Файл: Проект инженерногеологических изысканий под строительствогостиницы по ул. Октябрьская Уральская в г. Каменск.pdf
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 126
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
42 18.скорости выветривания горных пород на опытных площадках;
19.параметров, характеризующих условия цементации горных пород,
методом опытной цементации.
Полевые исследования грунтов следует проводить при изучении массивов грунтов с целью определения физических, деформационных и прочностных свойств грунтов в условиях естественного залегания.
Выбор методов полевых исследований грунтов следует осуществлять в зависимости от вида изучаемых грунтов и целей исследований с учетом стадии
(этапа) проектирования, уровня ответственности зданий и сооружений, степени изученности и сложности инженерно-геологических условий в соответствии с приложением Ж СП 11-105-97, часть I. Полевые исследования грунтов рекомендуется проводить в комплексе с другими способами определения свойств грунтов.
Штамповые
испытания
в скважинах позволяют определить деформационные свойства пород. Штамп S =600см
2
; d =277мм. Скважина бурится диаметром 350мм, в нее опускается труба диаметром 325мм, дно зачищается. Колонну труб со штампом опускают строго по вертикали через направляющую муфту на оголовке обсадных труб. Штамп устанавливают ниже башмака обсадных труб на 2-5см. Вся установка для испытания горных пород в скважинах должна быть уравновешена противовесом. Нагрузка подается ступенями, осадка фиксируется индикатором часового типа.
Прессиометр – это прибор бокового давления, позволяющий изучать деформационные свойства пород в поле. Сущность его состоит в испытании гонных пород в условиях естественного залегания, и в изменении деформации горных пород, слагающих стенки скважин, при воздействии на них возрастающих ступеней нагрузки. Прессиометр представляет собой цилиндр
(камеру) с эластичными стенками. Его устанавливают на той или иной глубине в скважине и под воздействием давления жидкости (гидравлический прессиометр) или газа (пневматический прессиометр), нагнетаемых в камеру,
производит уплотнение горных пород в стенках скважины, и одновременно
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95
43
определяют значение действующего давления и деформации горных пород.
Скважина для прессиометрических испытаний бурится на удалении 1-1,5м от геологической скважины. Принципиальная схема прессиометра ПП-89
приведена на рис.2.2.1.1. Зонд прессиометра состоит из трубчатого корпуса 1,
внутренняя плоскость которого является емкостью известного объема 2. На корпусе 1, по его торцам посредством колец 3 и гаек 4, герметично закреплена эластичная оболочка 5. На нижнем конце зонда расположен съемный колпак 6.
С помощью штуцеров 7 и 8 и шлангов 9 и 10 емкость 2 соединяется через пневмораспределитель 11 с плоскостью зонда под оболочкой 5. Контроль за давлением в емкости 2 и под оболочкой 5 осуществляется с помощью образцовых манометров 12, 13 которые установлены в пневмораспределителе
11, 14 – ниппельная головка для нагнетания воздуха в емкость 2. Нагнетание выполняют автомобильным насосом. Сброс воздуха из емкости 2 и плоскости под оболочкой производится с помощью клапанов 15 и 17.
Метод
зондирования
позволяет определить прочностные и
деформационные свойства пород. Несмотря на приближенные результаты, этот метод широко используется в сочетании с лабораторными методами и прессиометрией. Точка зондирования располагается на расстоянии около 5м от разведочной выработки. Различают статическое и динамическое зондирование.
При статическом зондировании глубину погружения зонда в горные породы определяют по мерной рейке или по ленте самописца. Сопротивление горных пород погружению зонда измеряют в процессе зондирования непрерывно,
ориентировочно через 0,2м, скорость погружения зонда должна быть около
1м/мин.
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95
44
Рис. 2.2.1.1 Принципиальная схема прессиометра ПП-89
Остановки допускаются только для наращивания штанг. Динамическое зондирование выполняют путем последовательной забивки зонда в горные породы свободно падающим молотом с измерением глубины погружения зонда от определенного числа ударов молота (залога). Динамическое зондирование производят непрерывно до заданной глубины или до резкого уменьшения скорости погружения зонда (менее 2-3см на залог). Перерывы в погружении
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95
45
зонда допускаются только для наращивания штанг.
Заметим, что некоторые виды геофизических работ, по существу, также являются полевыми опытными,
широко применяются в
инженерно- геологических исследованиях. Например, определение плотности и влажности горных пород ядерным методом, исследование деформационных свойств горных пород сейсмическими и микросейсмическими методами и другие.
2.2.2 Положение опытных полевых работ в общем комплексе
геологических работ при инженерных изысканиях
Опытные полевые работы нельзя выполнять изолированно от других видов геологических работ, они являются составной частью системы инженерных изысканий. Если инженерно-геологическая съемка, выполняемая преимущественно на начальных стадиях изысканий, и разведочные работы,
выполняемые на последующих стадиях, позволяют получать представления об инженерно-геологических условиях территории или строительной площадки со степенью детальности, соответствующей стадии изысканий, то опытные полевые работы дают возможность уточнять эти представления и дают количественную оценку основных элементов инженерно-геологических условий, то есть свойств горных пород, водоносных горизонтов, геологических процессов и другие.
Установленные съемкой и разведкой закономерности неоднородности и изменчивости инженерно-геологических условий территории подтверждаются и уточняются опытными полевыми работами. Таким образом, последовательно повышается достоверность и детальность изучения инженерно-геологических условий рассматриваемой территории.
Рациональное сочетание опытных полевых работ с другими видами геологических работ обеспечивает комплексность инженерных изысканий и соответственно полное решение поставленных перед нами задач.
2.2.3 Общие требования к организации и постановке опытных полевых
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95
46
работ
Опытные полевые работы называются так только потому, что они выполняются в полевых условиях на опытных участках. Полевые опыты должны проводиться так, чтобы они давали возможность исследовать и оценивать наиболее слабые горизонты и слои горных пород в зоне влияния проектируемых сооружений, т.е. те, которые определяют устойчивость всей вышележащей толщи пород, проектируемого сооружения или участка территории.
Основные общие требования к организации и постановке опытных полевых работ кратко сводится к следующему:
1.Каждый полевой опыт следует проводить для решения определенной конкретной задачи, связанной с характеристикой и оценкой устойчивости территории, сооружений, определенных свойств горных пород, водоносных горизонтов, условий производства строительных и горных работ.
2. Выбор каждого опытного участка или группы их следует производить так, чтобы получать характеристику и оценку наиболее характерной, типичной части исследуемой территории или строительной площадки. На стадии детальных и дополнительных исследований опытные работы надо выполнить на участках непосредственного расположения сооружений с целью изучения определенного слоя, горизонта или зоны горных пород, водоносного горизонта и так далее.
3.Необходимо знать в деталях геологический разрез - геологическое строение каждого опытного участка. Пространственное положение, глубину залегания и мощность каждого слоя и горизонта, которые намечено исследовать полевыми методами,
необходимо устанавливать точно,
инструментально.
4. Виды опытных работ и методика их проведения должны максимально приближаться к условиям развития процессов и явлений (моделировать их) как природные, так и связанных со строительством сооружений, к условиям работ горных пород под нагрузкой, режиму и динамики подземных вод и так далее.
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95
47 5.Опытные полевые работы должны сопровождать другие виды геологических работ, и в том числе массовые лабораторные исследования, с целью проверки, уточнения и количественной оценки свойств горных пород,
водоносных горизонтов, для решения других конкретных задач и более надежного обоснования расчетных показателей.
1 2 3 4 5 6 7 8 9
2.2.4 Статическое зондирование
Глубинное зондирование как метод исследования грунтов в полевых условиях появилось еще в 20-х годах в Швеции и Дании. Однако в этот период делались первые, робкие попытки применить зондирование.
Широкое распространение при изыскательских работах на строительных площадках метод получил только после второй мировой войны.
В СССР зондирование для исследования грунтов на строительных площадках применялось еще в начале 30-х годов, но, как и за границей оно в то время не привилось. Об этом методе вспомнили только после войны, когда в связи с восстановлением народного хозяйства потребовалось выполнить большие объемы изыскательских работ в короткое время.
Впервые ручной статический зонд, сконструированный Ольсеном, был применен в 1917 году при исследовании глинистых железнодорожных насыпей в Швеции.
Зонд Ольсена состоит из спирального наконечника длиной , изготовленного из стержня квадратного сечения (25х25 мм). Наконечник привинчивают к штанге диаметром , на которую надевается комплект круглых гирь весом (три гири по , две гири по и одна 5кг).
Испытания проводятся в следующем порядке. Вначале замеряют погружение гирь, под действием собственного веса. Затем к зонду ступенями прикладывают нагрузку, в порядке возрастания веса гирь: 5-15-25-50-75-.
Последующую ступень нагрузки прикладывают после стабилизации положения зонда от, предыдущей ступени нагрузки. Перед приложением нагрузки зонд поворачивают на один оборот, чтобы убедиться в том, что он не
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95
48
погружается под данной нагрузкой.
После стабилизации положения зонда под нагрузкой 100 кг-зонд погружают вращением. Замер погружения производят через 25 полуоборотов.
По результатам зондирования составляют график изменения величины погружения зонда с глубиной.
Одним из первых голландских статических зондов является зонд
Бартенсена. Зонд состоит из конического наконечника (угол раскрытия 60,
диаметр 35,6мм), зондировочной штанги (диаметр 15мм) и защитных труб
(диаметр 19мм).
Зонд задавливают вручную при помощи хомута, надетого на защитную трубу, а наконечник — при помощи хомута, закрепленного на штанге.
Статическое сопротивление измеряют гидравлической мессурой с манометром, которая установлена на верхнем конце штанг.
Ручные статические зонды, погружаемые под действием грузов вращением или при помощи хомутов, не позволяют исследовать грунты на больших глубинах, так как уже при зондировании на глубине Юм общее сопротивление прониканию зонда достигает несколько тонн. Поэтому, практически одновременно с ручными зондами появились механизированные статические зонды, которые впоследствии полностью заменили простейшие ручные зонды.
Одной из первых механизированных установок является установка статического зондирования, известная в литературе как промывной зонд
Терцаги. Она впервые была применена в Нью-Йорке в . при изысканиях скоростной линии метрополитена.
Зонд состоит из конического наконечника, штанг и защитных труб.
Наконечник с углом раскрытия 60° и диаметром имеет шесть каналов,
направленных вверх от центра конуса.
Полые штанги диаметром 48/28 мм помещены в защитную трубу диаметром 89/74 мм. Зонд задавливают в грунт гидравлическим домкратом.
Переходник позволяет задавливать отдельно наконечник со штангами или защитные трубы. Давление на наконечнике измеряется манометром. Установка
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95
49
оборудована насосом для подачи воды к зонду.
По результатам испытаний составляют график зондирования, на котором по абсциссе отмечают статическое сопротивление, а по ординате - глубину зондирования.
В Голландии почти одновременно с зондом Бартенсена появился статический зонд Бюиссмана (1940). В отличие от зонда Бартенсена защитная труба в установке Бюиссмана имеет диаметр, равный диаметру основания конуса (35,6мм), так что зонд представляет собой сваю с коническим наконечником, который может выдвигаться на штангах. Максимальное осевое усилие, передаваемое на зонд, составляет 6т, а глубина зондирования достигает
25м. Поочередное задавливание штанг с наконечником и защитной трубы дает возможность определить как статическое сопротивление грунта прониканию наконечника, так и трение по боковой поверхности зонда однако при испытаниях частицы грунта могут попадать в зазор между штангами и защитной трубой и тем самым сильно искажать (увеличивать) статическое сопротивление грунта внедрению конуса. Вследствие этого внимание специалистов было направлено на создание более совершенных конструкций зондов, И.Г. Плантема разработал наконечник с цилиндрическим кожухом,
закрывавшим низ защитной трубы и предохранявшим кольцевое пространство между трубой и штангами от попадания частиц грунта.
И.Г. Плантема в 1947г. предложил измерять давление на зонд электрическим динамометром. Усилие, создаваемое домкратом, передается на измерительную коробку и
чашеобразную деталь.
В
свою очередь измерительная коробка передает через штанги давление на наконечник, а чашеобразная деталь - на защитную трубу. В измерительную коробку вмонтирован электрический динамометр, измеряющий сопротивление грунта внедрению конуса. Другой динамометр фиксирует общее сопротивление.
Для исследования песчано-глинистых и иловатых грунтов под водой было создано несколько конструкций статических зондов, приспособленных для зондирования с воды. В 1940г. Д. Вермейден создал: 1) зонд на погружном
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95
50
понтоне для исследования грунтов при глубине водоема не более 5м; 2) зонд на башне для пенетрации грунтов при глубине водоема от 2 до 16м. Центральным конструкторским бюро б. МГ и ОН СССР в 1959г. сконструирована установка для задавливания зонда СУГП-10. Зонд погружается в грунт со скоростью 6-10
см/сек при помощи гидравлического домкрата. Установка на гусеницах может передвигаться своим ходом. Вес установки равен 11т и она не нуждается в винтовых сваях. Общее сопротивление измеряется манометром.
В настоящее время согласно ГОСТ 20069-81 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.
В зависимости от конструкции наконечника зонды подразделяются на три типа:
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.
Площадь основания конуса зондов всех типов должна составлять ., а величина угла при вершине конуса - 60°.
Наружный диаметр муфты трения должен быть равным диаметру основания конуса, а длина муфты трения 310мм.
2.2.5 Определение физико-механических свойств грунтов методом
статического зондирования
Метод широко применяется на практике, особенно на участках с предполагаемыми свайными фундаментами.
Статическое зондирование позволяет получить характеристики, существенно уточняющие расчет несущей способности свай и решать задачи, аналогичные для динамического зондирования. Очень важно отметить, что статическое зондирование позволяет
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95