10 - 25 °С.

4.6. После окончания испытаний необходимо слить воду из прибора, быстро разгрузить образец грунта, извлечь рабочее кольцо с образцом, удалить капли воды с его поверхности при помощи фильтровальной бумаги, взвесить рабочее кольцо с образцом для определения плотности скелета грунта после испытаний и отобрать две пробы для испытания на влажность.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

5.1. По результатам испытаний просадочного грунта в компрессионном приборе следует определять с соответствующими записями в журнале испытаний (приложение 2):

а) величины абсолютного сжатия (осадки) образца грунта hiв мм с точностью 0,01, вычисленные как средние арифметические значения показаний индикаторов;

б) величины относительного сжатия образцов грунта с точностью 0,001 при соответствующих значениях давления Pi и условно стабилизированных деформациях по формуле

,                                                         (1)

где r - поправка на упругую деформацию прибора при давлении Рi, определяемая по результатам тарировки (п. 3.1), мм;

h0 - высота образца грунта с природной влажностью при природном давлении (на глубине отбора образца), равная

                                                              (2)

где hн - начальная высота образца грунта (высота рабочего кольца), мм;

- абсолютное сжатие образца грунта с природной влажностью при природном давлении, мм.

5.2. По величинам относительного сжатия образцов  следует строить график зависимости  с отображением просадочных деформаций (приложение 3).

В случаях набухания образца грунта, замачиваемого до нагрузки (при испытаниях по схеме «двух кривых»), необходимо определять свободное относительное набухание , как отношение увеличения высоты образца к его начальной высоте; точку, соответствующую , следует включать в график , откладывая ее на оси ординат вверх от оси абсцисс.

5.3. Относительную просадочность грунта  при заданном давлении Р3 по испытаниям по схеме «одной кривой» следует определять как дополнительное относительное сжатие образца грунта в результате замачивания (пп. 5.1, 5.2, приложение 3) по формуле

                                                  (3)

где  - дополнительное сжатие (просадка) грунта в результате замачивания;

 - высота образца грунта с природной влажностью при заданном давлении;

 - высота образца грунта после дополнительного сжатия (просадки) в результате замачивания.

Величины относительной просадочности  для различных давлений при испытаниях по схеме «двух кривых» надлежит определять как разность значений относительного сжатия образцов в водонасыщенном состоянии  и природной влажности  или разности ординат соответствующих кривых графика . По значениям следует строить график зависимости относительной просадочности от давления (приложение 3).

5.4. Начальное просадочное давление Рпр следует определять по графику зависимости относительной просадочности от давления , принимая за величину Рпр то давление, при котором относительная просадочность составляет 0,01 (приложение 3).

5.5. Результаты определения относительной просадочности необходимо выражать с точностью 0,001, начального просадочного давления - с точностью 0,1 кгс/см2 и регистрировать в журнале испытаний с указанием наименования вида грунта и значений его физических характеристик (п. 3.3).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рекомендуемое

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Термин

Определение

Давление начальное просадочное

Минимальное давление, при котором проявляются просадочные свойства грунта при его полном водонасыщении

Просадочность относительная

Отношение дополнительного уменьшения высоты образца грунта в результате его замачивания при определенном вертикальном давлении к высоте образца с природной влажностью при природном давлении на глубине отбора образца

Сжатие грунта абсолютное

Уменьшение первоначальной высоты образца в результате уплотнения при определенном вертикальном давлении

Сжатие образца грунта относительное

Отношение абсолютного сжатия к высоте образца с природной влажностью при природном давлении на глубине отбора образца

Стабилизация осадки образца грунта условная

Приращение величины осадки образца во времени, характеризующее практическое затухание деформации

Стабилизация просадки образца грунта условная

Приращение величины осадки образца грунта во времени, характеризующее практическое затухание дополнительной деформации от замачивания (просадки)

Ступень давления

Величина приращения давления при передаче нагрузки через штамп на образец грунта

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

ЖУРНАЛ ИСПЫТАНИЙ ПРОСАДОЧНОГО ГРУНТА В КОМПРЕССИОННОМ ПРИБОРЕ

Наименование организации

Пункт ______________________________

____________________________________

Объект _____________________________

Сооружение ________________________

Шурф (скважина) № ___________  Глубина и дата отбора образца __________________

Наименование грунта _______________________________________________________

Лабораторный номер испытания _____________ Краткие сведения о компрессионном приборе (номер, тип, механизм передачи нагрузки) ______________________________

__________________________________________________________________________

Условия проведения испытаний (схема и пр.)

________________________________________________________________________

Данные о рабочем кольце:

масса тк ______________; высота hк _____________; внутренний диаметр dк ______________; объем Vк _______________; передаточное число системы рычагов компрессионного прибора ___________________________________________________

Дата испытаний:

начало __________________ окончание ________________________________________

Определение физических характеристик грунта

r

rск

rs

W

Wp

WL

JL

G

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ

Лабораторный номер испытания

Дата

Время

Вес груза на подвеске рычага, кгс

Давление на образец, кгс/см2

Поправка на деформацию прибора, мм

Показания индикаторов

Деформация образца, мм

Относительное сжатие (набухание) образца

Сведения о замачивании образца

Примечания

...

...

средние

Исполнитель __________________________________________________

(фамилия, имя, отчество, личная подпись)

Журнал проверил «___» ___________

_____________________________________________________________

(должность, фамилия, имя, отчество, личная подпись)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Обязательное

ГРАФИКИ ИСПЫТАНИЯ ПРОСАДОЧНОГО ГРУНТА В КОМПРЕССИОННОМ ПРИБОРЕ

Масштаб графиков принимают:

для давления Р (по горизонтали): 1,0 кгс/см2 - 20 мм;

для относительного сжатия (по вертикали): 0,01 - 10 мм.

По схеме «одной кривой»        По схеме «двух кривых»


1, 2 - относительное сжатие  грунта с природной влажностью и в водонасыщенном состоянии в зависимости от давления; 3 - дополнительное относительное сжатие грунта в результате замачивания (относительная просадочность) при заданном давлении; 4 - зависимость относительной просадочности  от давления; Рпр - начальное просадочное давление

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения. 1

2. Аппаратура. 2

3. Подготовка к испытаниям.. 2

4. Проведение испытаний. 3

5. Обработка результатов испытаний. 4

Приложение 1 Термины и определения. 5

Приложение 2 Журнал испытаний просадочного грунта в компрессионном приборе. 5

Приложение 3Графики испытания просадочного грунта в компрессионном приборе. 6

 

ттт

ГОСТ 23161-78 ГРУНТЫ МЕТОД ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОСАДОЧНОСТИ