Испытание грунтов методом статических нагрузок на штамп

Штамп – квадратная или круглая плита, служащая для передачи давления на грунт при полевых испытаниях грунтов методом пробных (опытных) нагрузок.

Для расчёта осадок сооружения за счёт деформации грунтов основания, происходящей при их уплотнении под действием приложенной к ним статической нагрузки от сооружения, применяется деформационная характеристика грунта, называемая модулем общей деформации (Е0). Модуль общей деформации может быть определён в лабораторных условиях на образцах грунтов, отобранных при проходке буровых скважин, или в полевых условиях непосредственно в сжимаемой толще массива грунта будущего основания сооружения.

В соответствии с требованиями МГСН 2.07-01 для объектов первой (1) геотехнической категории, к которым относятся сооружения пониженного (III) уровня ответственности, в простых и средней сложности инженерно геологических условиях допускается для расчёта осадок использовать значение модуля общей деформации по результатам его определения в лабораторных условиях, по архивным данным или по таблицам СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений»

Для объектов второй (2) и третьей (3) геотехнической категории, значение модуля общей деформации должно браться в расчёт осадки сооружения по результатам полевых испытаний грунта. К объектам 2 геотехнической категории относятся сооружения повышенного (I) и нормального (II) уровня ответственности в простых и средней сложности инженерно-геологических условиях. К объектам 3 геотехнической категории относятся сооружения I и II уровня ответственности в сложных инженерно-геологических условиях, а также подземные и заглубленные сооружения в условиях плотной городской застройки. Модуль общей деформации в полевых условиях определяется плоским или винтовым штампом в соответствии с требованиями, предъявляемыми к этим испытаниям ГОСТ 20276-99 «Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости».

В отличие от лабораторных, испытания в полевых условиях выполняются для большого объёма грунта с наименьшим разрушением его структуры, в условиях естественной влажности и природного дренирования, а также при существующем уровне вертикальных и горизонтальных напряжений в грунтовом массиве.

Выбор штампа при проведении полевых испытаний зависит от вида грунтов сжимаемой толщи и глубины заложения фундаментов сооружения. ГОСТ 20276-99 «Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости» рекомендует использовать жёсткие штампы круглой формы следующих типов:

I – при установке в шурфах или на дне неглубокого котлована: с плоской подошвой площадью 1000, 2500 и 5000 см2 для песчано-глинистых грунтов и 10000 см2 для специфических (слабых грунтов) (а)

II – при установке в скважине: с плоской подошвой площадью 600 см2 для

песчано-глинистых грунтов (б)       

III – при установке в скважине: винтовой штамп площадью 600 см2 для

песчано-глинистых грунтов (в)

IV – при установке штампа на дне глубокого котлована: с плоской

подошвой площадью 1000 см2 с кольцевой пригрузкой, дополняющей площадь

штампа до 5000 см2 в песчано-глинистых грунтах (г)

При испытаниях лёссовых грунтов или грунтов после проведения в них технической мелиорации применяются квадратные штампы площадью 22500 см2.

Испытание плоским штампом заключаются в том, что штамп – круглая плита –устанавливается на глубине залегания исследуемого грунта (на дне котлована, в шурфе или в скважине) на предварительно зачищенную и выровненную поверхность, затем создаётся система для передачи и измерения величины нагрузки на штамп и система измерения перемещений штампа от нагрузок, после этого на штамп ступенями передаётся внешняя нагрузка.

Результаты испытаний фиксируются в журнале и в виде графика изменения осадки штампа от нагружения S=f(P). S – осадка штампа(полная), P – нагружение. Для определения модуля деформации при проведении полевых испытаний на вышеуказанном графике выделяется линейный участок. За начало линейного участкапринимается давление, равное бытовому на глубине испытания а за окончание этого участка давление, равное дополнительному напряжению от внешней нагрузки (т.е. от сооружения) на глубине испытания.

ГОСТ 20276-99 допускает принимать для расчёта модуля общей деформации не менее четырёх ступеней после достижения давления, соответствующего нормальному напряжению от собственного веса грунта на отметке проведения испытания. По величине значения модуля общей деформации судят о категории сжимаемости грунта. При Е0<5 МПа грунт считается сильносжимаемым, при Е0=5 - 20 МПа – сжимаемым, при Е0=20 - 50 МПа малосжимаемым, а при Е0>50 МПа незначительно сжимаемым.

Заключение

Пройдя данный маршрут, мы смогли ознакомиться с рельефом Крылатского района. Основная зона строительства располагается на моренной равнине. Большинство зданий опирается фундаментом на красновато-бурые суглинки московской морены. Мощность достаточно большая, чтобы выдержать многоэтажные здания. Также для застройки рассматривается территория склона водораздела. Надпойменные террасы малопригодны для застройки многоэтажными домами, так как велика вероятность усиления присутствующих суффозионных и эрозионных процессов. Также велика вероятность оползновения и провалов на второй надпойменной террасе. Вследствие этого на надпойменных террасах разбит парк, который препятствует быстрому развитию негативных геологических процессов в данном районе. Также в районе есть элементы укрепления берега.

Основные породы, слагающие Крылатский район – пески, глины, суглинки, известняки каменно-угольного периода. Некоторые слои подходят в качестве сырья для изготовления строительных материалов, но из-заиз малого количества, с точки зрения экономии, промышленную базу их добычи создавать невыгодно.