ГОСТ 20276-85. Грунты. Методы полевого определения характеристик деформируемости.

3.5.1. Для вычисления модуля деформации Е строятграфик зависимости перемещения стенки скважины от давления Dr= f(p), откладывая по оси абсциссзначения давления Р и по оси ординат соответствующие имзначения Dr(рекомендуемое приложение 10).

На графике проводят осредняющую прямую. За начальные значения P₀и Dr₀ (первая точка, включаемая в осреднение) принимают значения Ри Dr, соответствующие моменту полного обжа­тия неровностей стенокскважины - началу линейного участка графика.

За конечные значения Р_nи Dr_n(предел пропорциональности) принимают значения Р и Dr,соответствующие точке, ограничива­ющей линейный участок графика.

3.5.2. Модуль деформации грунта Е, МПа(кгс/см²), вычисляют для линейного участка графикаDr= f(p)по формуле

, (3)

где К_r- корректирующий коэффициент;

r₀-начальный радиус скважины, равныйr_пр +Dr₀;

r_пр- радиус прессиометра,см;

Dr₀-приращениерадиуса прессиометра, соответствующее Р₀, см;

DР -приращение давления на стенку скважины между двумя точками, взятымина осредняющей прямой, МПа (кгс/см² );

Dr- приращение перемещения стенки скважины (по радиусу),соот­вет­ствующее DР,см.

Примечание. При вычислении модулядеформации грунта необходи­мо учитывать определяемые порезультатам тарировочных испытаний система­тические погрешностиизмерений DPи Dr,вызванные собст­венными деформациями гидросистемы и эластичныхоболочек камеры зонда.

3.5.3. При проведении всех испытаний грунтоврадиальными прессиометрами в одном режиме (медленном для сооруженийIкласса или быстром для сооружений II иIII классов) коэффициент К_rопределяют по результатам сопоставительных испытаний грун­таштампом площадью 5000 см²и радиальным прессиометром, вы­полняемых не менее чем сдвухкратной повторяемостью для дан­ной разновидности грунта врайоне проведения изысканий.

3.5.4. При проведении части испытаний вмедленном, а части испытаний в быстром режиме для определения модулядеформации по результатам испытаний, выполненных в быстром режиме,дол­жен вводиться дополнительный коэффициент К_rt,определяемый по резуль­татамсопоставительных испытаний прессиометром в разных режимах.

3.5.5. Для проектирования оснований ифундаментов зданий и сооружений II-IIIклассов коэффициент K_r,допускается прини­мать по указаниям рекомендуемого приложения12.

4. МЕТОД ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА ЛОПАСТНЫМПРЕССИОМЕТРОМ

4.1. Условия проведения испытаний

4.1.1. При проходке скважин для испытанийследует соблюдать требования п 3.1.2.

4.1.2. При испытаниях в стенках скважины диаметрскважины должен быть меньше расстояния между штампами-лопастями неменее чем на 2 см.

4.1.3. При испытаниях ниже забоя скважиныминимальная глу­бина погружения наконечника от забоя скважин доверха штампа-лопасти должна быть не менее половины длиныштампа-лопасти.

4.2. Приборы и оборудование

4.2.1. В состав установки для испытаний грунталопастным прес­сиометром должны входить:

наконечник со штампами-лопастями и направляющим стаканом;

устройство для создания и измерения давления на штампы-ло­пастинаконечника;

устройство для измерения перемещения штампов-лопастей на­конечника.

4.2.2. Конструкция установки должнаобеспечивать:

возможность создания давления на грунт ступенями по0,01-0,1 МПа (0,1-1,0кгс/см²);

постоянство давления на каждой ступени;

возможность тарировки наконечника со штампами-лопастями.

4.2.3. Наконечник должен состоять из двухжестких штампов-лопастей прямоугольной формы, расположенныхсимметрично отно­сительно оси наконечника. Площадь одногоштампа-лопасти дол­жна соответствовать требованиям табл.8.

Таблица 8

Соотношения сторон штампа-лопасти должно быть не более 3:1.Расстояние между штампами-лопастями должно быть не менее 1,5 ихширины.

4.2.4. Устройство для измерения давления наштампы-лопасти дол­жно обеспечивать измерение давления спогрешностью не более 5%от ступени давления.

4.2.5. Устройство для измерения перемещенийштампов-лопастей в горизонтальном направлении должно обеспечиватьизмерение де­формаций грунта с погрешностью не более0,1 мм в пределах не менее 50 мм прииспытаниях биогенных грунтов и илов, 20 мм -для остальных грунтов.

4.3. Подготовка к испытаниям

4.3.1. Установку наконечника соштампами-лопастями производят методом вдавливания таким образом,чтобы середина наконечника была расположена на отметке испытания.

4.3.2. После установки наконечника на отметкеиспытания необ­хо­димо смонтировать устройства для создания иизмерения давления на штампы-лопасти и измерения их перемещения.

4.4. Проведение испытаний

4.4.1. Передачу нагрузки на штампы-лопастипроизводят ступенями, указанными в табл. 2-4.

4.4.2. Каждую ступень давления выдерживают доусловной ста­билизации деформации грунта. За критерий условнойстабилизации деформации принимают скорость перемещенияштампа-лопасти, не превышающую 0,1 мм за время,указанное для медленного режима испытания в табл. 2-4,а для быстрого - в табл. 7.

4.4.3. Режим испытаний назначают в соответствиис указаниями п. 3.4.3.

4.4.4. Отсчеты по приборам для измеренияперемещении штам­пов-лопастей на каждой ступени давленияпроизводят согласно п. 2.4.3 - при медленномрежиме испытаний и табл. 7 - при быст­роми записы­вают в журнал, форма которого приведена врекомен­дуемом приложении 7.

4.5. Обработка результатов

4.5.1. Для вычисления модуля деформации Е строятграфик за­висимости перемещения штампа-лопасти от давленияи = f(p)от­кладывая по оси абсцисс значения Р и по оси ординат- соответст­вую­щие им значения и (рекомендуемоеприложение 11).

На графике проводят осредняющую прямую. За начальные значения Р₀и и₀ (первая точка, включаемая в осреднение)при­нимают значения Р и и, соответствующие началулинейного участка графика.

За конечные значения Р_nи и_n(предел пропорциональности) принимают значения Р и и,соответствующие точке, ограничиваю­щей линейный участок графика.

4.5.2. Модуль деформации грунта Е, МПа(кгс/см²),вычисляют для линейного участка графика u= f(p)по формуле

, (4)

где К_л - корректирующий коэффициент;

v - коэффициентПуассона, принимаемый в соответствии с требо­ваниями п.2.5.2;

b -ширина штампа-лопасти наконечника, см;

w -безразмерный коэффициент, принимаемый в зависимос­ть от формыштампа-лопасти по табл. 9;

DP- приращение давления на штамп-лопасть между двумяточ­ками, взятыми на осредняющей прямой, МПа (кгс/см²);

Dи- приращение перемещения штампа-лопасти,соответ­ствую­щее DР,см.

Примечание. При вычислении модулядеформации грунта необходимо учитывать определяемые по результатамтарировочных испытаний систематические погрешности измерений DРи и, вызванные собственными деформациями для созданиядавления, наконечника и колонны труб.

Таблица 9

4.5.3. Коэффициент K_лопределяют по результатам сопостави­тельных испытаний грунташтампом площадью 5000 см² илопаст­ным прессиометром, выполняемых не менее чем сдвухкратной повто­ряе­мостью для данной разновидности грунтав районе прове­дения изысканий.

4.5.4. При проведении части испытаний вмедленном, а части испытаний в быстром режиме для определения модулядеформа­ции по результатам испытаний, выполненных в быстромрежиме, вводят дополнительный коэффициент К_лt,определяемый по ре­зультатам сопоставительных испытанийпрессиометром в разных режимах.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ТЕРМИНЫ И ИХ ПОЯСНЕНИЯ

Модуль деформации грунта Е -характеристика линейной связи между приращениями давления на грунт иего деформациями.

Начальное просадочное давление P_sl-минимальное давление, при котором проявляются просадочныесвойства грунта при его полном насыщении водой.

Относительная просадочность грунта e_sl- отношение просадки грунта в основании штампа к высотедеформируемой зоны.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Справочное

СХЕМЫ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТА

а - плоским штампом в шурфе или дудке; б - плоскимштампом в забое буровой скважины; в - винтовым штампом нижезабоя буровой скважины; г - винтовымштампом в массиве; д - радиальным прес­сиометром: е- лопастным прессиометром в стенке скважины; ж- лопастным прессиометром ниже забоя буровой скважины; з -лопастным прессиометром в массиве

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое

КОНСТРУКЦИЯ ВИНТОВОГО ШТАМПА

1. Винтовой штамп состоит из одновитковойлопасти и ствола (см. чертеж).

Размеры винтового штампа должны соответствовать требованиям таблицы.

2. В конструкциювинтового штампа, предназначенного для испы­тания грунтовв массиве без бурения скважины, должно входитьуст­ройство, позволяющее при измерениях осевойнагрузки на штамп исключить влияние трения грунта по боковойповерхности ствола.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ВОДЫ ДЛЯ ЗАМАЧИВАНИЯ ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТОВ ВОСНОВАНИИ ШТАМПА

Расход воды Q, м³,вычисляют по формуле

,

где r_d- плотность грунта в сухом состоянии, т/м³;

r_w-плотность воды, принимаемая равной 1 т/м³;

w_sat-влажность грунта в насыщенном водой состоянии (степенивлажно­сти S_r >0,8),доли единицы;

w -природная влажность грунта, доли единицы;

V - объем замачивания грунта, равныйпроизведению площади шурфа (или замачиваемого участка котлована) наглубину замачивания (п. 2.1.3) и на коэффициент1,2, учитывающий растекание воды, м³.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Рекомендуемое

(Первая страница журнала)

Организация____________________________________________

ЖУРНАЛ №___________

ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТОВ ШТАМПАМИ

Пункт________________________________________________

Объект_______________________________________________

Сооружение __________________________________________

Дата испытания: начало_________________________________

окончание_______________________________

Выработка №________________ Абсолютные отметки:

Площадь штампа___________см² подошвы штампа _________м

Сечение выработки____________ устья выработки __________м

(диаметр скважины) уровня подземных вод_____м

Глубина ____________________м

Наименование грунта___________

______________________________

Краткая характеристика установки для испытаний_______________

_______________________________________________________

_______________________________________________________

Приборы (тип и номер) для измерения:

нагрузки на штамп_______________________________________

осадок штампа___________________________________________

Схема размещения установки для испытаний

(Последующие страницы журнала)

Объект___________________ Испытание №_____________________Стр.__________________________________________

(Последняя страница журнала)

В журнале пронумеровано ________________________стр.; заполнено___________________________стр.

Ответственныйисполнитель_______________________________________________________________

(должность, подпись, инициалы,фамилия)

Наблюдатели: 1.________________________________________________________________________

(должность, подпись, инициалы,фамилия)

2._________________________________________________________________________

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Рекомендуемое

(Первая страница журнала)

Организация____________________________________________

ЖУРНАЛ № ______

ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИИ ГРУНТОВ РАДИАЛЬНЫМИ ПРЕССИОМЕТРАМИ

Пункт__________________________________________________

Объект_________________________________________________

Сооружение_____________________________________________

Дата испытания: начало___________________________________

окончание______________________________________________

Скважина № ________________ Абсолютныеотметки:

Способ бурения______________ середина зонда ____________м

Диаметр скважины _________мм устья выработки ___________м

Глубина ___________________м уровня подземных вод ______м

Наименование грунта__________

_____________________________

Краткая характеристика установки дляиспытаний______________

______________________________________________________

______________________________________________________

Марка прессиометра_______________________________________

Схема размещения установки для испытании

(Последующие страницы журнала)

Объект_______________________ Испытание №___________________ Стр.______________________

(Последняя страница журнала)

В журнале пронумеровано ________________стр.; заполнено_______________________________стр.

Ответственныйисполнитель______________________________________________________________

(должность, подпись, инициалы,фамилия)

Наблюдатели:1.________________________________________________________________________

(должность, подпись, инициалы,фамилия)

2.________________________________________________________________________

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Рекомендуемое

(Первая страница журнала)

Организация____________________________________________

ЖУРНАЛ № _______

ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТОВ ЛОПАСТНЫМИ ПРЕССИОМЕТРАМИ

Пункт _________________________________________________

Объект ________________________________________________

Сооружение ____________________________________________

Дата испытания: начало__________________________________

окончание______________________________________________

Скважина № ________________ Абсолютныеотметки:

Способ бурения _____________ серединынаконечника _____м

Диаметр скважины __________мм устья выработки__________м

Глубина ____________________м уровня подземныхвод _____м

Наименование грунта ______________

_________________________________

Краткая характеристика установки для испытаний ______________

_______________________________________________________

_______________________________________________________

Марка прессиометра______________________________________

Схема размещения установки для испытании

(Последующие страницы журнала)

Объект_______________________ Испытание №________________________Стр. _________________

(Последняя страница журнала)

В журнале пронумеровано __________________________стр.; заполнено______________________стр.

Ответственныйисполнитель______________________________________________________________

(должность, подпись, инициалы,фамилия)

Наблюдатели: 1.________________________________________________________________________

(должность, подпись, инициалы,фамилия)

2.________________________________________________________________________

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Рекомендуемое

ОБРАЗЕЦ ГРАФИЧЕСКОГО ОФОРМЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТАШТАМПОМ

График S =f(p)

Масштаб графика:

по горизонтали: 40 мм - 0,1МПа (1,0кгс/см²) давления Р;

по вертикали: 10 мм -1 мм осадки штампа S.

1- линейная часть графика;2- осредняющая прямая

График S = f(p)испытания штампом просадочного грунта с замачи­ванием.

Масштаб графика:

по горизонтали: 40мм - 0,1 МПа(1,0 кгс/см²) давления Р;

по вертикали: 2 или 4мм - 1мм осадки штампаS.

По схеме «одной кривой»

По схеме «двух кривых»

1- осадка; 2- просадка при заданном давлении;3 - осадка после замачи­вания.

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Обязательное

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТОВ

1. Модуль деформации просадочных грунтоввычисляют по формуле п. 2.5.2 настоящегостандарта.

При испытаниях по схеме «двух кривых» модуль деформациигрунта в насыщенном водой состоянии (после замачивания) определяютраздельно для двух участков графика (рекомендуемое приложение8):

в интервале измерений давлений от Р₀ до начальногопросадочного дав­ления P_sl(п. 2 настоящего приложения) и от Р_slдо заданного дав­ленияР_з (п. 2.5.6 настоящегостандарта).

Для вычисления модуля деформации просадочных грунтов, испытываемых внасыщенном водой состоянии (после замачивания), за начальные значенияР₀ и S₀принимают давление и осадку, соответ­ствующие первой ступенидав­ления.

2. Начальное просадочное давление Р_slнеобходимо определять по резуль­татам испытаний грунтов по схеме«двух кривых».

За Р_sl принимаютдавление, соответствующее точке перегиба графика S= f(p) для грунта, испытываемого в насыщенномводой состоянии. При не­четко выраженном перегибе графика заP_sl принимают давление, при котором просадкагрунта в основании штампа составит

S_sl = 0,005h_sl, (1)

где h_sl - деформируемаязона грунта по вертикали, определяемая по п. 4настоящего приложения, см.

3. Относительную просадочностьe_slвычисляют по формуле

. (2)

Просадку грунта в основании штампа S_slpдля вычислений e_slпри ис­пытаниях по схеме «одной кривой» необходимоопределять как приращение осадки штампа в результате замачиваниягрунта при заданном давлении Р_з, апри испытаниях по схеме «двух кривых» -как разность осадок штампа на грунте в насыщенном водой состоянии игрунте природной влажности на каждой ступени давления.

Значения относительной просадочности необходимо считатьсоответствую­щими средним давлениям в деформируемой зоне,определяемым по формуле

при Р>Р_sl, (3)

где Р -давление по подошве штампа, МПа (кгс/см²).

4. Деформируемую зону по вертикалиh_sl при испытаниях просадочных грунтов сзамачиванием следует принимать равной 0,4; 0,7; 1,2;1,7 и 2,0 диа­метра штампасоответственно при давлениях Р, равных 0,05(0,5); 0,1 (1,0); 0,2 (2,0); 0,3 (3,0) и 0,4(4,0) МПа (кгс/см²).

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Рекомендуемое

ОБРАЗЕЦ ГРАФИЧЕСКОГО ОФОРМЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТАРАДИАЛЬНЫМ ПРЕССИОМЕТРОМ

График Dr= f(p)

Масштаб графика:

по горизонтали: 20 мм - 0,1МПа (1,0 кгс/см²) давления Р;

по вертикали: 5мм -1мм перемещения стенки скважиныDr.

1 - линейная часть графика;

2 - осредняющая прямая.

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Рекомендуемое

ОБРАЗЕЦ ГРАФИЧЕСКОГО ОФОРМЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТАЛОПАСТНЫМ ПРЕССИОМЕТРОМ

График u =f(p)

Масштаб графика:

по горизонтали: 40 мм - 0,1МПа (1,0 кгс/см²) давления Р;

по вертикали: 10 мм -1 мм перемещения штампа-лопасти и.

1 - линейная часть графика;

2 - осредняющая прямая.

ПРИЛОЖЕНИЕ 12

Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА К_r,

1. При проведении испытаний по медленному режимус сохранением природного напряженного состояния грунта коэффициент К_rдопус­каетсяприни­мать равным:

для песков и супесей . . 1,3

для суглинков . . . 1,35

для глин . . . . 1,42

2. При проведении испытаний по быстрому режиму ссохранением нена­рушенного сложения грунта коэффициент К_rдопускается принимать по таблице

Примечание. Дляпылевато-глинистых элювиальных грунтов допуска­етсяуменьшение коэффициента К_rна 20%.