Испытание грунтов статическими нагрузками на штамп
Испытания грунтов жесткими штампами проводят с целью
определения деформационных характеристик песчано-глинистых и крупнообломочных
грунтов.
Сущность метода заключается в натурном моделировании процесса
деформирования (уплотнения) достаточно большого (по сравнению с лабораторной
пробой) объема грунта под нагрузкой, отвечающей нагрузке проектируемого
сооружения. Испытания проводят в шурфах, дудках, скважинах и при
строительстве ответственных сооружений — в котлованах.
Схема установки для испытания грунтов представлена на рис. 7.11; сведения о форме и размерах штампов содержит табл. 7.10.
Рис. 7.11. Схема испытаний грунта статическими нагрузками на
штамп.
1 — штамп; 2 — гидравлический домкрат; 3 - индикаторная установка; 4 -
продольная упорная балка; 5 — винтовые анкерные сваи
Таблица 7.10 Данные о форме, размерах и условиях применения штампов (ГОСТ 20276-99)
далее..После монтажа установки в шурфе (дудке) или скважине штамп нагружают ступенями до стабилизации осадки от каждой ступени нагрузки. Условная стабилизация считается достигнутой, если приращение осадки штампа за время, указанное в табл. 7.11 (А, Б, В), не превышает 0,1 мм. Наблюдения за осадкой штампа в первый час после приложения нагрузки ведут через 10 + 10 + 10 + 15 + 15 мин, далее через 30 мин. Минимальная точность измерения осадки 0,1 мм.
Число ступеней нагружения должно быть не менее 5. Первую ступень нагрузки принимают равной природному давлению на отметке заложения штампа (не менее 0,05 МПа); предпоследняя ступень должна отвечать проектной нагрузке. В отдельных случаях, предусмотренных проектом, штамп нагружают до достижения предела несущей способности, который устанавливают по:
- появлению валика выпирания или образования трещин вокруг штампа,
- деформированию грунта с постоянной скоростью, продолжающемуся не менее суток,
- резкому приращению осадки при незначительном увеличении нагрузки (в пять раз и более по сравнению с осадкой от предыдущей ступени).
Таблица 7.11 Примерные величины ступеней нагрузки и их режим (ГОСТ 20276-99)
| A | |||||
| Грунты | Коэффициент вод о насыщения | Ступень давления ΔР, МПа, при плотности сложения грунтов | Время условной стабилиза- ции деформации t,ч | ||
| Плотные | Средней плотности | Рыхлые | |||
| Крупнообломочные | Sr ≤ 1,0 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,5 |
| Пески крупные | Sr ≤ 1,0 | 0,1 | 0,05 | 0,03 | 0,5 |
| Пески средней крупности | Sr ≤ 0,5 0,5 < Sr ≤ l,0 |
0,1 0,1 |
0,05 0,05 |
0,025 0,025 |
0,5 1,0 |
| Пески мелкие и пылеватые | Sr ≤ 0,5 0,5 < Sr ≤ l,0 |
0,05 0,05 |
0,025 0,025 |
0,01 0,01 |
1,0 2,0 |
| Б | |||||
| Грунты | Ступень давления ΔР, МПа, при коэффициенте пористости | Время условной стабилизации деформации t, ч | |||
| е ≤ 0,5 | 0,5 <е≤ ≤ 0,8 |
0,8 < е≤ ≤ l,1 |
е >1,1 | ||
| Глинистые с показателем текучести: IL≤ 0,25 0,25 < IL≤ 0,75 0,75 < IL ≤ 1 IL>1 |
0,1 |
0,1 |
0,05 |
0,05 |
1 |
| В | |||||
| Грунты | Ступень давления АР, МПа | Время условной стабилизации деформации t, ч | |||
| Просадочные природной влажности | 0,05 | 1 | |||
| Просадочные после замачивания | 0,03 | 2 | |||
| Органоминеральные и органические | 0,005-0,01 | 4 | |||
Изучение свойств грунта, определение деформационных характеристик грунта
При необходимости, определяемой программой, проводят разгрузку штампа в ходе испытаний (при давлениях 0,1-0,3 МПа) или после их завершения. Разгрузка позволяет изучить упругие свойства грунта. Ее ведут теми же ступенями. Наблюдения проводят в течение 1 ч после снятия ступени нагрузки, а на последней ступени разгружения штампа — в течение 3 ч. В ходе проведения испытаний на каждой ступени строят график функции s = ƒ(t), где s — осадка штампа, t — время. После испытаний строят график s = F(P), где Р — нагрузка (рис. 7.12). Е. Шультце предлагает составлять диаграмму испытаний, объединяющую графики: «время — нагрузка», «время — осадка», «осадка — нагрузка», полностью характеризующую испытания грунтов штампом (рис. 7.13).
