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

в этом случае уменьшалось в 2 раза. Значительное уменьшение прочности наблюдается также при переходе твердых супесей в пластичное состояние — сопротивление срезу при испытании ло­ пастным прибором в этом случае уменьшалось ів 1,5 раза.

Хорошо согласуются между собой данные лабораторных ис­ пытаний прочностных характеристик суглинков, находящихся в мягко-пластичной и тугопластичной консистенции, с результата­ ми испытаний статическим зондированием; если в первом слу­

Испытаниями грунтов статическим зондированием и лопаст­ ным прибором на срез в скважинах были выявлены характер изменения прочности и плотности грунтов в литологических сло­ ях, что позволило сравнить их по этим показателям и назначить несущий слой для свай (как и в предыдущем случае, понятие «несущий слой» здесь нооит условный характер). По этим дан­ ным были выбраны участки расположения кустов опытныхсвай, результаты испытаний которых позволили рекомендовать несу­ щую способность свай.

Значения несущей способности свай, рассчитанные по ре­ зультатам испытаний грунтов статическим зондированием и определенные испытаниями статическими нагрузками опытных свай, оказались близкими между собой.

2. КОМПЛЕКСНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФУНДАМЕНТОВ

НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ

ИСВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

ВПЕСЧАНО-ГЛИНИСТОЙ ТОЛЩЕ ГРУНТОВ

Целью изысканий, проводимых на площадке строительства конвейерной галереи автомобильного завода им. И. А. Лихаче­ ва для составления рабочих чертежей, являлось: 1) определение нормативных значений показателей свойств и состояния грунтов при варианте фундаментов на естественном основании; 2) вы­ бор несущего слоя для свай, определение их длины и несущей способности при варианте свайных фундаментов.

Площадка строительства, расположенная в пределах первой надпойменной террасы р. Москвы, сложена (сверху вниз) на­ сыпными, аллювиальными верхнечетвертичного возраста и юр­ скими (волжского и оксфордского ярусов) отложениями.

Насыпные грунты мощностью до 5 м состоят из суглинков, песка и строительного мусора.

Аллювиальные отложения переменной мощности (от 3,5 до 12 м) представлены песками с прослоями суглинков и реже су­ песей; преобладают пески мелкие и средней крупности.

169

Юрские отложения сильно .размыты, вследствие чего их кров­ ля резко колеблется по высоте, представлены супесью, перехо­ дящей в суглинки (реже глины) (волжского яруса; на части пло­ щадки скважинами івскрыты отложения оксфордского яруса, представленные глинами.

Грунтовые воды приурочены к аллювиальным пескам. Проектируемое сооружение представляет собой транспорт­

ную галерею общей протяженностью более 500 м в виде 2- и 3-этажной рамной конструкции с переменным шагом колонн. Од­ на часть опор галереи предусмотрена на свайных фундаментах, другая часть (ів местах примыкания к существующим зданиям и в их пределах) — на естественном основании.

На всем протяжении галереи в различное время был выпол­ нен следующий комплекс изыскательских работ:

бурение скважин диаметром 168 мм, глубиной 4,5—17 м, а также скважин диаметром 325 мм для проведения испытаний грунтов штампом;

проходка шурфов для обследования фундаментов существу­ ющих зданий в местах примыкания к ним галереи и проведение испытаний статическими нагрузками штампами;

испытания грунтов штампами: площадью 5000 см2 — восемь ■испытаний; .площадью 1000 см2 с жесткой кольцевой пригруз­ кой— семь испытаний; площадью '600 см2— два испытания;

испытания грунтов прессиометром на разных отметках в скважинах (20 испытаний);

'испытания грунтов металлическими моделями свай динами­ ческими и статическими нагрузками (восемь испытаний);

лабораторные определения по .образцам грунта.

Проведенный комплекс исследований позволил определить основные показатели грунтов, необходимые для расчета фунда­ ментов на естественном основании и свайных фундаментов. Не­ которые результаты этих исследований приводятся ниже.

Наибольшее распространение на площадке предполагаемого строительства имеют аллювиальные пески, которые по грануло­ метрическому составу характеризуются как мелкие и средней крупности. По основным показателям (гранулометрическому составу, объемному весу, пористости) пески однородные. В этом убеждают и результаты испытаний динамическим зондировани­ ем, которые показали, что пески в основном имеют среднеплот­ ное сложение.

Сжимаемость песков исследовалась штампом и прессиомет­ ром, которые показали увеличение значений модуля сжимаемо­ сти с глубиной. При этом отмечается хорошая сходимость ре­ зультатов испытаний песков штампом и прессиометром.

Эти пески рекомендованы в качестве естественного основа­ ния, а также в качестве несущего слоя для свайных фундамен­ тов.

170

Юрские отложения изучались в основном в лаборатории по образцам, отобранным из скважин. На участках с достаточно высоким залеганием кровли юрских отложений они рекомендо­ ваны в качестве несущего слоя для свай.

Как видно из изложенного, все основные характеристики грунтов (плотность, модуль деформации, показатели для опреде­ ления несущей способности свай) при проектировании этого важного объекта, допускающего лишь минимальные осадки, определялись для полной достоверности двумя способами — по

.лабораторным и полевым исследованиям.

3. КОМПЛЕКСНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

СЛАБЫХ ГРУНТОВ НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ РАБОТЫ ПО ИХ УПЛОТНЕНИЮ

Для разработки рекомендаций по наиболее эффективным методам устройства фундаментов в слабых грунтах в Латвий­ ской ССР были выполнены экспериментальные исследования на опытной площадке, одной из задач которых являлось изучение глубинного уплотнения слабых грунтов песчаными и бумажны­ ми дренами с пригрузом путем устройства песчаных банкеток высотой 5 м.

Изучение физико-механических свойств и состояния грунтов на всех этапах опытного уплотнения выполнялось институтом «Фундаментпроект» с широким применением полевых методов. Некоторые результаты этих исследований приведены ниже.

Экспериментальная площадка, расположенная на высокой пойме р. Даугавы, сложена насыпными (или намывными) песка­ ми (мощность слоя 2,4—3,3 м) и озерно-аллювиальными отложе­ ниями, представленными песком (мощность слоя 1,1—2,2 м ), торфом (мощность слоя 0,5—2 м) и илом (мощность слоя 6— 8,2 м). Общая глубина, до которой проводились исследования, составляет 21 м.

На площадке в пределах опытных кустов (площадь каждого куста 16X16 м, количество кустов 9) в процессе работ по уп­ лотнению грунтов был выполнен следующий комплекс изыска­ тельских работ:

бурение скважин для изучения характера напластования грунтов (шесть скважин);

бурение скважин для выполнения испытаний вращательным срезом (55 скважин);

испытания грунтов динамическим зондированием (40 испы­ таний) ;

испытания грунтов статическим зондированием (51 испыта­ ние) ;

171

испытания грунтов методом вращательного среза (252 ис­ пытания);

Статическое зондирование выполнялось установкой С-979, динамическое — установкой УБП-15, испытания на срез— ло­ пастным прибором СП-52. Исследования проводились в шесть этапов:

этап 0 —до начала опытных работ по уплотнению грунтоз;

этап I — сразу же после погружения дрен и устройства пригруза;

этап II — через 15 дней после устройства пригруза; этап III — через 30 дней после устройства пригруза; этап IV — через 60 дней после устройства пригруза; этап V — после снятия пригруза-

Сравнение результатов исследований, проведенных различ­ ными методами, показало, что наиболее чувствительным из них в данных условиях оказался метод вращательного среза.

Этим методом на всех этапах работы по уплотнению слабых грунтов песчаными и бумажными дренами зафиксировано уве­ личение сопротивления срезу как для торфа, так и для ила.

Характерным при этом явилось то, что наибольшее уплотне­ ние грунтов всех литологических разностей (торф, ил, песок) происходит непосредственно после устройства дрен и пригруза. Так, для куста с песчаными дренами с шагом 1,5 м на первом этапе сопротивление срезу увеличилось (на различных глуби­ нах) на Э5—63%. Последующими этапами зафиксировано не­ значительное увеличение сопротивления срезу. Метод статичес­ кого зондирования для оценки уплотнения илов оказался менее чувствительным вследствие того, что абсолютная величина соп­ ротивления 'внедрению конуса в этих грунтах как до уплотнения

ния по боковой поверхности зонда (на 1,5—2 тс) по сравнению с этапом 0. Вместе с тем и результаты испытаний статическим зондированием показали, что основное уплотнение грунтов про­ исходит непосредственно в процессе устройства дрен и пригруза-

Метод динамического зондирования для исследований, тре­ бующих высокой точности при небольших абсолютных значени­ ях прочностных характеристик грунтов, оказался малоэффек­ тивным.

Без применения полевых методов практически было бы не­ возможно провести исследование увеличения прочности слабых грунтов в процессе их уплотнения.

172

зондирования при исследовании лёссовых водонасыщенных грунтов западной Сибири. Сб.: «Основания, фундаменты и механика грунтов», Киев, «Будивельник», 1971.

21. Т ро фи м е н к о в Ю. Г. Практический метод определения угла вну­ треннего трения и сцепления грунта по данным прессиометрических испыта­ ний. «Основания, фундаменты и. механика грунтов», 1973, № 3.

22. Т р о ф и м е и ко в Ю. Г., О б о д о вс к и й А. А. Свайные фундаменты для жилых и промышленных зданий, 2-е изд., М., Сиройиздат, 1970.

физико-механических свойств грунтов Луны. М., Стройиздат, 1970.

174