Определение плотности песчаных грунтов при изысканиях
В отчетах по инженерно-геологическим изысканиям в таблицах результатов лабораторных испытаний плотность песчаных грунтов не указывается (отобрать песчаный грунт ненарушенной структуры сложно), а в таблицах расчетных характеристик грунта плотность песков дается как по первому,
так и второму предельному состояниям? Откуда?
__________________
Анкл Бенц
Просмотров: 18134
Регистрация: 05.02.2013
Сообщений: 5
Хотелось бы поднять данную тему почти 10-летней давности и проконсультироваться у опытных товарищей. Допустим, имеем в разрезе: а) четвертичные пески; б) пески коренных отложений. Вопрос в том, как определить плотность песков природного сложения. Опыт показывает, что геологи предпочитают замалчивать, как именно они получали данные о плотности, хотя в итоговой таблице показателей свойств эти данные присутствуют. Будем честны перед собой, грунтоносами, способными взять кондиционную пробу песка (не говоря уже о водонасыщенных разностях) обладает настолько малое количество изыскательских организаций. что им можно пренебречь. Статическое зондирование — тема интересная, однако, дает лишь качественную характеристику плотности песков. Получить значение природной плотности не получается. Собственно вопрос: Откуда изыскатели берут значения плотности песков природного сложения?
Регистрация: 01.01.2014
Сообщений: 727
Сообщение от Snowfall
Откуда изыскатели берут
Сознаются они, жди.
Сообщение от Snowfall
тему почти 10-летней давности
__________________
При пожаре выносить первым
Регистрация: 05.02.2013
Сообщений: 5
В том то и дело. Я так понимаю, что здесь много проектировщиков на форуме и неужели никто, когда видит отчет по геологии не задается вопросом «а откуда цифры по плотности песков?»
Регистрация: 24.11.2005
Благовещенск
Сообщений: 471
Сообщение от Snowfall
В том то и дело. Я так понимаю, что здесь много проектировщиков на форуме и неужели никто, когда видит отчет по геологии не задается вопросом «а откуда цифры по плотности песков?»
По зондированию определяют.
Регистрация: 05.02.2013
Сообщений: 5
Каким образом? какие-то эмпирические зависимости территориального масштаба?
Статическое зондирование как метод инженерных изысканий
Для получения точных данных о толщине, плотности, фактуре, структуре слоев грунта, а также глубине залегания скал используют статическое зондирование. Применяемое в изысканиях оборудование позволяет тщательно изучить картину грунта, не прибегая специально к выемке проб.
Такой метод зондирования зарекомендовал себя с лучшей стороны при изучении различных типов грунтов: песчаных, песчано-глинистых, скальных, мерзлых, насыщенных водой. Если исключить скальные типы грунта, то все остальные подходят для применения свайных фундаментов.
Как связаны зондирование и свайные фундаменты
Использование свай признано одним из экономически обоснованных, практичных и быстрых способов устройства фундаментов, но при одном условии — если конструкции способны удержать вес строения. В этом смысле имеют значение не только габариты здания, но тип грунта, на котором запланировано строительство. Информация о плотности и прочности грунта, полученная методом статического зондирования, позволяет оценить такую важную характеристику свай, как устойчивость.
В качестве точного инструмента, занятого в процедуре статического зондирования, используют зонд. Благодаря датчикам получают следующие данные:
- Лобовое сопротивление грунта
- Сопротивление боковых давлений
- Отклонение в процессе движения по вертикали
Последний пункт характеризует грунт с точки зрения плотности.
Запуск зонда — своего рода имитация, позволяющая понять, какое давление на грунт будут производить сваи или свайный фундамент. Информация, полученная методом статического зондирования, фиксируется оператором вручную или заносится автоматически, с помощью электронного самописца. В дальнейшем полученные данные служат основой для предварительных расчетов и проектирования различных типов фундаментов.
Комплексное использование различных методов исследования
Технология статического зондирования может использоваться в качестве единственного метода изучения грунта, но более полного и развернутого результата изысканий можно добиться лишь при комплексном применении различных технологий.
Его целесообразно использовать, если нужно:
- Определить плотность грунта, расположенного на разной глубине
- Получить информацию о горизонтах песка, глины, других пород
- Определить степень однородности грунта в одном пласте или толщину слоев, одинаковых по плотности
- Отыскать скальное основание, подходящее по характеристикам для устройства свайного фундамента
- Получить расчетную информацию для уточнения характеристик грунта
- Оценить вероятность деформации грунта при продолжительном воздействии свай
- Имитировать давление, которое оказывают сваи на пласты грунта и пр.
Когда статическое зондирование считают уместным методом для исследования? Основанием для его применения служит сам факт выбора свайного фундамента в качестве начального этапа строительства. Но эта технология признана еще более конструктивной и эффективной, если нет возможности взять пробы грунта традиционным способом, а условия бурения отличаются особой сложностью: наличием водяных линз, твердыми включениями, мерзлотой, неоднородностью пластов грунта.
Благодаря статическому зондированию легко выяснить плотность и некоторые химические характеристики грунта. Это один из экономичных, практичных и простых вариантов для получения информации на этапе проектирования.
Установка фундаментов вблизи уже возведенных строений является сложной задачей. При проведении работ необходимо избегать сильных вибраций и ударов. Сначала появились разработки буронабивных свай, затем в производство были введены буросекущие и бурокасательные сваи.
Фундамент — основа любого строения, от которого зависит безопасность и срок службы здания. При соблюдении правил возведения фундамента, он будет распределять нагрузку на грунт и защищать стены от талых, грунтовых и дождевых вод.
Для получения идеально точных и аккуратных отверстий в строительных конструкциях применяют технологию алмазного бурения. При помощи инструмента с алмазными наконечниками, которые способны пробурить идеальные цилиндрические отверстия разной глубины, формы, размера.
Одной из самых популярных разновидностей опор для фундамента являются буронабивные сваи. Суть технологии установки состоит в том, что под опорный столб бурят скважину с последующим опусканием обсадной трубы и армокаркаса, а после – заливают бетонной смесью.
Первым этапом ведения строительства считается подготовка котлована под укладку фундамента и его обустройство. Важностью шпунтовое ограждение котлована характеризуется при проведении комплекса нулевых работ. В особенности, его используют на сыпучих грунтах.
Бетонный раствор в минусовую температуру требует либо добавления специальных присадок, либо его подогрева для дальнейшего застывания. Поэтому возведение бетонных оснований стоит проводить летом, в то время как свайно-винтовой фундамент можно монтировать в любое время года.
Возведение фундамента важный этап строительства здания, от его качества зависит надежность строения и эксплуатационный ресурс объекта. Каждый вид фундамента предназначен для определенного типа грунта и способен выдержать различные нагрузки.
Шнековое бурение в сфере индивидуального хозяйства является наиболее популярной методикой сооружения скважин на воду. Все потому, что технология максимального удаления шлама из створа не требует применения никакой дополнительной техники.
Контакты для связи и заказа
Напишите через  |
|
| Телефоны: +7 (499) 745-96-36 , +7 (985) 877-37-07 | |
| Режим работы: ежедневно с 9:00 до 19:00 | |
| E—mail: info@burinzhstroy.ru, zakaz@burinzhstroy.ru |
Зондирование грунтов
Бурение скважин зачастую не дает общей картины текущих геологических условий зоны будущего строительства, что особенно актуально для песчаных грунтов. В этом случае используют такие методы изысканий как статическое и динамическое зондирование. Вид зондирования выбирается организацией-исполнителем в зависимости от требований заказчика. Оба метода позволяют получить полезные сведения, поэтому они являются одними из наиболее востребованных при проведении инженерно-геологических изысканий.
Статическое зондирование
Статический метод чаще применяется при разработке проекта свайного фундамента для определения несущего потенциала буронабивных и забивных свай различных сечений. Кроме того, применение этого метода исследования позволяет дать оценку целесообразности проектирования на конкретной территории свайных фундаментов.
Статический метод зондирования используется при необходимости исследования рыхлых грунтов без крупных твердых включений. Его производят для разделения песчаных толщей по плотности сложения, а также с целью определения его прочностных характеристик.
Динамическое зондирование
Для определения плотности песков и модуля общей деформации и консистенции грунтов методом использования корреляционной зависимости между данными показателями и удельным динамическим сопротивлением применяется динамический метод.
Следует сказать, что этот вид зондирование грунтов используется, как правило, для исследования песчано-глинистой породы, содержащей не более 40% крупнообломочных включений. Расчленение разреза породы на слои, отличающиеся сопротивлением динамического проникновения с точностью до 0,05 м, определение степени его однородности, а также показателей ряда свойств и глубины забивания свай становится возможным исключительно при помощи динамического зондирования.
Для определения деформационных характеристик грунтов, которые станут основой будущего здания или сооружения, проводятся штамповые испытания. Их суть состоит в измерении грунтового осадка под штампом при передаче на него нагрузки. Обычно штамповые испытания проводятся на территориях, на которых планируется возведение зданий и сооружений высокого уровня ответственности. Подробнее о штамповых испытаниях грунтов расскажет следующая статья.
Контроль качества песчаных оснований крупных объектов Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»
ОСНОВАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ / ВОДОНАСЫЩЕННЫЕ ГРУНТЫ РАЗЖИЖЕНИЕ ГРУНТОВ / ВИБРОДИНАМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УПЛОТНЕНИЯ / СТАТИЧЕСКОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ / УДАРНОЕ И ВИБРАЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ / ВЗРЫВНОЕ МЕТОД ЗОНДИРОВАНИЯ ГРУНТОВ / СТРУКТУРНАЯ ПРОЧНОСТЬ ГРУНТОВ / ПЛОТНОСТЬ. / FOUNDATIONS AND STRUCTURES / WATER-SATURATED SOIL / LIQUEFACTION OF SOILS / DYNAMIC VIBRATION METHODS OF COMPACTION / CPT / SHOCK AND VIBRATION SENSING / EXPLOSIVE METHOD OF SOIL SOUNDING / STRUCTURAL SOIL STRENGTH / DENSITY.
Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Минаев Олег Петрович
При уплотнении грунтов оснований важно оценить качество их укладки после вибродинамической обработки, в частности плотность и физико-механические характеристики грунтов после уплотнения, определяющие надежность и прочность оснований и сооружений . В случае маловлажных грунтов при их послойной укладке такая задача решается путем отбора образцов грунта в каждом уплотняемом слое основания. Автор статьи, базируясь на проведенных сравнительных испытаниях различных методов (статический, ударный, вибрационный и взрывной) зондирования грунтов оснований, показывает возможность их применение для оценки свойств водонасыщенных песчаных грунтов после вибродинамического глубинного уплотнения.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Минаев Олег Петрович
Метод уплотнения оснований и сооружений вибропогружателем шпунта в гидроэнергетическом строительстве
Повышение эксплуатационной безопасности и надежности портовых гидротехнических сооружений при разжижении грунтов оснований новым взрывным способом уплотнения
Повышение эксплуатационной безопасности и надежности портовых гидротехнических сооружений при разжижении песчаных грунтов оснований новым вибрационным способом глубинного уплотнения
Эффективный метод защиты зданий и сооружений от вибродинамического воздействия при уплотнении грунтов близлежащих оснований
Исследование плотности сложения песчаных грунтов в основании дорожной насыпи в процессе ее уплотнения взрывами удлиненных зарядов
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
QUALITY CONTROL of SANDY GROUNDS in large structures
An important task at the soil compaction of foundations is to assess the quality of their laying after dynamic vibration processing. This task is necessary to determine the density and physico-mechanical properties of soil after compaction, which defines reliability and durability of foundations and structures . In the slightly wet ground with layer-by-layer stacking this task is solved by selecting soil samples in each compacted layer of the foundation. The author of the article has conducted comparative tests of different methods of soil sounding (static, shock, vibration and explosive) and claims the possibility of their usage to assess the properties of water-saturated sandy grounds after dynamic vibration deep compaction.
Текст научной работы на тему «Контроль качества песчаных оснований крупных объектов»
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПЕСЧАНЫХ ОСНОВАНИЙ КРУПНЫХ ОБЪЕКТОВ
QUALITY CONTROL OF SANDY GROUNDS IN LARGE STRUCTURES
При уплотнении грунтов оснований важно оценить качество их укладки после вибродинамической обработки, в частности плотность и физико-механические характеристики грунтов после уплотнения, определяющие надежность и прочность оснований и сооружений. В случае маловлажных грунтов при их послойной укладке такая задача решается путем отбора образцов грунта в каждом уплотняемом слое основания. Автор статьи, базируясь на проведенных сравнительных испытаниях различных методов (статический, ударный, вибрационный и взрывной) зондирования грунтов оснований, показывает возможность их применение для оценки свойств водонасыщенных песчаных грунтов после вибродинамического глубинного уплотнения.
ОСНОВАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ; ВОДОНАСЫЩЕННЫЕ ГРУНТЫ РАЗЖИЖЕНИЕ ГРУНТОВ; ВИБРОДИНАМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УПЛОТНЕНИЯ; СТАТИЧЕСКОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ; УДАРНОЕ И ВИБРАЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ; ВЗРЫВНОЕ МЕТОД ЗОНДИРОВАНИЯ ГРУНТОВ; СТРУКТУРНАЯ ПРОЧНОСТЬ ГРУНТОВ; ПЛОТНОСТЬ.
An important task at the soil compaction of foundations is to assess the quality of their laying after dynamic vibration processing. This task is necessary to determine the density and physico-mechanical properties of soil after compaction, which defines reliability and durability of foundations and structures. In the slightly wet ground with layer-by-layer stacking this task is solved by selecting soil samples in each compacted layer of the foundation. The author of the article has conducted comparative tests of different methods of soil sounding (static, shock, vibration and explosive) and claims the possibility of their usage to assess the properties of water-saturated sandy grounds after dynamic vibration deep compaction.
FOUNDATIONS AND STRUCTURES; WATER-SATURATED SOIL; LIQUEFACTION OF SOILS; DYNAMIC VIBRATION METHODS OF COMPACTION; CPT; SHOCK AND VIBRATION SENSING; EXPLOSIVE METHOD OF SOIL SOUNDING; STRUCTURAL SOIL STRENGTH; DENSITY.
Анализ состояния водонасыщенных песчаных грунтов оснований, создаваемых свободным намывом и отсыпкой под воду, показывает, что независимо от гранулометрического состава они укладываются с плотностью скелета в рыхлом сложении или близкой к этому [1—4].
Относительная плотность песков подводного намыва составляет /с = 0,1—0,3, причем наиболее рыхлое сложение имеют нижние слои подводного намыва и отсыпки.
При строго организованном надводном намыве рассредоточенной трубоподачей гидросмеси может быть достигнута плотность укладки песков оснований /с = 0,4. Однако последующее перемещение осушенных масс песков при пла-
нировке основания способствует их разрыхлению и очень рыхлой укладке.
При возведении бетонных сооружений и зданий на формируемых песчаных основаниях, прокладки инженерных сетей в них, устройстве дорог и железнодорожных путей и т. п. должен учитываться как фактор однородности по плотности сформированного массива, так и величина этой плотности. Последнее особенно важно при возможных динамических (сейсмических) воздействиях. Это требует уплотнения грунтов до заданной проектом плотности.
Выбор методов вибродинамического уплотнения песчаных грунтов оснований и их осуществление могут быть произведены с исполь-
зованием эффективных разработок [5—14 и др.] и опубликованных исследований автора статьи, его рекомендаций, которые основаны на работах ведущих российских ученых и научных школ в области динамики грунтов, разжижения и консолидации грунтов оснований, виброметода в строительстве, динамики и сейсмики оснований и фундаментов зданий и сооружений [1—4, 21—23 и др.].
Немаловажная задача при уплотнении грунтов оснований — оценка качества их укладки после обработки.
Необходимо определить плотность и физико-механические свойства грунтов после уплотнения, от которых зависят прочность оснований и сооружений.
Если в грунтах естественной влажности при их послойной укладке такая задача решается путем отбора образцов грунта в каждом слое основания, то в водонасыщенных грунтах (да еще при значительной их толще) такую задачу или вообще невозможно решить, или она представляет значительные трудности. Причем в водонасыщенных песчаных грунтах основания даже незначительные сотрясения в зоне определения плотности могут привести к переукладке частиц и искажению результатов замеров.
В настоящее время для определения характеристик водонасыщенных грунтов оснований применяются косвенные методы, в частности различные методы зондирования: статический, ударный, вибрационный и взрывной.
Однако эти методы не позволяют непосредственно находить плотность скелета р^ водона-сыщенных песчаных грунтов основания. Особенно необходимо определять р^ при оценке качества уплотнения песчаных грунтов основания по показателю их относительной плотности 1д, учитывающей как гранулометрический состав, так и форму частиц песчаного грунта. Отметим также, что все расчетные данные, используемые в проекте, основываются на результатах определения физико-механических характеристик грунтов заданной плотности р^ (Тд).
При этом полученные данные зондирования основания можно сопоставить с р^ непосредственном отборе образцов грунта путем предварительного зондирования выбранного участка основания и последующей, после водо-
понижения, разборки опытной насыпи основания или ее шурфования.
При устройстве оснований зданий и сооружений, особенно в сейсмоопасных районах, обязательно необходима оценка динамической устойчивости структуры песчаных грунтов оснований с разработкой рекомендаций по их уплотнению.
Основная характеристика грунтов песчаных оснований, определяющая динамическую устойчивость их структуры и возможность разжижения, — относительная плотность грунтов основания 1д, комплексно учитывающая как его гранулометрический состав, так и форму частиц грунта основания.
При рыхлом состоянии песчаных грунтов основания необходимо его уплотнение до величины относительной плотности, исключающей возможность разжижения.
Существуют различные подходы [1—4, 15— 23] к оценке величины относительной плотности, которая необходима для обеспечения динамической устойчивости песчаных грунтов оснований.
Анализ собственных исследований и исследований других крупных отечественных и зарубежных ученых, проведенный профессором П.Л. Ивановым, показывает, что при относительной плотности > 0,6 песчаный грунт основания практически гарантирован от воздействия любых динамических и, тем более, статических воздействий. Он практически не реагирует даже на взрыв.
Однако в последние годы в связи с катастрофическими землетрясениями, приведшими, в частности, к разрушению атомной электростанции и экологической катастрофе в Японии и повреждению различных объектов в других странах, некоторые радикальные российские ученые высказывают требования о необходимости уплотнения песчаных оснований до близких к единице значений /с.
При этом не учитывают фактор значительного возрастания трудоемкости и стоимости уплотнения оснований, а также возможность применения других мероприятий, направленных на повышение надежности оснований и фундаментов: создание экранов в грунтах оснований для сейсмической защиты зданий и сооружений, устройство сейсмоизолирующих фундаментов зданий [11, 24, 25].
В первом приближении (без проведения виброкомпрессионных испытаний грунтов исследуемого основания на заданную динамическую нагрузку) оценка должна основываться на результатах исследований, которые регламентируют величину относительной плотности грунтов песчаного основания: 1В > 0,6.
В реальных условиях при полном разжижении слоя грунта на всю глубину осадки рыхлых оснований могут достигать от нескольких десятков сантиметров до метра и более.
Кроме того, следует иметь в виду, что в песчаных грунтах оснований за счет развития структурных связей максимальный прирост величин при зондировании в течение более 10 лет может достигать 2—2,5 раз, что может давать ложное представление об истинной плотности. При этом первый цикл сейсмодинамического воздействия будет переводить слежавшийся прочный грунт с многолетними структурными связями в исходное рыхлое состояние по плотности, а последующие — к разжижению грунта основания и внезапной потере несущей способности грунтов в основании зданий и сооружений.
С учетом вышеизложенного в зоне строительства комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений по предложению автора статьи были проведены сравнительные исследования с использованием различных методов зондирования по оценке свойств и плотности подводной укладки песчаных грунтов основания.
Испытания по статическому зондированию и виброзондированию велись с привлечением Санкт-Петербургского треста инженерно-геологических изысканий, а по ударному зондированию — 19-й экспедиции института «Ленгидро-проект». Работы по взрывному зондированию осуществлялись одной из военных частей.
Сравнительные опытные исследования различных методов зондирования грунтов основания проводились на отсыпанной песчаной дамбе, предварительно уплотненной взрывами глубинных зарядов массой 5—7 кг при глубине заложения в грунты песчаного основания 4,5—6 м.
Уплотнение осуществлялось в основном более эффективным способом последовательного взрывания одиночных зарядов в каждой очереди [7]. Единственный участок в опытных работах
при сравнительных испытаниях различных способов взрывания зарядов был уплотнен по схеме одновременного взрывания всех зарядов в каждой очереди.
На этом участке при глубине подводной отметки 5,5 м масса заряда составляла 6 кг при глубине заложения 4,5—5,5 м. Полученные средние осадки поверхности песчаного основания после каждой очереди взрывов составляли 5,6 см после первой очереди взрывов, 6 и 4,9 см соответственно после второй и третьей, 4,2 см после четвертой. Окончательная суммарная осадка после взрывов равнялась 21,1 см.
По данным статического зондирования установкой СП-59 на этом участке основания значение дз (сопротивление внедрению острия зонда) до уплотнения составляло 2 МПа, после уплотнения — 6 МПа.
На момент проведения испытаний отметка верха отсыпки составляла плюс 1—2 м выше ординара, а подводной — минус 5—7 м. Испытания по зондированию основания проводились через 1—3 месяца после взрывного уплотнения.
Гранулометрический состав песков, уложенных в тело дамбы, отражен на рис. 1.
По лабораторным определениям плотность сухого грунта в рыхлом сложении составляла
Р* рыхл = 1,46-1,52 Г-М^ а в плотном -Р* плотн =
Для выполнения работ по сравнительным испытаниям различных механических методов зондирования были выбраны три площадки песчаного основания по длине дамбы, на которых проводились статическое зондирование установками СП-59 и «ПИКА-10», бурение скважин, вибро- и ударное зондирование. Причем на первом этапе испытаний использовались статические методы оценки свойств грунтов песчаного основания, а на втором — динамические при максимально возможном удалении мест их проведения на принятой схеме испытаний. Это позволило ограничить влияние динамических воздействий на изменение характеристик грунтов песчаного основания при небольшом расстоянии «точек» испытаний одна от другой.
Глубина зондирования и бурения скважин при всех испытаниях составляла 10 м.
В качестве характерного примера на рис. 2 и 3 приведены данные, полученные на одном из участков.