Статическое зондирование при свайных фундаментах

Статическое зондирование, как метод исследования мягких и сыпучих грунтов

Данный вид зондирования широко распространен в инженерных изысканиях. Благодаря этому методу, можно получить точную и полную информацию о слоях мягкого и сыпучего грунта. С помощью оборудования, которое используется при испытаниях, без разрушений и выемок проб, с высокой точностью, определяют фактуру, плотность, количество и консистенцию плотных включений, находящихся на глубине, достигающей скальной основы.

Свайные фундаменты и статическое зондирование

Вариант с обустройством фундаментов с разными типами свай будет более рациональным тогда, когда свайные конструкции, благодаря своим несущим способностям, смогут выдержать вес здания с запасом. На эту способность влияют не только размеры здания, но в характеристики грунта. Метод статического зондирования ориентирован больше на оценку плотности и прочности каменного основания и почвы, влияющих на устойчивость свай, а не на определение состава.

Зонд для статического зондирования представляет собой специализированный точный инструмент, фиксирующий лобовые и боковые сопротивления грунта, а также отклонения от вертикальной линии. Результаты инженерных изысканий, полученные путем зондирования, регистрирует встроенный самописец или оператор буровой установки. Эти данные являются исходными для организаций, которые ведут разработку проектов строительства и устройства разного типа фундаментов.

Принципы получения информации при статическом зондировании

Специализированный зонд, которым оснащены буровые установки, передает на них информацию при вдавливании в грунт.

На зонде имеются специальные датчики, измеряющие:

• Общую сумму лобовых и боковых сопротивлений зондированию;
• Вертикальное отклонение наконечника при его движении.

Расчеты результатов делаются на основе полученных данных в виде графика или цифр на экране.

Задачи, решаемые при помощи статического зондирования:

• Оценка плотности грунта на разных глубинах, получение информации о наличии горизонта из песка, глины или другой породы.
• Оценка толщины равных по плотности слоев и степени однородности пластов.
• Определение местонахождения горизонта, на котором залегает прочная скальная основа.
• Получение исходных расчетных данных физических характеристик грунта.
• Оценка деформации грунта, на который длительное время оказывалось давление фундамента или сваи.
• Создание модели давления на свайный фундамент, оказываемое грунтом.

Что является основанием для применения статического зондирования?

Свайный фундамент, обустраиваемый на площадке, уже является поводом для исследования с применением данного метода. Но более веской причиной для оснащения буровых штанг статическим зондом является невозможность взять пробы грунта и неблагоприятные ситуации для бурения: множество водяных и песчаных линз, мерзлота, учащенное чередование слоев грунта разной плотности, большая масса твердых мелкофракционных включений

Статическое зондирование является методом, позволяющим с высокой точностью определить показатели плотности грунта, а также детальные данные, помогающие в определении его химического состава. К важным преимуществам следует добавить простоту решения и экономичность.

Источник

Мнение геолога о статическом зондировании

Страница 1 из 3

1

2

3

>

07.12.2010, 21:08 #2

07.12.2010, 21:29 #3

07.12.2010, 21:30 #4

обострение противоречий между субъективной и объективной составляющими

07.12.2010, 22:01 #5

Вот именно. Видимо по стат. зондированию можно считать только в том случае, если ВООБЩЕ не возможно замачивание.

Вообщем назревает крупный объект. Геология уже есть. В том числе есть и данные по зондированию. Согласно геологии грунтовых вод не обнаружено, верховодки тоже. В природном состоянии JL Последний раз редактировалось Sarman, 07.12.2010 в 22:07 .

08.12.2010, 16:33 #6

Вообще странно что данный вопрос не вызывает ни у кого интереса.
Либо все прекрасно понимают как решать эту дилему, либо всем пофиг, тогда непонятно как люди фундаменты проектируют.

Ситуация такая:
1 насыпной грунт 1 м
2 просадочный грунт I типа 7 метров
3 непросадочный суглинок с I 0.5 при полном возможном замачивании

Статическое зондирование показывает великолепную несущую способность.
Расчет по характеристикам в водонасыщенном состоянии показывает шишь да маленько. на что ориентироваться? Здравый смысл подсказывает что на расчет по харакетристикам в водонасыщенном состоянии.

Но с другой стороны:
грунтовых вод нет и подтопления с этой стороны не ожидается. Но ведь и исключить его нельзя.
Неужели поверхностные воды могут ни с того ни с сего замочить грунт на глубину 7 метров и более?

В СНиП-е сказанно четко. «п.8.4 Свайные фундаменты на территориях с просадочными грунтами при возможности замачивания грунтовследует. «

Что это за возможность замачивания грунтов такая? Где описано когда считать замачивание возможным а когда нет?

И получается что у тебя великолепные грунты, пока не возникнет некое непредсказуемое ЗАМАЧИВАНИЕ, и тогда все просто утонет.

Источник

ПРЕДИСЛОВИЕ

Положения, разработанные в Рекомендациях, направлены на повышение надежности и экономичности фундаментов из свай-оболочек и буровых свай большого диаметра за счет более точного определения их несущей способности на основе использования данных полевых испытаний грунтов статическим зондированием. В Рекомендациях отражены особенности проведения полевых испытаний грунтов статическим зондированием на больших глубинах и в пределах акваторий и приведена методика расчета несущей способности свай-оболочек и буровых свай по результатам статического зондирования грунта, дополняющая СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты», где соответствующие нормативы по этим видам свайных элементов отсутствуют.

Основные положения настоящих Рекомендаций апробированы на нескольких объектах.

При разработке Рекомендаций использованы результаты экспериментальных исследований, включающих совместные испытания оснований свайных фундаментов статическим зондированием и натурные испытания свай, выполненные ЦНИИСом, ВНИИОСПом им. Н.М. Герсеванова, ГПИ «Фундаментпроект», лабораторией автомобильных дорог и мостов Министерства автомобильных дорог Франции, Шведским геотехническим институтом, Делфтской лабораторией механики грунтов (Нидерланды).

Рекомендации составлены инж. А.А. Мухиным с участием кандидатов техн. наук Н.М. Глотова, Е.А. Тюленева, А.П. Рыженко.

Замечания и предложения направлять по адресу: 129329, Москва, ул. Кольская, д.1, Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства.

Зав. отделением мостов И.Д. Рассказов

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Рекомендации распространяются на проведение полевых испытаний статическим зондированием гравийных, песчаных и пылевато-глинистых грунтов в основании свай-оболочек и буровых свай 1 с целью определения их несущей способности.

1 Далее по тексту термины «свая-оболочка» и «буровая свая» будут использованы только при необходимости выделить особенности работы того или иного свайного элемента, в остальных случаях для краткости будет употребляться единый термин «свая».

1.2. Для определения несущей способности свай в соответствии с настоящими Рекомендациями допускается использовать результаты статического зондирования, полученные только при испытаниях грунта стандартными зондами, удовлетворяющими требованиям ГОСТ 20069-81 «Грунты. Метод полевого испытания статическим зондированием».

1.3. Статическое зондирование рекомендуется применять в сочетании с другими видами инженерно-геологических исследований.

1.4. Метод статического зондирования не допускается применять для определения несущей способности свай, расположенных в вечномерзлых, набухающих, просадочных и гравийно-галечниковых грунтах, содержащих частицы размером крупнее 10 мм более 25 % по массе.

1.5. При глубине зондирования более 20 м, в пределах акватории или в других случаях, когда непрерывное зондирование с поверхности грунта затруднено или невозможно, рекомендуется использовать поэтапное зондирование с поверхности грунта или с забоя (дна) технологических скважин (во время строительства фундаментов) специальными опускными установками статического зондирования (справочное приложение 1).

1.6. Планирование, подготовку и проведение испытаний грунтов статическим зондированием следует выполнять, пользуясь указаниями ГОСТ 20069-81 «Грунты. Метод полевого испытания статическим зондированием», СНиП 1.02.07-81 «Инженерные изыскания в строительстве», СН 448-72 «Указания по зондированию грунтов для строительства» с учетом настоящих Рекомендаций.

1.7. Необходимое количество точек зондирования для определения несущей способности свай назначают исходя из размеров фундамента, количества в нем свай, характера напластования грунтов в пределах строительной площадки, требований, предъявляемых к надежности сооружения, и других факторов, и принимают не менее трах. В случае значительных расхождений в результатах испытаний их количество следует увеличить.

1.8. Точки зондирования должны находиться не далее 5 м от контура свайного ростверка.

1.9. Глубину зондирования грунта ниже предполагаемой глубины заложения свай при испытаниях с поверхности грунта на стадии инженерно-геологических изысканий или ниже забоя при испытании опускной установкой в полости технологических скважин (свай-оболочек) на стадии строительства следует принимать не менее трех и четырех диаметров сваи соответственно для мостов, запроектированных по разрезной и неразрезной схемам, но не менее 5 м.

1.10. По методу полевых испытаний грунтов статическим зондированием определяют удельное сопротивление грунта:

под конусом зонда q , МПа;

по боковой поверхности зонда (муфте трения) f, кПа, которые регистрируются в журнале статического зондирования или на диаграммных лентах записывающей аппаратуры. Результаты зондирования следует оформлять в виде графиков, которые рекомендуется совмещать с геологическими колонками расположенных рядом горных выработок.

1.11. Значения q и f следует фиксировать каждые 10 см погружения зонда в грунт. При построении совмещенного графика зависимостей q и f от глубины погружения зонда необходимо учитывать, что каждому значению сопротивления грунта под конусом зонда соответствует по глубине значение сопротивления грунта по его боковой поверхности, зафиксированное после дополнительного погружения зонда на некоторую глубину, определяемую конструкцией зонда (при этом середина муфты трения совмещается с уровнем, на котором было измерено сопротивление грунта под конусом зонда).

1.12. Типы испытываемых грунтов рекомендуется определять в зависимости от соотношения в соответствии с табл. 1.

Суглинок и глина

1.13. Для более точной классификация грунтов по наличию в нем пылевато-глинистых частиц и уточнения (определения) границ между отдельными слоями целесообразно использовать комбинированные зонда, сочетающие измерения сопротивлений грунта под конусом и по боковой поверхности зонда с измерением естественной гамма-активности грунта J , которое следует проводить во время остановки зонда в конце каждого цикла его погружения.

В табл. 2 определены типы грунта в зависимости от специально вычисляемого с этой целью параметра

(1)

где J — гамма-активность исследуемого грунта, имп./с;

J _o — то же, песка в районе расположения строительной площадки, в первом приближении принимается равной 10 имп./с.

2. ОСОБЕННОСТИ ПОЭТАПНОГО СТАТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЯ С ПОВЕРХНОСТИ ГРУНТА

2.1. Поэтапное статическое зондирование с поверхности грунта может быть применено для испытания грунтов на больших глубинах (более 20 м), а также при наличии в основании фундамента прослоек грунта, исключающего техническую возможность статического зондирования.

2.2. Поэтапное зондирование с поверхности грунта выполняют в следующей очередности:

зонд погружают с поверхности грунта до максимально возможной глубины, ограниченной максимальным усилием вдавливания установки, либо предельно допускаемым сопротивлением грунта под конусом зонда или по его боковой поверхности;

зонд извлекают на поверхность;

разбуриванием прозондированного грунта ударно-канатным или колонковым способом разрабатывают скважину диаметром 89-127 мм;

зонд опускают на забой и проводят зондирование грунта до глубины, ограниченной указанными выше критериями;

зонд извлекают и повторяют очередной этап зондирования до тех пор, пока не будет достигнута требуемая глубина.

3. ОСОБЕННОСТИ ПОЭТАПНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ГРУНТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ОПУСКНЫХ УСТАНОВОК СТАТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

3.1. Опускные установки статического зондирования рекомендуется использовать для испытания грунтов в случаях, когда зондирование с поверхности грунта затруднено, а в отдельных случаях невозможно:

а) при расположении фундаментов в пределах акваторий;

б) при необходимости проведения испытаний грунта на больших глубинах (более 20 м);

в) при наличии в основании фундамента прослоек грунта, исключающего техническую возможность статического зондирования.

3.2. Опускные установки типа показанной в справочном приложении 1, могут быть применены только в период строительства фундаментов при наличии погруженных свай-оболочек или пробуренных для устройства буровых свай скважин.

3.3. Опускная установка имеет опорно-анкерное и вдавливающее устройства, штангу и тензометрический зонд. Работает установка следующим образом:

на тросе (например, бурового станка) установку опускают на дно технологической скважины или в полость сваи-оболочки;

посредством опорно-анкерного устройства установку заанкеривают в скважине (в полости сваи-оболочки);

штангу с зондом на конце циклически погружают в грунт на максимально возможную глубину и одновременно снимают показания с регистрирующей аппаратуры, расположенной на поверхности;

после окончания зондирования опорно-анкерное устройство освобождают от упора в стенки скважины, обсадной трубы или сваи-оболочки и установку извлекают на поверхность.

3.4. Вдавливающее устройство должно обеспечивать погружение зонда в грунт за один цикл на глубину не менее 400 мм.

3.5. В случае, если вид графика зондирования (справочное приложение 2) песчаных грунтов свидетельствует о разуплотнении основания, произошедшем в результате нарушения технологии буровых работ, скважину следует добурить на согласованную с проектной организацией глубину и испытание повторить.

3.6. В результате извлечения грунта из скважин и снятия бытового давления с забоя измеренные значения сопротивлений грунта под конусом и по боковой поверхности зонда q и f в области, непосредственно примыкающей к забою, не отражают реальные свойства грунта. Поэтому при построении графиков на участке, соответствующем погружению зонда с забоя скважины на глубину, равную половине диаметра сваи (0,5 d), q и f допускается условно принимать постоянными по величине и равными их значениям на глубине 0,5 d .

3.7. В тех случаях, когда необходимо проконтролировать качество буровых работ и состояние грунта в области забоя скважины или уточнить несущую способность сваи по торцу, достаточно провести одно испытание грунта с уровня проектной отметки заложения нижнего конца сваи. Для определения полной несущей способности сваи, включая сопротивление сваи по боковой поверхности, следует провести два-три или более испытаний (в зависимости от глубины заложения нижнего конца сваи) в разных уровнях и по их результатам построить общий график зондирования (справочное приложение 3).

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ-ОБОЛОЧЕК И БУРОВЫХ СВАЙ

4.1. Если на графике зависимости сопротивления грунта под конусом зонда от его глубины погружения имеются локальные пики, вызванные отдельными крупнообломочными включениями (см. приложение 3) и характеризуемые значениями q_i

то соответствующие значения q_i необходимо скорректировать, принимая их равными

(3)

Аналогичным образом корректируются пиковые значения сопротивления грунта по боковой поверхности зонда f _i .

4.2. Несущая способность одиночной сваи в составе фундамента и вне его на действие вертикальной осевой вдавливающей нагрузки должна удовлетворять условию

(4)

где N — расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (от расчетных нагрузок, действующих на фундамент), МН;

F_pd , F_sd — несущая способность сваи соответственно по торцу и по боковой поверхности, определяемая по результатам статического зондирования грунтов согласно п. 4.5, МН;

γ _kp = 3, γ _ks = 1,5 — коэффициенты надежности работы сваи по торцу и по боковой поверхности:

γ _k — коэффициент, принимаемый в случае высокого свайного ростверка в зависимости от количества свай в фундаменте по табл. 3;

γ _k = 1,15 в случае низкого свайного ростверка.

Источник