Файл: Проект инженерногеологических изысканий под строительствогостиницы по ул. Октябрьская Уральская в г. Каменск.pdf

51
отбивать границы слоев, имеющих резкие различия по составу пород и их состоянию, с точностью, превышающей точность при бурении любыми способами. На метод статического зондирования имеется СП 11-105-97.
Инженерно-геологические изыскания для строительства и ГОСТ 20069-81.
Грунты. Статическое зондирование.
При статическом зондировании основными показателями свойств горных пород являются:
а) общее сопротивление зондированию R
общ
, кгс;
б) сопротивление погружению конуса R
кон
, кгс/см
2
;
в) удельное сопротивление зонда R
тp
, кгс/см.
Общее сопротивление горных пород - это то сопротивление, которое они оказывают проникновению зонда. Оно равно тому усилию (кгс), которое передается зонду гидравлическим домкратом или весом груза. При использовании современных гидравлических установок оно равно:
R
общ
=pF
ц.
,
где р — показание манометра, отражающее давление в цилиндре гидравлического домкрата, кгс/см
2
; Г
ц
- площадь поршня гидравлического домкрата, см
2
Часть усилий, расходуемых на вдавливание зонда, расходуется на преодоление сил трения между зондом и породой. Если исключить эти сопротивления,
получим сопротивление горных пород,
оказываемое непосредственно проникновению конуса, то есть сопротивление погружению конуса r koh
R
кон
= R
общ
– R
тр
Современные установки для статического зондирования позволяют производить измерение общего сопротивления зондированию по показаниям манометра, а сопротивления проникновению конуса - по показаниям динамометра и индикаторов часового типа.
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

52
Удельное сопротивление
- это сопротивление горных пород проникновению конуса, приходящееся на единицу его поперечного сечения.
Международными конгрессами по механике грунтов и фундаментостроению
(IV в 1957г. в Лондоне и V в 1961г. в Париже) было рекомендовано использовать для статического зондирования конус диаметром , площадью 10
см
2
, с углом при вершине 60°.
Сопротивление горных пород трению по боковой поверхности зонда равно:
R
тр
= R
общ
– R
кон
Современные конструкции установок для статического зондирования позволяют измерять либо общее сопротивление горных пород и сопротивление их погружению конуса, либо сопротивление проникновению конуса и величину трения по боковой поверхности зонда. После выполнения статического зондирования проводится обработка полученных данных и по результатам строится паспорт статического зондирования (рис.2.2.5.1).
Область применения статического зондирования описана в таблице 2.2.5.1.
Согласно СП 11-105-97 прил. И, по удельному сопротивлению на конус q
3
можно определить плотность сложения грунтов (табл. 2.2.5.2), нормативный модуль общей деформации для некоторых генетических типов песков, а также нормативные значения модуля общей деформации (Е, МПа), угла внутреннего трения (φ, град) и удельного сцепления (С, кПа) для суглинков и глин (табл.
2.2.5.3).
Таблица 2.2.5.1
Область применения статического зондирования
Вид и физическое состояние горных пород
Статический способ зондирования
Песчаные:
крупно-, средне-, мелко- и тонкозернистые влажные и маловлажные;
крупно-, средне- и мелкозернистые водоносные;
Допускается
Допускается
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

53
тонкозернистые пылеватые водоносные
Глинистые (супеси, суглинки и глины):
твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции;
мягко пластичной, текучепластичной и текучей консистенции
Допускается
Допускается
Песчаные и глинистые с содержанием крупнообломочного материала
Не допускается при более
25%
Песчаные водоносные
При определении динамической устойчивости не допускается
Все виды горных работ в мерзлом состоянии:
Скальные и полускальные
Крупнообломочные
Не допускается
Таблица 2.2.5.2
Плотность сложения песков по результатам статического зондирования в соответствии с СП 11-105-97
Состав и влажность q
з
,МПа
Плотность сложения
Крупные и средней крупности независимо от влажности
<5
Рыхлые
5-15
Средней плотности
>15
Плотные
Мелкие независимо от влажности
<4
Рыхлые
4-14
Средней плотности
>12
Плотные
Пылеватые маловажные
<3
Рыхлые
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

54 3-10
Средней плотности
>10
Плотные
Пылеватые водонасыщенные
<2
Рыхлые
2-7
Средней плотности
>7
Плотные
Таблица 2.2.5.3
Значения нормативного модуля деформации
ПЕСКИ
Нормативный модуль деформации грунтов. Е при Rз, Мпа
0 2
4 6
8 0
Все генетические типы, кроме аллювиальных и флювиогляциальных
2 8
4 0
6 2
8 4
0
аллювиальные и флювиогляциальные
0 2
5 8
0 3
6 8
1
Таблица 2.2.5.4
Нормативные значения модуля деформации Е
Rз,Мпа
Нормативные значения модуля деформации
Е,
угла внутреннего трения φ и удельного сцепления С суглинков и глин (кроме грунтов ледникового комплекса)
E,МПа
Суглинки
Глины
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

55
φ,град.
С,кПа
φ. град.
С,кПа
0.5 3,5 16 14 14 25 1
7 19 17 17 30 2
14 21 23 18 35 3
21 23 29 20 40 4
28 25 35 22 45 5
35 26 41 24 50 6
42 27 47 25 55
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

56
Рис. 2.2.5.2 Установка С-979 конструкции ГПИ Фундаментпроект для производства статического зондирования.
а - рабочее положение; б - конический наконечник; в - транспортное положение установки (без. маслонасосной станции).
1 - рама: 2- манометр; 3- шланг; 4 - измерительная головка с динамометром и индикатором часового типа; 5 - гидравлический домкрат; б- верхняя траверса; 7
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

57
- направляющие стойки: 8 - нижняя траверса; 9 - шасси; 10 - винтовые анкерные сваи; 11 - зонд; 12- конический наконечник; 13 - внутренний стержень; 14 - наружная штанга зонда.
В практике инженерных изысканий широко используется установка статического зондирования С-979 конструкции ГПИ «Фундаметпроект» (рис.
2.2.6.2). Однако в последние годы стали широко использоваться установки с тензометрическими зондами.
2.2.6 Тензометрический зонд
Назначение и технические данные
Зонд предназначен для определения параметров грунта методом статического зондирования. Усилия, действующие на конус и фрикционную муфту зонда при погружении, регистрируют с помощью измерительного прибора.
Таблица 2.2.6.1
Основные технические данные зонда
Наименование параметра
Значение
Диаметр зонда, мм
35,7
Площадь конуса. кв. см
10
Длина муфты трения, мм
310
Площадь муфты, кв. см
350
Максимальное усилие на конус, кг/см
2 300
Максимальное усилие на муфту трения, кг/см
2 4
Устройство зонда
Конструктивная схема тензометрического зонда показана на рис. 2.2.6.1.
Зонд состоит из корпуса 1, который посредством резьбы соединен с тензодинамометром 2. Во избежание откручивания тензодинамометра 2 от корпуса 1 установлен стопорный винт 3. Корпус 1 и тензодинамометр 2
размещены в полости фрикционной муфты 4, причем для исключения
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

58
попадания воды внутрь зонда, на корпусе и динамометре установлены две пары резиновых уплотнений5 и 6. В резьбовое отверстие динамометра ввернут конус 7. Второй резец динамометра 2 упирается в выступ 8 муфты 4. На измерительных участках динамометра 2 наклеены тензодатчики 9 и 10,
включенные по полумостовой схеме и связанные по средством кабеля 11с прибором. Герметизация зонда со стороны кабеля 11 осуществляется с помощью уплотнения 12 и резьбовой пробка 13. В верхней части корпуса 1
нарезана прямоугольная резьба для присоединения к штангам, с помощью которых происходит погружение зонда в грунт.
Тензометрический зонд работает следующим способом. При вдавливании зонда на конус 7 действует сжимающее усилие, которое передается на измерительную часть динамометра 2, деформация которой по средством тензодатчиков 9 преобразуются в сигнал, регистрируемый измерительным прибором.
Трение грунта на участке фрикционной муфты 4 при погружении зонда передается через выступ 8 на вторую измерительную часть динамометра 2, на который наклеены тензодатчики, соединенные по средством кабеля с регистрирующим прибором.
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

59
Рис. 2.2.6.1 Схема тензометрического зонда
Таким образом, усилия действующие на конус и муфту трения регистрируются независимо друг от друга.
Проведение испытания
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

60
Статическое зондирование следует выполнять путем непрерывного вдавливания зонда в грунт, соблюдая порядок операций
, предусмотренный инструкцией по эксплуатации установки.
Перерывы в погружении зонда допускаются только для наращивания штанг зонда.
В процессе зондирования необходимо осуществлять постоянный контроль за вертикальностью погружения зонда.
Показатели сопротивления грунта следует регистрировать непрерывно или с интервалами по глубине погружения зонда не более 0,2м.
Скорость погружения зонда в грунт должна быть (1,2 ± 0,3) м/мин.
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.
Регистрацию показателей сопротивления грунта внедрению зонда производят в журнале испытания (ГОСТ 19912-01, приложение Б), на диаграммной ленте или в блоке памяти системы регистрации.
2.2.7. Прибор для регистрации результатов статического зондирования
грунтов с тензометрическим зондом
Назначение
Измерительный прибор разработан научно-производственным предприятием «ГЕОТЕСТ» и предназначен для работы в комплекте с тензометрическим зондом при определении механических параметров грунта путем статического зондирования.
Прибор устойчиво работает в диапазоне рабочих температур от -10 до
+50°С и относительной влажности воздуха до 90%. Результаты испытаний используются для комплексной оценки строительных свойств грунтов и определения несущей способности свай.
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

61
Таблица 2.2.7.1
Технические данные п/п
Наименования параметра
Значение параметра
1.
Диапазон измерения усилия, приложенного к конусу зонда от до
2.
Диапазон измерения усилия, приложенного в осевом направлении к фрикционной муфте зонда от до
3.
Основная погрешность определения усилия.
Приложенного к конусу зонда и фрикционной муфте соответствует
ГОСТ
20069-81 4.
Время установки рабочего режима не более 5 мин.
5.
Напряжение питания аккумуляторная батарея от 10 до 14 В
6.
Наличие автоматической защиты при коротком замыкании электродов питающего кабеля
Имеется
7.
Габаритные размеры, мм
350х170х100 8.
Масса прибора
2,0-
Устройство прибора показано на рисунке 2.2.7.1
Прибор представляет двухканальное тензометрическое устройство. На лицевой панели прибора расположены два стрелочных (цифровых) индикатора
1 и 4. Левый индикатор предназначен для регистрации удельного сопротивления грунта конусу зонда, правый - для регистрации удельного трения грунта по фрикционной муфте зонда.
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

62
Рис. 2.2.7.1 Прибор для регистрации результатов статического зондирования
Для подключения прибора к источнику питания служит электрический шнур с вилкой 13. Прибор включается тумблером 11, Кабель от тензометрического зонда подключается к специальной колодке 10. На лицевой панели расположены элементы настройки и контроля, а именно: два тумблера
3, которые служат для замыкания входов усилителей при установке нуля поворотом резисторов 6, два резистора 7 для балансировки измерительных мостов и два резистора 8 для калибровки измерительных каналов. Примечание:
в вариантном исполнении резистор 6 на прибор не устанавливается.
Светодиод 9 служит для контроля напряжения источника питания, лицевая панель прибора закрывается крышкой.

63
графическом приложении №4.
По данным статического зондирования, проведенного при ранее выполненных изысканиях на участке выявлено:
1. В глинах аллювиально-делювиальных (аdQ) удельное сопротивление грунтов погружению конуса изменяется, в основном, от 0,99 до 5,95 МПа,
составляя в
среднем
3,0МПа.
Ориентировочные значения основных показателей согласно таблице 5 приложения И СП 11-105-97 составляют: угол внутреннего трения 20 градуса, удельное сцепление 40 кПа, модуль деформации 21 МПа.
2. Суглинки аллювиальные мягкопластичной консистенции (aQ) удельное сопротивление грунтов погружению конуса изменяется в пределах 1,98-
4,96МПа составляя в среднем 2,8МПа. Ориентировочные значения основных показателей согласно таблице 5 приложения И СП 11-105-97 составляют: угол внутреннего трения 20 градуса, удельное сцепление 40 кПа, модуль деформации 21 МПа.
4. Пески гравелистые и крупные плотные (aQ) удельное сопротивление песков погружению конуса изменяется в пределах 15,86-45,59 МПа, составляя в среднем
26,6 МПа, т.е. пески плотные. Ориентировочные значения угла внутреннего трения и модуля деформации согласно таблицам 2 и 3 приложения И СП 11-
105-97 составляют соответственно 38 градусов и более 41 МПа.
5. Суглинки элювиальные (eMZ) удельное сопротивление грунтов погружению конуса изменяется в широких пределах 1,98-25,72МПа составляя в среднем 5,27МПа. Ориентировочные значения основных показателей согласно таблице 5 приложения И СП 11-105-97 составляют: угол внутреннего трения 26 градусов, удельное сцепление 41 кПа, модуль деформации 35 МПа.
Повышенные значения удельного сопротивления объясняются наличием в грунтах крупнообломочных включений.
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

64
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

65
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95

66
3. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Цели и задачи инженерно-геологических изысканий.
Инженерно–геологические изыскания для строительства должны выполняться инженерно-геологические процессы в порядке, установленном действующими законодательными и нормативными актами Российской
Федерации, субъектов Российской Федерации, в соответствии с требованиями
СНиП 11-02-96 и настоящего проекта.
При выполнении инженерно-геологических изысканий должны учитываться инженерно-геологические процессы, проходящие на данной территории.
Цель инженерно-геологических изысканий на стадии «Проект» является уточнение инженерно-геологических и гидрогеологических условий участка работ в плане и по глубине, определение способа проходки и временного крепления котлована подземных выработок. Исследование возможных не благоприятных последствий при строительстве и эксплуатации и определение влияния на городскую застройку.
Комплексные инженерные изыскания проводятся на объекте: «Гостиница»
на участке в Красногорском районе г. Каменск-Уральского Свердловской области на стадии рабочей документации.
В соответствии с техническим заданием и техническим описанием проектируется строительство здания из двух прямоугольных блоков:
- 4-х этажного блока гостиницы размерами в плане 15,0х52,4м высотой
15,0м, на ленточном фундаменте глубиной заложения 3,0м и предполагаемой нагрузкой 45 т/м;
- 2-х этажного пристроя (ресторан, бар, офисы), на столбчатых отдельностоящих фундаментах с глубиной заложения 3,0м и предполагаемой нагрузкой 70т на опору.
Проектируемый объект относится ко II классу ответственности.
Категория сложности инженерно-геологических условий - вторая согласно
PISHEM24.RU
8 800 551-60-95