Файл: Трофименков Ю.Г. Полевые методы исследования строительных свойств грунтов.pdf

против ©брушеция грунтах при движении зонда (имеющего больший по сравнению с диаметром штанг диаметр основания) между ©танками скважины и наружной поверхностью штанг образуется ’кольцевое пространств© (зазор). При этом стенки зондировочных скважин обычно ребристые, причем расстояние между; кольцевыми выступами, образующими ребристость на стенках скважины, соответствует величине погружения зонда от каждого удара.

Следует полагать, что, несмотря на кажущееся отсутствие трения, и в этих случаях оно есть на участках соприкосновения изгибающейся колонны штанг со стенками скважин в момент удара. Часть энергии удара затрачивается на образование са­ мого 'Продольного изгиба. При этом чем большее сопротивление испытывает конус, тем большая часть энергии удара расходу­ ется на продольный изгиб колонны штанг, свободно размещен­ ных в скважине.

Ори зондировании в неустойчивых грунтах (водонаеыщенные пески, текучие глинистые грунты) кольцевой зазор запол­ няется грунтом, обрушающимся со стенок скважины, а также выпирающим из-под конуса, и таким образом зонд испытывает сопротивление в результате трения по своей поверхности грунта нарушенной структуры.

Следовательно, в начале зондирования на один интервал погружения зонда будет затрачено меньшее число ударов, чем на такой же интервал, но на большей глубине.

высчитывают исправленное число ударов ІѴИили просто N. Фактическое число ударов на интервал погружения опреде­

ляют либо непосредственным подсчетом, либо по величине по­ гружения зонда S от .принятого числа ударов молота в залоге п по формуле

увеличение с глубиной веса зонда и трения грунта по его боко­ вой поверхности, разработанные В. А. Дур акте.

Значения поправок для определения исправленного числа ударов приведены в табл. 14.

Вычисление исправленного числа ударов при камеральной обработке результатов динамического зондирования конусом тррбует значительных затрат времени.

■Использование номограммы, представленной на рис. 35, значительно упрощает эту операцию. Здесь по оси ординат от-

76

Л'ожѳны значения фактического числа ударов, а по оси абс­ цисс—значения исправленного числа ударов; пучок прямых линий, сходящихся в начале координат, обозначает интервалы глубины зондирования.

На графике (см. рис. 35) находят пересечение горизонталь­ ной линии, соответствующей фактическому числу ударов, с на­ клонной, соответствующей необходимому интервалу глубины зондирования; направленное число ударов находят по положе­ нию проекции этой точки на оси абсцисс.

Результаты испытаний грунтов динамическим зондировани­ ем конусом заносят в журнал и отображают на графике в виде зависимости числа ударов (исправленных) на каждые 10 см погружения зонда от глубины зондирования (рис. 36). Преиму­ щество испытания грунтов динамическим зондированием кону­ сом заключается в том, что получающиеся зависимости, имею­ щие непрерывный и обычно ступенчатый вид, характеризуют грунт по всей глубине исследуемой толщи, в отличие от многих других методов полевых испытаний, с помощью которых можно получить только выборочные данные в отдельных точках иссле­

77

Рис. 35. Номограмма для определения исправленного (приведенного) числа ударов с учетом суммарного 'Коэффициента («а изменение веса штанг и тре­ ния то их боковой поверхности)

Рис. 36. График ре­ зультатов испытания грунта динамическим зондированием кону­ сом в зависимости от глубины зондирования

Н,м

78

на 10 см погружения зонда N, а глубину ало погружения от принятого числа ударов (обычно 10 ударов).

Иногда результаты испытаний выражают не указанными по­ казателями зондирования, а путем вычисления значений так на­ зываемого удельного динамического сопротивления рд в кгс/см2. Для вычисления этих значений предложено несколько формул, которые определяют удельную работу зондирования, но разли­ чаются между собой вследствие различного подхода их авторов к оценке потерь энергии на преодоление трения грунта по боко­ вой поверхности зонда, его инерции и упругости, бытового давления и т. п.

ß практике фундаментоетроеиия не один десяток лет при­ меняется формула Н. М. Герсеванова для определения несущей способности свай (по данным испытания «х динамическими нагрузками). Являясь прототипом предложенных различными авторами формул для определения значений удельного динами­ ческого сопротивления при зондировании, формула Н. М. Герсеванова в ряде случаев не обеспечивает требуемой точности при определении несущей способности свай, хотя интерпретация результатов забивки жесткой сваи имеет более определенный характер, чем интерпретация результатов забивки гибкого стержня при динамическом зондировании.

В дальнейшем исследования но определению удельного ди­ намического сопротивления будут, очевидно, развиваться по пути создания новых методик испытаний, обеспечивающих по­ лучение этой величины непосредственными измерениями. Одна­ ко на практике изучение удельного динамического сопротивле­ ния, так же как и создание методик для определения этой вели­ чины, нуждается ів дальнейшем обосновании.

Следует подчеркнуть, что результаты испытаний грунтов динамическим зондированием конусом, выражаемые показате­ лями зондирования N и S, лишь приближенно характеризуют физико-механические свойства грунтов и могут быть использо­ ваны для тех или иных расчетов прочности и деформируемости прунтов основания с большими оговорками. Возможность по­ лучения одинаковых показателей зондирования в различных по литологическому составу грунтах (например, в песках и гли­ нах) показывает, что рассматриваемый способ не может быть эффективно использован на площадках, геологическое строение которых изучено недостаточно.

Отмеченное выше позволяет отнести метод испытаний грунтов динамическим зондированием конусом к сопутствую­ щему методу, который может эффективно применяться при про­ ведении комплексных исследований. Это подтверждается тем, что нередко на практике имеются случаи, когда, проведя серию испытаний грунтов динамическим зондированием, изыскатели при оценке условий строительства исследуемой площадки не используют результаты этих испытаний.

79

Подчиненная роль динамическаго зондирования конусом в составе работ, применяемых при инженерно-геологических ис­ следованиях, отмечается и в зарубежной практике изысканий. Так, в книге Г. С англ-ера [16], обобщающей большой опыт изу­ чения грунтов с помощью зондирования -в ряде европейских стран, а также в США и Канаде, отмечается, что применение динамических пенетрометров может быть оправдано только в следующих случаях:

для выбора типа фундамента на стадии разработки пред­ варительного проекта;

для назначения размеров фундамента при отсутствии дан­ ных более детальных исследований (из-за большой стоимости «классических» приемов исследований или когда невозможно отобрать образцы грунтов);

при исследовании отложений, вследствие высокого сопротив­ ления исключающих применение методов испытаний путем статического погружения пенетрометров.

При этом необходимо обратить внимание на то, что испы­ тания грунтов динамическим зондированием конусом за -рубе­ жом имеют меньшее применение, а их методика отличается от принятой в СССР.

В то же время в определенных условиях испытания грунтов динамическим зондированием могут быть весьма эффективным средством, а в некоторых случаях и одним из немногих, при­ годных для исследования условий залегания и свойств грунтов, например при исследовании плотности естественных и искус­ ственно намытых песков, особенно -когда они залегают ниже уровня грунтовых вод.

-Основной задачей, решаемой при испытаниях динамичес­ ким зондированием (при условии, что состав исследуемых грун­ тов по данным бурения не вызывает сомнения), является выяв­ ление в однородных по литологическому составу, главным об­ разом песчаных, отложениях участков, отличающихся как бо­ лее рыхлым, так и более плотным сложением. Простота опы­ тов и быстрота их выполнения позволяет определять границы таких участков (оконтуривать участки) с достаточной степенью детализации.

Не менее важно при этих испытаниях определить положение границ, разделяющих литологические -слои в многослойной толще. Не имея возможности (по финансовым соображениям и срокам окончания изыскательских работ) располагать сква­ жины близко одну от другой, часто на геологических разрезах такие границы показывают весьма условно. .

Применение испытаний грунтов динамическим зондирова­ нием в значительной степени -восполняет этот пробел. Для этого часть точек зондирования-располагают -рядом со скважинами. Выполняя динамическое зондирование в промежутках между скважинами, по характеру погружения зонда определяют

80