Что такое статическое зондирование

Что такое статическое зондирование

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2012 г. N 2005-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 19912-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 ноября 2013 г.

6 ИЗДАНИЕ (сентябрь 2019 г.) с Изменением N 1 (ИУС 6-2019)

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»

1 Область применения

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

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий межгосударственный стандарт:

ГОСТ 30672 Грунты. Полевые испытания. Общие положения

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 динамическое зондирование: Процесс погружения зонда в грунт под действием ударной нагрузки (ударное зондирование) или ударно-вибрационной нагрузки (ударно-вибрационное зондирование) с измерением показателей сопротивления грунта внедрению зонда.

3.2 залог: Число ударов молота, после которых проводят измерение глубины погружения зонда.

3.3 зонд: Устройство, погружаемое в грунт при зондировании и состоящее из наконечника и штанги.

— механический (тип I): Зонд для статического зондирования, в котором используется система внутренних штанг для передачи усилия на наконечник.

— электрический (тип II): Зонд для статического зондирования, в котором измерения проводят с помощью электрических датчиков.

— специальный: Зонд, позволяющий измерять, кроме показателей сопротивления грунта внедрению зонда, дополнительные характеристики грунта и/или параметры процесса зондирования.

3.4 измерительная система: Система, включающая в себя устройства и датчики (при наличии) для преобразования сопротивлений грунта и других (при наличии) измеряемых параметров в электрические или механические сигналы, их передачи и хранения (необязательно).

3.5 испытание диссипационное: Испытание, при котором в процессе остановки специального зонда на заданной глубине с помощью установленного в его наконечник датчика измеряется рассеивание порового давления в прилегающем к зонду грунте.

3.6 испытание квазистатическое: Испытание, при котором после остановки зонда на заданной глубине выполняется серия коротких погружений зонда на очень малых хорошо контролируемых ступенчато-возрастающих скоростях.

3.7 испытание релаксационно-ползучее («со стабилизацией» зонда): Испытание, при котором в процессе остановки зонда на заданной глубине нагрузка на зонд и скорость его погружения в результате релаксации и ползучести окружающего зонд грунта плавно снижаются с уменьшающейся интенсивностью. Испытание выполняют путем прекращения подачи масла в гидродомкраты вдавливания зонда. В процессе испытания могут дополнительно измеряться осадка, температура зонда, поровое давление и др. Продолжительность испытания, как правило, составляет не менее 5-10 мин и определяется задаваемым условным критерием стабилизации одного из измеряемых параметров или задаваемым временем стабилизации.

3.8 кожух: Часть наконечника механического зонда для статического зондирования, расположенная над конусом.

3.9 конус: Нижняя, имеющая форму конуса, часть наконечника, воспринимающая сопротивление грунта.

3.10 муфта трения: Часть наконечника зонда для статического зондирования, имеющая форму цилиндра, расположенная над конусом и воспринимающая сопротивление грунта на боковой поверхности.

3.11 наконечник: Нижняя часть зонда.

3.12 опорно-анкерное устройство: Устройство, на котором размещено оборудование для вдавливания и извлечения зонда.

3.13 сопротивление грунта на боковой поверхности зонда: Сопротивление грунта на боковой поверхности штанг механического зонда.

3.14 статическое зондирование: Погружение зонда в грунт под действием статической вдавливающей нагрузки с измерением показателей сопротивления грунта внедрению зонда.

— непрерывное: Задавливание зонда в грунт с постоянной скоростью, перерывы в погружении зонда допускаются только для наращивания штанг зонда.

— прерывистое: Задавливание зонда в грунт с постоянной скоростью, включающее дополнительно периодические, с заданным интервалом по глубине остановки зонда, при которых испытание грунтов зондированием выполняется по специальным методикам (релаксационно-ползучие, диссипационные, квазистатические и другие испытания).

3.14а точка зондирования: Пункт (точка в плане), в котором планируется или проведено испытание грунтов зондированием.

3.15 удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда: Сопротивление грунта на участке боковой поверхности зонда при статическом зондировании, отнесенное к площади боковой поверхности участка.

3.16 удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда: Сопротивление грунта наконечнику (конусу) зонда при статическом зондировании, отнесенное к площади основания наконечника (конуса) зонда.

3.17 условное динамическое сопротивление грунта: Сопротивление грунта погружению зонда при забивке его падающим молотом или вибромолотом.

3.18 уширитель: Местное уширение на поверхности штанги, располагаемое на некотором расстоянии выше наконечника и служащее для уменьшения трения между грунтом и штангой.

3.19 фрикционное отношение: Отношение удельного сопротивления грунта на муфте трения к удельному сопротивлению грунта под конусом зонда.

3.20 штанга: Часть зонда, служащая для передачи усилия от устройства для вдавливания и извлечения или забивки.

4 Общие положения

4.1 Настоящий стандарт устанавливает следующие методы полевых испытаний грунтов зондированием:

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, состояния и свойств грунтов;

— определения глубины залегания кровли скальных, крупнообломочных и мерзлых 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 сопротивлений грунта под нижним концом и по боковой поверхности свай;

— 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 проводят 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 включенных в действующие нормативные документы статистически обоснованных зависимостей между показателями сопротивления грунта внедрению зонда и результатами определения характеристик грунта другими стандартными методами.

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

Часть точек зондирования должна быть расположена в непосредственной близости от горных выработок (на расстоянии 1,5-2,5 м) с целью получения данных, необходимых для интерпретации результатов зондирования.

Масштабы графиков допускается изменять по сравнению с установленными настоящим стандартом (см. приложения В и Е) при обязательном сохранении соотношения между масштабами вертикальных и горизонтальных координат.

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

Источник

Статическое зондирование грунтов. Испытания грунтов методом статического зондирования

Инженерно-геологическое исследование территории проводится в несколько этапов, в частности одним из важных моментов является статическое зондирование грунтов, которое считают наиболее эффективным способом изучения почвы.

Что такое статическое зондирование

Статическое зондирование грунтов

Испытание грунтов статическим зондированием впервые было проведено в 30-е годы прошлого столетия на территории Голландии, где работали лучшие инженеры в мире. После этого этот метод распространился по другим странам: Японии, США, Австралии и другим. Каждый, кто впервые пробовал данную методику, отмечал массу положительных достоинств. С течением времени такое исследование стало использоваться на территории РФ.

После того, как статическое исследование почвы начало функционировать на территории России, началось использование фундаментов со сваями, но это принесло массу новых проблем. А именно, теперь требовались дополнительные изучения местности, чтобы получить данные о несущей способности каждой сваи и выявить то какими свойствами обладает грунт.

Наиболее подходящим был метод статического зондирования грунта, с помощью которого специалистам стало удаваться решать вопрос, целесообразно ли использовать такой фундамент, и они смогли создавать более точные проекты по фундаментам из свай. Данный вид исследований проводили не только при установке свайного фундамента, но также и для других процессов связанных с грунтом. Именно он позволял получать наиболее достоверные данные о нужной территории, а если быть точнее, то о свойствах грунта, о способности выдерживать конкретный вид нагрузок, и границу распространения воздействия, глубину и однородность почвы. Сами испытания грунтов методами динамического статического зондирования проводятся при непрерывном вдавливании в почву специального устройства, а также различных дополнительных технических устройств. Полученные показания подлежат немедленной регистрации, которые фиксируются по мере погружения зонда в почву. Как только получены все необходимые сведения исследование прекращается. Изыскание может прекратиться и в том случае, если оборудование не проходит в грунт и требуется ряд дополнительных усилий для продолжения работ.

Результаты статического зондирования грунтов получают посредством работы специальной установки, осуществляющей постепенное погружение зонда в почву. Скорость вдавливания составляет приблизительно 1,5 метра в минуту. Регистрация проводится также постепенно и не прерываясь, чтобы сформировать полноценную картину о почве. Для того чтобы провести этот вид изысканий могут быть использованы различные по размеру зонды, мощности и виду. Каждый зонд обладает стандартным наконечником диаметр, которого составляет 36мм, и располагается он на штанге такого же диаметра, и углом в 60 градусов. Зонд статического зондирования грунтов наделен специальными фиксирующими устройствами, посредством которых и осуществляется регистрация сопротивления почвы, степень трения и отклонения погруженного аппарата от прямой линии.

Статическое зондирование грунтов.

Окончанием инженерного изыскания считается достижение заданной точки погружения, или если достигнут максимально возможный уровень проникновения. Стоит отметить, что существует ГОСТ на статистическое зондирование грунтов и это стандарт 19912-2001 и стандарт, установленный в Европе в 1977 году. Именно этими документами руководствуются при проведении статического изыскания посредством зондирования.

Метод такого исследования почвы используется для того, чтобы рассчитать несущую способность забивной и буронабивной сваи любых сечений. При помощи статического зондирования можно оценить надобность использования свайного фундамента, и выявить показатели, важные для проектировки будущего здания. Именно при помощи такого изыскания можно максимально минимизировать затраты на использование дорогостоящих устройств, а также достаточно тяжелых испытаний при вбивании каждой сваи. Такое исследование нужно при каждой подготовке площадки под строительство, так как грунт может состоять из различных слоев почвы и для каждого из них стоит подбирать определенный вид оборудования и фундамента. Например, глиняный состав обладает медленным удельным сопротивлением, а вот в песке это сопротивление может быть скачкообразным и очень быстрым. По результатам при зондировании специалисты составляют графики проникновения оборудования в грунт, а также особенности и интервалы бурения. Учитывается каждая, даже самая мельчайшая деталь, чтобы при будущем возведении фундамента не возникало проблем и не стыковок.

Зонд снабжен тензометрической насадкой с датчиком высокой чувствительности, обеспечивающего проведение четкого выявления уровня сопротивления грунтовых слоев оборудованию. Также исследуется то, с какой степенью будет отклоняться насадка на зонде от установленной вертикальной линии. Как правило, вид статического зондирования осуществляется совместно с другими инженерными изысканиями для того чтобы выявить более точные показатели грунта, что немаловажно при строительстве любых зданий, особенно высотных. Посредством совмещения изысканий можно выявить:

Наша компания занимается проведением инженерных изысканий любого вида и использует современное новейшее оборудование, что позволяет получать только качественные результаты в кротчайшие сроки без неточностей и оплошностей в составлении отчетов.

Компания «Геодата» проводит исследования грунтов методом статического зондирования.

Статическое зондирование грунтов

Метод статического зондирования довольно широко применяется в практике полевых изысканий для установления характеристик физико-механических свойств в природном сложении грунтов, их изменения в плане и по глубине, а также для расчёта фундаментов.

В основном стандарты на проведение испытаний и параметры оборудования, применяемого в разных странах, совпадают. Различны лишь подходы к интерпретации получаемых результатов.

В России требования к методике проведения испытаний и оборудованию устанавливаются ГОСТом– 19912–2012 «Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием», которым, в частности, разрешены к использованию зонды двух видов:

зонд 1-го типа с конусом и кожухом

зонд 2-го типа с конусом и муфтой трения.

Зонды имеют площадь конуса 10 см2, диаметр кожуха и муфты трения — 35,7 мм, длина муфты трения от 90 до 310 мм, что соответствует площади муфты от 100 до 350 см2.

Зонды 1-го типа в основном механические. При работе с ними в процессе вдавливания фиксируются общее сопротивление вдавливанию зонда и сопротивление конуса.

Зонды 2-го типа тензометрические. При погружении таких зондов фиксируются сопротивления муфты и конуса трения. Диаметр штанг для всех зондов должен составлять 36 мм при длине не менее одного метра.

Статическое зондирование грунтов

Методика испытаний предусматривает вдавливание зонда вертикально в грунт непрерывно, с постоянной скоростью равной 1,2+ 0,3 метров в минуту и регистрацию показаний сопротивления грунта непрерывно, либо с шагом не более 0,2 м по глубине. Основная погрешность, отклонение показателей измерения сопротивлений частных показателей свойств грунта до 10%, но не более 5% максимального измеримого значения.

Определяют физико-механические свойства грунтов по результатам произведённых испытаний, методом статического зондирования, и выполняют статистическую обработку, учитывая данные таблиц СП 47.13330.2012 ( Приложение И).

Несущую способность забивных или буровых висячих свай рассчитывают на основе результатов исследований свойств грунта методом статического зондирования применяя нормативы в СНиП 2.02.03–85, СП 50–102– 2003 или МГСН 2.07–97.

Статическое зондирование в России, а равно и на территории СССР получило активное развитие в конце 60-х — начале 70-х годов ХХ столетия. Причина заключалась в широком применении свайных фундаментов. В 1966 году в ПНИИИСе велась разработка темы «Изучение производства динамического и статического зондирования грунтов» под общим методическим руководством Л.Д. Белого. Эта работа выполнялась для разработки инструктивных указаний на основании обобщения опыта производства полевых опытных работ такими лидерами в области инженерно-геологических изысканий, как Фундаментпроект, ЦНИИС Министерства транспортного строительства, Гидропроект, ПНИИИС и др. От ПНИИИСа разработкой темы занимались К.П. Бочков, В.И. Щербаков, Ф.С. Канаев. От Фундаментпроекта в работе приняли участие Л.Н. Воробков, В.И. Швей, Л.В. Мельников, А.А. Шерман, Л.Г. Мариупольский.

Статическое зондирование грунтов

Значение величины вдавливающего усилия для установок статического зондирования на тот период времени составляло 40–100 кН, что обеспечивало фактическую глубину зондирования (без применения выбуривания грунтов) примерно до 20–25 м. При наличии мощных толщ слабых грунтов значение максимально возможной глубины зондирования возрастало. В конструктивных особенностях некоторых моделей установок было заложено ограничение по глубине на уровне технических решений. Примером служит установка С-832, максимальная глубина зондирования которой соответствовала 21 м. Данной глубины для проектирования фундаментов зданий и сооружений на тот период времени было достаточно.

Началом выполнения статического зондирования на глубины до 60 метров послужил период испытания лессовидных грунтов в г. Волгодонске Ростовской области в начале 80-х годов прошлого столетия.

Необходимость проведения статического зондирования на большие глубины вновь появилась в начале ХХI века. Причина в массовом освоение подземного пространства в г. Москве и строительство зданий повышенной этажности.

Статическое зондирование грунтов

Существенным фактором, влияющим на достоверность получаемых прочностных и деформационных характеристик грунтов, является отклонение зонда и зондировочной колонны, от вертикального положения. Анализ результатов в пределах одинаковых по составу и сходных по генетическому типу грунтов показал различие в показателях до 20–30%. Критические значения углов отклонения зонда от вертикали составляют более 12–15° на глубине свыше 20–22 м. Известны случаи, когда зондирование проводилось при отклонении зонда на 30° и более. Это в большей степени касается вероятности обрыва колонны. Сопоставляя значения результатов зондирования в зависимости от угла наклона зонда (на основании результатов зондирования в пределах московского региона) показало, что отклонение зонда от вертикали до 13–16° не оказывает существенного влияния на качественные показатели свойств грунтов.

Негативное влияние на достоверность получаемых прочностных и деформационных характеристик грунтов оказывает быстрое по времени и резкое увеличение угла отклонения зонда при проведении работ. Например, если на пути движения зонда встречаются включения щебня, галки, валунов или глыб.

При скорости погружения зонда 1,2±0,3 метра в минуту и усилии задавливания 200 кН при возникновении препятствия происходит процесс, сопоставимый с динамической нагрузкой (ударом), который приводит к механической поломке собственно зонда или соединений штанг.

Как ни парадоксально это звучит, но зонды для выполнения статического зондирования и комплекты штанг являются расходными материалами. Они имеют определенный ресурс. У каждого производителя имеются условные (усредненные) значения работы зонда на отказ (метры проходки). Это будет полезно осмыслить руководителям организаций, которые планируют затраты на проведение работ. Бытует мнение, что одним зондом и одним комплектом штанг можно работать бесконечно долго. К сожалению, это мнение ошибочно.

Выполненный анализ показал, что, как правило, после 200–400 м зондирования рекомендуется провести тарирование зонда. Если не принимать во внимание естественный износ конусов и муфт трения, то работоспособность зонда ограничивается значениями 450–1500 м зондирования. Величина минимального и максимального значений работы зонда на отказ зависит от опыта исполнителя работ мастера или инженера и грунтовых условий.

Большим минусом метода остается положение, связанное с интерпретацией результатов статического зондирования, оно распространяется только на грунты отложений четвертичного комплекса Этому направлению уделяли внимание многие исследователи. В ряде документов и статей приводятся расчетные формулы по некоторым генетическим типам грунтов. Но не всегда полученные результаты устраивают пользователей и вписываются в принимаемую расчетную схему. К сожалению, единого алгоритма интерпретации результатов, безоговорочно признаваемого всеми исследователями, нет.

Источник

Статическое зондирование грунтов

Наиболее эффективным методом испытания грунта является статическое зондирование. Особо востребованы изыскания такого вида на слабых грунтах и при проектировании фундамента из свай.

В процессе проведения работ в почву вдавливается зонд, что определяет уровень сопротивления грунта нагрузке. Вдавливание проводится непрерывно со скоростью 1,5 м/мин., и прекращается, когда зонд достигает максимальной глубины, не может продвигаться в почве либо необходимые результаты уже получены.

Когда используется статическое зондирование?

Такая процедура, как статическое зондирование, позволяет провести исследование грунта без его разрушения и выемки проб. Методика является востребованной в следующих случаях:

Актуально статическое зондирование на местности, ранее не исследованной и не освоенной, что позволяет получить общее представление о грунтах и возможности дальнейшего бурения скважин.

Различается инструмент видом и габаритами, но во всех случаях наконечник имеет диаметр 36 мм. В наконечник внедрены специальные датчики, фиксирующие сопротивление грунта при погружении, а также степень трения, отклонение зонда от прямой линии.

Статическое зондирование бывает основным и вспомогательным методом исследования почвы. С помощью данной методики можно определить:

Стоимость статического зондирования зависит от площади местности и ее географического расположения, наличия наземных и подземных вод, типа объекта для строительства, поставленных задач, сложности работ.

Пример оформления статического зондирования

Компания «GeoCompani» выполняет весь спектр геодезических изысканий для клиентов из Москвы и Московской области. Мы гарантируем точность расчетных данных, выгодные цены и сжатые сроки исполнения заказа, предоставляем бесплатные профессиональные консультации.

Получить детальную информацию и заказать статическое зондирование можно по телефону +7-495-777-65-35.

Источник