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

Отсчеты по приборам для измерения деформаций после при­ ложения каждой ступени нагрузки рекомендуется производить согласно табл. 32.

прочностных характеристик грунта испытания необходимо вес­ ти до давлений, обеспечивающих получение криволинейного участка графика нагрузка —деформация. При этом следует учитывать возможности прессиометра, определяемые или пре­ дельным давлением в камере, или ее предельной деформацией. Наиболее полным испытание будет в том случае, если его удастся довести до предела прочности грунта.

Разгрузку прессиометра осуществляют ступенями давления, равными двойным ступеням натружения. Результаты испытания записывают в журнале испытания грунта прессиометром.

По результатам испытаний строится график зависимости приращения деформации (приращение радиуса прессиометра) от давления в камере прессиометра. На график (см. рис. 96) наносится тарнровочная кривая I, полученная при свободном расширении прессиометра, и кривая 11, полученная по результа­ там испытания грунта в скважине.

На начальном участке кривая 11 совпадает с кривой / — про­ исходит свободное расширение прессиометра в скважине. Затем начинается короткий переходный участок, соответствующий обжатию неровностей стенок скважины.

Участок линейной зависимости между давлением и деформа­ цией (между давлениями р\ и рч) используется для ■определе­ ния модуля деформации. После давления рч начинается стадия интенсивного развития пластических деформаций в грунте.

162

При определении модуля деформации грунта необходимо ра­ счетную разность давлений на участке р2— рі уменьшить на величину потери давления на расширение оболочки прессиометра при расширении ее от Дгі до Дг2, т. е. на величину

Р з - Р І -

Как показала .практика определения модуля деформации прессиометром Фундаментпроекта, влияние резиновой оболочки {при диаметре скважины больше диаметра прессиометра на 10—20 мм) несущественно. Так, например, при модуле дефор­ мации грунта 200—'250 кгс/см2 разница между модулем дефор­ мации, определенным с учетом давления, затрачиваемого на растяжение резины, и модулем, определенным без учета этого давления, составляет всего 2%. При модуле деформации 50 кгс/см2 разница составляет 10%. Для практических целей указанными погрешностями в определении модуля деформации можно пренебречь и, следовательно, не всегда необходимо про­ водить тарировочные нагружения камеры прессиометра.

Модуль деформации грунта определяют по формуле

нию р\ (см. рис. 96);

k — коэффициент условий испытания.

Величина коэффициента условий испытания определяется по результатам проведения сопоставительных испытаний грунта штампом (ГОСТ 12374—66) и прессиометром. При этом коли­ чество параллельных определений модуля деформации грунта должно быть не менее трех для каждого выделенного инженер­ но-геологического элемента (слоя).

При назначении модуля деформации для предварительных расчетов или окончательных расчетов при проектировании осно­ ваний зданий и сооружений III—IV классов допускается при­ нимать следующие значения коэффициента k в формуле (67): /е = 3,5 при глубине испытаний до 5 м\ £—2,5 при глубине ис­ пытаний 5—110 м.

Определение прочностных характеристик грунтов (ф и с) по данным прессиометрических испытаний пока не регламентиро­ вано.

Для ориентировочных расчетов и накопления опыта рекомен­ дуется для определения ф и с использовать приведенный ранее метод кругов Мора, сравнивая каждый раз полученные данные с результатами лабораторных определений прочностных свойств грунтов. При использовании метода кругов Мора необходимо

163

Глава VII

КОМПЛЕКСНЫЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

При проведении инженерно-геологических изысканий наря­ ду с общими задачами определения характера напластований грунтов, их классификационных показателей, условий залега­ ния, состояния и свойств, а также гидрогеологических условий обычно предусматриваются главные определяющие исследова­ ния, от которых зависит успешное решение вопросов проекти­ рования и строительства данного конкретного сооружения.

В качестве примеров таких основных задач могут быть ука­ заны: определение прочностных характеристик грунтов при рас­ четах устойчивости оснований сооружений и откосов глубоких выемок; определение сжимаемости грунтов при расчетах оса­ док « прогнозировании кренов сооружений; определение глуби­ ны забивки свай и оценка их несущей способности при расче­ тах свайных фундаментов и т. п.

Вследствие различий условий залегания, состояния я свойств грунтов и многообразия требований решаемых задач инже­ нерно-геологические изыскания часто носят характер научного исследования, требующего для выполнения квалифицирован­ ных специалистов.

Проводимые исследования должны учитывать изменчивый и сложный характер грунтов, влияние на их состояние режима

струкций, убыстрение темпов производства работ и т. п., то ста­ нет очевидным, что результаты изысканий, проводимых в тради­ ционном составе (проходка геологических выработок и лабора­ торные определения), очевидно, в ряде случаеів не могут удовлетворять задачам проектирования.

Для решения этих задач при инженерно-геологических изыс­ каниях все шире используют полевые методы, которые стали важной составной частью исследований, так как позволяют наи­ более полно и достоверно оценивать природные условия строи­ тельных площадок.

Инженерно-геологические изыскания, выполняемые с исполь­ зованием отдельных видов или группы полевых методов, приня­ то называть комплексными исследованиями.

Следует отметить, что состав работ, включаемых в комплекс­ ные инженерно-геологические изыскания, еще во многом зависит от опыта, технической оснащенности и квалификации работников изыскательских организаций и не всегда в полной

165

мере отвечает задачам проектирования. Рекомендации о наибо­ лее 'рациональных составах таких комплексов в действующих нормативных документах отсутствуют и нуждаются в соответ­ ствующих разработках.

Учитывая эти соображения, ниже приводятся примеры комп­ лексных исследований из практики института «Фундаментпроект», в течение ряда лет широко использующего разнообразные полевые методы для исследования строительных площадок раз­ личных сооружений.

1. КОМПЛЕКСНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

В ТОЛЩЕ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ

Строительство объектов Красноярского алюминиевого завода

Все основные объекты Красноярского алюминиевого завода (КрАЗ) строятся на свайных фундаментах из железобетонных забивных свай.

Широкое применение свайных фундаментов обусловлено гео­ логическими особенностями района строительства, основной из которых является ‘наличие с поверхности делювиально-аллю­ виальных лёссовидных суглинков просадоч-ных в верхней части слоя. Ниже этогослоя, мощность которого в пределах площад­ ки строительства различна, залегают аллювиальные суглинки твердой, полутвердой, тугопластичной и реже мягкопластичной консистенций.

В подобных геологических условиях, характеризуемых неко­ торым улучшением физико-механических свойств грунтов с глу­ биной, обычно оказывается целесообразным применение фунда^ ментов на висячих сваях.

Основной задачей проводимых изысканий в таких случаях является прогнозирование несущей способности свай, которые можно погружать на различную глубину без осложнений, обыч­ но наблюдающихся при наличии труднопроходимых слоев грун­ тов.

Характер возводимых сооружений и их конструктивные осо­ бенности на строительстве КрАЗа обусловливали такие расчет­ ные -нагрузки на сваи, которые могли быть получены при их по­ гружении в толщу аллювиальных суглинков, принятых в данном случае за несущий слой. Естественно, что понятие «несущий слой» в данных условиях является условным (при отсутствии явно выраженного несущего слоя).

При рассмотрении вариантов фундаментов из висячих овай разной длины целесообразно проводить комплексные инже­ нерно-геологические изыскания в составе работ, указанном в табл. 33.

166

Т А Б Л И Ц А 33

Учитывая накопленный на 'Объектах строительства Краснояр­ ского алюминиевого завода опыт устройства свайных фундамен­ тов и применения статического зондирования для оценки несу­ щей способности свай, комплекс инженерно-геологических изы­ сканий 1972 г. не включал забивку и испытания пробных свай и проводился в составе следующих видов работ: проходка сква­

различной глубине их погружения, по данным испытаний грун­ тов статическим зондированием, была рекомендована Для про­ ектирования несущая способность свай: при длине б—

7 м—40 тс; 7—'8 м—46 тс; 8—9 м—60 тс и 9—.10 м—65 тс.

Близкая сходимость результатов ранее выполненных опреде­ лений несущей способности свай статическими испытаниями с указанными выше данными статического зондирования позво­ лит в дальнейшем отказаться на этой площадке от трудоемких работ по статическому испытанию свай несмотря на то, что там ежегодно забивается около 8000 свай.

167

Строительство производственных помещений в Железногорске

Приводимый пример относится .к случаю крайне неоднород­ ных в геологическом отношении условий для устройства свай­ ных фундаментов и характеризует состав работ, выполненных

при комплексных инженерно-геологических изысканиях в этих условиях.

Сравнительно небольшая в .плане площадка (размером 200X50 м) , расположенная вдоль бровки высокого и обрыви­ стого берега долины реки, сложена лёссовидными четвертичны­ ми эолово-делювиіальными и балочными отложениями.

Эолово-делювиальные отложения, залегающие как с поверх­ ности, так и на части площадки под балочными отложениями (на глубине 7—:13 м), представлены лёссовидными суглинками, супесями и глинами.

Балочные отложения состоят из лёссовидных суглинков. Су­ песи, суглинки и глины характеризуются различной консистен­

цией, причем по глубине и простиранию одни слои часто заме­ щаются другими.

'Приведенные данные характеризуют площадку строительст­ ва как весьма разнородную ;в плане и по глубине в отношении литологического состава грунтов и их 'физико-механических свойств.

В этих условиях для рабочего проектирования свайных фун­ даментов были необходимы результаты комплексных изысканий, проведенных с достаточной детализацией характера залегания грунтов и их состояния в основании каждого проектируемого сооружения. Для этого на площадке был выполнен следующий

пастным прибором вызывалось тем, что в ряде случаев (текуче­ пластичные суглинки, пластичные и текучие супеси) при буре­ нии скважин отобрать образцы грунта ненарушенной структуры не представлялось возможным.

Испытания лопастным прибором на срез в скважинах позво­ лили установить уменьшение прочности лёссовидных суглинков при переходе их в текучепластичное состояние; сопротивление

168