|
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СОВЕТА МИНИСТРОВ
РСФСР ИНСТРУКЦИЯ
РСН-33-70 ГОССТРОЙ РСФСР Утверждена Государственным
комитетом Москва - 1970 Инструкция
по испытанию грунтов
статическим зондированием разработана Центральным трестом инженерно-строительных изысканий Госстроя РСФСР
(ЦТИСИЗ) на основе
проекта «Инструкции по испытанию грунтов оснований
зданий и сооружений полевыми методами» Государственного проектного института «Фундаментпроект» Минмонтажспецстроя СССР, Производственного и научно-исследовательского
института по инженерным изысканиям в строительстве Госстроя СССР (ЦНИИИС) и Центрального треста инженерно-строительных
изысканий Госстроя РСФСР. При составлении Инструкции использованы «Рекомендации по применению
полевых методов исследования грунтов» ЦТИСИЗ. Настоящая
Инструкция предназначена для организаций, выполняющих инженерно-геологические изыскания для строительства на территории РСФСР и применяющих метод статического зондирования. Редакторы:
инж. С.А. Акинфиев (ЦТИСИЗ), к.т.н. Л.Н. Воробков (МИСИ), инж. Д.К. Прокофьев,
инж. С.В. Холопов
(ЦТИСИЗ).
1.
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
1.1. Настоящая Инструкция регламентирует испытания статическим зондированием песчаных и глинистых грунтов в талом
состоянии (с положительной температурой) и определяет область применения статического зондирования, технические требования к
проведению испытаний, методику обработки и
использование результатов зондирования. 1.2. Статическое зондирование
песчаных и глинистых грунтов производят с целью
определения сопротивления грунта вдавливанию зонда и оценки по этой величине: степени
однородности грунтов (в плане и по глубине); положения границ
(контактов) между литологическими горизонтами различного состава и состояния; несущего для
свай слоя грунта (качественной характеристики). Статическое
зондирование выполняют также
для оценки относительной плотности и однородности грунтов в земляных сооружениях
и для контроля за качеством производства земляных
работ.
1.3. При проведении комплексных инженерно-геологических изысканий, включающих лабораторные работы и различные виды полевых исследований, по результатам зондирования может быть получена
оценка состава, состояния и строительных свойств грунтов: плотность, модуль деформации,
величина угла внутреннего трения,
сопротивление грунта под острием и по боковой поверхности забивных
свай и др. 1.4. Объем работ по статическому зондированию грунтов
(количество точек испытаний и расположение
их в плане,
глубину зондирования) устанавливают программой на изыскания в соответствии с действующими нормативными документами на инженерные изыскания в зависимости от: типа и конструкции
проектируемых сооружений; сложности и
изученности инженерно-геологических условий площадки; стадии проектирования. Минимальное число точек испытаний под отдельное сооружение должно быть не
менее 5. С этой же целью
статическое зондирование следует проводить параллельно с испытаниями грунтов
другими полевыми
методами (штампами, сдвиговыми приборами, прессиометром, динамическим зондированием и др.). При назначении
точки зондирования и инженерно-геологической выработки (скважины, шурфа) на
расстоянии менее 1 м друг от друга в первую
очередь выполняют статическое зондирование. 1.6. Испытание грунтов
статическим зондированием заключается в
плавном с постоянной скоростью погружении (вдавливании) в грунт специального зонда с замером сопротивления грунта внедрению зонда. Допускаются перерывы
(остановки) в процессе вдавливания, вызываемые необходимостью: наращивания
звеньев зонда; перевода штока
гидродомкрата с захватывающим устройством
в верхнее положение; достижения
состояния предельного равновесия зонда. 1.7. Работы по зондированию грунтов производят с соблюдением действующих
правил техники безопасности для общестроительных и буровых работ, связанных
с применением подъемных механизмов, а также дополнительных требований при работе с установками, изложенных в инструкции по их эксплуатации. 1.8. В зависимости от конструктивных особенностей зондов и
принципиальных схем измерения сопротивления
грунта внедрению зонда применяются два способа зондирования: зондирование
установками типа С-979 конструкции Фундаментпроекта (УСЗК-3 конструкции
УралТИСИЗ, ЗБУ-К-1 конструкции Казтисиз и др.); зондирование
установками типа С-832 конструкции Башниистроя. 2.
СТАТИЧЕСКОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ УСТАНОВКАМИ ТИПА С-979
Основные
параметры и технология испытания 2.1. При проведении статического зондирования установкой типа С-979 измеряется раздельно (непрерывно или через определенный интервал) сопротивление грунта под коническим наконечником Qк и общее
сопротивление грунта вдавливанию зонда -
Qобщ.
Сопротивление грунта по боковой поверхности зонда определяют как разность измеренных сопротивлений. Техническая характеристика
установок приведена в приложении 1. 2.2. Площадку для установки предварительно планируют
(горизонтально). Винтовые
анкерные сваи погружают в грунт до монтажа
установки на точке испытания. Места
расположения свай размечают по шаблону с таким расчетом, чтобы точка зондирования находилась в
центре. Возможные
перекосы установки во время испытания из-за выхода анкерных свай из
грунта устраняют винтами упорных балочек, с помощью которых
раму установки закрепляют к анкерным сваям. 2.3. Статическое зондирование производят циклами. Каждый цикл
состоит из следующих операций: а) вдавливания
звена зонда в грунт с взятием отсчетов по
мессуре динамометра и манометру через каждые 10 см глубины погружения зонда; б) поднятия
штока домкрата вместе с измерительной головкой в верхнее положение; при
остановке зонда стрелки мессуры динамометра и манометра должны возвращаться на «0», при подъеме штока
домкрата вверх стрелка мессуры домкрата должна
оставаться на «0», а манометр фиксировать
давление в масляной системе, необходимое для подъема штока; в) свинчивания
защитного оголовка с трубы-обоймы, наращивания следующего звена зонда и
навинчивания на него оголовка. Глубину погружения
зонда фиксируют
по рейке на установке с точностью до 0,5 см. Данные по
зондированию грунта заносят в «Журнал
испытаний грунтов
статическим зондированием» (приложение 2). 2.4. Скорость погружения зонда в грунт при статическом зондировании не должна превышать 0,5 м/мин. Скорость
извлечения зонда из грунта ограничивается только возможностями установки. 2.5. Зондирование проводят до заданной в программе глубины, но не более чем на 15 м. В случае
достижения предельных нагрузок на зонд в целом 10 т или на конус 5 т,
зондирование прекращают независимо от глубины. Обработка и использование результатов зондирования 2.6. Камеральная обработка результатов
статического зондирования производится по
данным, внесенным в журнал зондирования (или
по диаграммным лентам при испытаниях с автоматической записью). 2.7. Результаты испытаний
грунтов статическим зондированием оформляют в
виде, совмещенных графиков изменения
по глубине удельного сопротивления грунта погружению
конуса зонда q кг/см2 и трения
по боковой поверхности зонда Qтр. Обработку
полевых записей показаний мессуры и манометра производят по тарировочным таблицам или графикам для этих приборов. Для построения
графиков, как правило, принимают
следующие масштабы: глубина
зондирования - 1 см - 1 м; удельное
сопротивление грунта прониканию конуса - 1 см - 20 кг/см2; трение грунта
по боковой поверхности зонда - 1 см -
0,5 т. В необходимых
случаях допускается изменение масштабов. 2.8. Для точек статического зондирования,
расположенных в непосредственной близости от горно-буровых
выработок (п. 1.5), графики зондирования совмещают с геолого-литологическими колонками этих выработок (рис. 1). Графики
зондирования для отдельных точек объединяются
в профили, а где это возможно, наносятся на геолого-литологические разрезы. 2.9. Плотность сложения песчаных грунтов с ненарушенной структурой, залегающих на
глубине боле 2 м, оценивают в зависимости от значений удельного сопротивления грунта внедрению зонда q кг/см2 согласно табл. 1. Рис.
1. Графики статического зондирования, совмещенные с
геолого-литологической колонкой Таблица
1
2.10. Угол внутреннего трения песчаных грунтов для предварительных (приближенных) расчетов оснований
зданий и сооружений
выше III класса, а также для расчета оснований зданий и
сооружений III
- IV классов допускается определять по данным статического зондирования с помощью табл. 2. Таблица 2
2.11. Для условий,
указанных в п. 2.10, приближенное значение модуля деформации грунтов допускается определять путем умножения удельного
сопротивления грунта
прониканию конуса на коэффициент, принимаемый
для песков равным 2,5,
для глин и суглинков - 7. 2.12. Для фундаментов с шириной подошвы от 0,6 до 1,5 м и глубиной заложения от 1,0
до 2,5 м при
назначении предварительных размеров фундаментов зданий и сооружений, а для зданий и сооружений III
и IV классов также
при назначении и окончательных
размеров фундаментов допускаются нормативные
давления на глины и суглинки в естественном
состоянии определять в зависимости от удельного сопротивления
грунта прониканию конуса согласно табл. 3. Таблица 3
1. При
промежуточных значениях удельного сопротивления
q нормативное давление Rн
определяют по линейной интерполяции. 2.
Значения модуля
деформации и нормативного давления на грунты основания для различных
региональных условий (глинистых грунтов коры
выветривания Урала и т.п.) допускается
определять по данным статического зондирования с учетом опыта местных
научно-исследовательских и проектно-изыскательских организаций. 2.13. При проектировании оснований
зданий и сооружений I и II классов указанные в п.п. 2.10 -
2.12 характеристики грунтов, полученные в результате полевых
испытаний грунтов на сдвиг, штампом и т.п. В отдельных точках, могут быть распространены и
уточнены на основании статического зондирования по всей площадке или в районе изысканий. Для этого
количество сопоставлений значений лобового сопротивления и
соответствующей характеристики должно быть не менее шести для каждого выделенного инженерно-геологического
элемента (слоя). 2.14. Несущую способность P в тоннах
одиночной забивной
сваи по результатам статического зондирования
в соответствии с п. 6.4 главы снип II-Б.5-67 «Свайные фундаменты. Нормы проектирования» вычисляют по формуле P = K·m(Rн·F + (Uсв/Uз)·Qтр) где K - коэффициент однородности грунта, принимаемый равным 0,7; m - коэффициент
условной работы, принимаемый равным 1; F - площадь опирания сваи на грунт, принимаемая
по площади поперечного сечения сваи брутто в
м2; Rн - нормативное
сопротивление грунта под острием сваи, равное 0,5q; q - среднее значение сопротивления грунта вдавливанию конуса в т/м2,
полученное из опыта на участке, расположенном в пределах одного d выше и 4d ниже отметки острия проектируемой сваи
(d - диаметр
круглого или сторона квадратного, или большая сторона прямоугольного сечения
сваи, в м); при q > 2000
т/м2 следует принимать Rн = 1000 т/м2; Uз - периметр
поперечного сечения зонда, равный 0,11 м; Uсв - периметр поперечного сечения сваи в м; Qтр - полученное из опыта сопротивление грунта по боковой
поверхности зонда в т. Примечание к п. 2.14. Расчет несущей способности сваи на основании графиков статического
зондирования выполняют при проектировании
свайных фундаментов в зависимости от конструкции сооружения, количества свай в ростверке, допустимых осадок
и т.д. 3. СТАТИЧЕСКОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ УСТАНОВКОЙ С-832
Основные параметры
и технология испытаний 3.1. При проведении статического зондирования установкой С-832 измеряется
раздельно сопротивление грунта вдавливанию конуса (лобовое сопротивление) и сопротивление
грунта по боковой поверхности зонда (боковое трение) с автоматической записью показаний на диаграммных лентах. Регистрация
сопротивлений может производиться как при непрерывном вдавливании зонда (непрерывное зондирование или зондирование «без стабилизации»), так и при практически неподвижном зонде в состоянии продольного равновесия (зондирование «со стабилизацией») на заданной глубине. Техническая характеристика установки приведена в
приложении 3. 3.2. Зондирующая установка С-832 позволяет проводить исследование грунтов, сопротивление внедрению конуса которых не превышает 300 кг/см2, а общее сопротивление внедрению - 10 т. 3.3. Зондирование проводят до заданной в программе
глубины, но не более чем на 15 м (с дополнительной штангой - на 18 м). 3.4. В зависимости от поставленной задачи применяют
следующие способы зондирования: без
стабилизации - при постоянных скоростях погружения
зонда от 3 до 0,5 м/мин; со стабилизацией
- для определения сопротивления грунта в состоянии предельного равновесия в точках, расположенных с интервалом 0,5 или 1 м по глубине. 3.5. Зондирование без
стабилизации применяют для качественной оценки
степени однородности грунтов по глубине и площади,
для уточнения литологического разреза в сочетании с бурением, а также для определения целесообразности применения
свайных фундаментов на стадии технического
проекта. Зондирование без стабилизации со скоростью 0,5 м/мин применяют также для оценки физико-механических свойств грунтов. 3.6. Зондирование со стабилизацией применяют для
определения несущей способности забивных свай.
Интервал точек по глубине (0,5 или 1 м), в которых определяют
сопротивление грунта в состоянии предельного равновесия,
принимают в зависимости от мощности пластов,
обладающих различной
несущей способностью. 3.7. За критерий стабилизации принимают момент, когда в течение 2 мин на
диаграммных лентах не наблюдают изменения величин
лобового и бокового сопротивлений. Обработка и использование
результатов зондирования 3.8. Камеральная обработка результатов статического зондирования
установкой С-832 производится по диаграммным лентам. 3.9. Диаграммные ленты зондирования без стабилизации используют при
интерпретации без каких-либо изменений. На диаграммах обозначают шкалу, указывают скорость зондирования и к какому сопротивлению -
лобовому или боковому относится диаграмма. Обработку
кривых зондирования выполняют в соответствии с указаниями п.п. 2.7, 2.8 настоящей Инструкции. Взамен общего
трения по боковой поверхности зонда установки С-979 на графиках показывают значение бокового трения зонда установкой С-832. 3.10.
Определение физико-механических характеристик грунтов по результатам
зондирования со скоростью 0,5 м/мин производят в соответствии с указаниями п.п. 2.9 - 2.13
настоящей Инструкции. 3.11. При зондировании со
стабилизацией вычерчивают рабочие графики
изменения предельных значений сопротивления грунта по глубине.
Полученные таким образом графики лобового
сопротивления являются нормативными и используются в дальнейших расчетах. Графики
бокового сопротивления грунта являются лишь промежуточными. для песчаных
грунтов - в зависимости от величины лобового сопротивления для каждого слоя по номограмме на рис. 2; при получении значения
сопротивления грунта под острием сваи более 1000 т/м2 или расчета принимают величину 1000 т/м2; для глинистых
грунтов - путем умножения полученных при зондировании каждого слоя предельных значений боковых сопротивлений грунта на коэффициент
α, зависящий от глубины залегания
слоя и глубины забивки сваи. Значение коэффициента α принимают по номограмме на рис. 3. Рис. 2.
Номограмма для определения нормативного сопротивления песчаных грунтов основания
по боковой поверхности свай в зависимости от
сопротивления
погружению конуса 3.13. Нормативное значение
несущей способности Pн в т одиночной забивной сваи производят для каждой точки зондирования по формуле Pкн = mp(Rн·F + uΣli·fiн), где Rн - нормативное сопротивление грунта в плоскости острия сваи, определяемое
по графику зондирования как средняя величина в интервале, расположенном на диаметр (сторону
сечения) сваи выше и на 4 диаметра ниже отметки острия
сваи, в т/м2; l - глубина
погружения в м. fiн - трение i-того слоя грунта
по боковой
поверхности,
определяемое согласно п. 3.12; li -
толщина i-того слоя (0,5 или 1 м); F - площадь поперечного сечения нижнего конца сваи, в м2; u - периметр поперечного сечения сваи, в м; mp - коэффициент достоверности, принимаемый для песков равным 1, для глинистых грунтов -
0,8. Примечание. Относительная глубина слоя
грунта (l/6, 2l/6 и т.д.) используется при l ≤ 6 м, абсолютная (в
м) - при l < 6 м. Рис. 3.
Номограмма
для определения нормативного коэффициента трения глинистых грунтов по
боковой поверхности свай в зависимости от бокового сопротивления зондированию 3.14. Расчетное сопротивление сваи
P вычисляют по формуле P = K·P-н - Qс, где P - средняя величина несущей способности сваи, равная P-н = ΣPкн/n (n - число
зондирований); Qс -
собственный вес сваи в т; K - коэффициент однородности для данной площадки, равный K = 1-σ/P-н. Среднеквадратичное отклонение определяют по формуле Примечание к п.п. 3.13 -
3.14. Расчет несущей способности свай на основании
графиков статического зондировании со стабилизацией выполняют при проектировании свайных фундаментов в зависимости от конструкции сооружения,
количества свай в ростверке, допустимых осадок и т.п. Приложение 1
Техническая характеристика установки для статического зондирования
С-979 конструкции
Фундаментпроекта 1. Конический наконечник зонда а) диаметр
основания конуса 36
мм б) площадь 10 см2 в) угол при
вершине конуса 60° 2. Штанги а) диаметр наружной трубы 36/20 мм б) -"- внутренней
штанги 18 " в) длина звена штанги 1,0 м 3. Гидродомкрат двойного действия грузоподъемностью 10 т 4. Динамометр для измерения сопротивления грунта прониканию конуса ДОСМ-5 5
т 5. Скорость вдавливания зонда 0,25/0,50 м/мин 6. Максимальная скорость
извлечения зонда 0,65 " 7. Способ транспортирования в пределах площади одноосное
шасси на пневматиках 8.
Габариты в рабочем
положении а)
высота 3400
мм б)
ширина 1500 " в)
длина (без насосной станции) 1500 " 9. Габариты в транспортном положении: а)
высота 1145 мм б) длина 4890 " 10. Вес установки без насосной
станции 330 кг 11. Вес насосной станции 240 " 12.
Двигатель внутреннего сгорания тип ЗИД л.с. 4,5 13. Максимальная глубина зондирования 15
м 14. Винтовые анкерные сваи: а) диаметр
лопасти 250
мм диаметр ствола 42 " длина 1500 " б) количество в
комплекте 2 × 4 шт. (два
комплекта по 4 сваи) в) способ
завинчивания вручную 15.
Паспортная производительность установки при
зондировании до 10 м 1,5 - 2,5 точки в смену Установка для
статического зондирования конусом УСЗК-3 конструкции Уралтисиз Установка для
статического зондирования конусом УСЗК-3 состоит из следующих
основных частей: а) зонда,
представляющего собой наружную трубу, внутри которой перемещается штанга с
коническим наконечником в нижней части; б) рамы,
установленной на одноосном шасси или двуосном шасси на гусматиках. На раме смонтированы трубчатые
направляющие стойки с траверсами, измерительными
головками и динамометрами, а также двигатель с
коробкой скоростей; в)
грузового винта с червячным редуктором, укрепленного
на верхней траверсе и соединенного тексотропной передачей через муфту сцепления с двигателем внутреннего сгорания; г) анкерных
свай. Техническая характеристика установки для статического зондирования конусом
УСЗК-3 1.
Конический наконечник зонда: а) диаметр основания конуса 36 мм б)
площадь основания конуса 10 см2 в) угол при
вершине конуса 60° 2. Штанги: а) диаметр
наружной трубы 36/20 мм б) диаметр внутренней
штанги 18 " в) длина звена штанги 0,75 м 3. Грузовой (нажимной) винт с червячным редуктором 10
т 4. Динамометры: а) для измерения
суммарного сопротивления грунта прониканию
зонда 5
- 10 т б) для измерения сопротивления грунта прониканию
конуса 3 -
5 " 5. Скорость вдавливания зонда 0,25 - 0,50 м/мин 6. Максимальная скорость
извлечения зонда 1,5 " 7. Способ транспортировки в пределах площадки одноосное или двухосное
шасси 8. Габариты в рабочем положении: а) высота 2500
мм б)
ширина 1600 " в)
длина (с учетом двигателя и коробки скоростей, смонтированных на
раме) 1500 " 9. Габариты в транспортном положении: а)
высота 1700 " б) ширина 1600 " в)
длина 1500 " 10. Двигатель внутреннего сгорания типа Д-300 5,6
л.с. 11. Коробка скоростей типа
Москвич-408 12. Вес установки (с учетом двигателя и коробки скоростей) 300 кг 13. Максимальная глубина зондирования 15 м 14. Винтовая свая: а) диаметр лопасти 200 мм диаметр ствола 42 " длина 2000 " б) количество 2
× 4 шт. (два комплекта
по 4 сваи) в) способ
завинчивания вручную 15. Производительность
установки (по паспорту) при зондировании до глубины 10 м 1,5
- 2,5 точек в
смену Зондировочно-буровая
установка конструкции Казтисиз (ЗБУ-К-1) Зондировочно-буровая установка ЗБУ-К-1
смонтирована на шасси автомобиля ЗИЛ-157. Она
состоит из двух частей: бурового механизма и механизма для статического зондирования. Техническая
характеристика буровой части осталась аналогичной станку
СБУД-150-ЗИВ. Механизм статического
зондирования состоит из: а) зонда,
представляющего собой наружную трубу, внутри которой перемещается внутренняя
штанга - стержень с коническим наконечником в нижней части; б) силового узла
вдавливания зонда; в) гидравлического
привода; г) устройства
для выравнивания платформы установки при зондировании; д) систем
приборов визуального наблюдения и автоматического измерения
и регистрации параметров статического зондирования. Техническая
характеристика механизма статического зондирования 1.
Зонд а)
диаметр основания конуса 36
мм б) площадь -"- -"- 10 см2 в)
угол при вершине конуса 60° г)
диаметр наружной трубы 36/20 мм д) диаметр внутренней штанги 18 " е)
длина звена зонда 0,5 м 2. Гидродомкрат двойного действия
грузоподъемностью 10 т 3. Устройство для измерения
параметров зондирования а)
визуальные приборы - манометры лобовое
сопротивление до
3,0 т общее сопротивление до
10 " б)
автоматический двухзаписной прибор лобовое
сопротивление до
3 т общее
сопротивление до
10 " 4. Скорость вдавливания
зонда 0,5 м/мин 5. Вес установки 11000 кг 6. Глубина зондирования до
20 м 7. Производительность установки при зондировании
до 15 м 3 точки в смену Приложение 2
Приложение 3
Техническая характеристика установки для статического
зондирования С-832 конструкции Башниистроя
1. Максимальное усилие вдавливания, т 10 2. Максимально-допустимое усилие на конус, т 3 3. Максимальная глубина погружения (с дополнительной штангой), м 18 4. Измерение сопротивления грунта внедрению
конуса и по боковой поверхности зонда раздельное 5. Пределы измерений, кг/см2 а) сопротивления грунта
внедрению конуса (на трех шкалах) 0
- 50; 0 - 150;
0 - 300 б)
трения по боковой поверхности (на
трех шкалах) 0
- 1; 0 - 2; 0
- 5 6. Основная погрешность, % не
более 2,5 7. Диапазон рабочих температур, °С (-20) - (+50) 8. Питание измерительной
аппаратуры от аккумуляторов типа 5НКН-60 8. Скорость погружения зонда, м/мин наибольшая 3 наименьшая 0,0075 10. Ход штока гидроцилиндра, мм 1000 11. Параметры зонда: а)
площадь сечения, см2 10 б)
площадь боковой поверхности, см2 40 в) угол при вершине
конуса 60° 12. Привод механизма завинчивания анкерных свай гидромеханический 13. Количество анкерных свай, шт. 2 14. Вес установки без веса автомобиля, т 2,6 СОДЕРЖАНИЕ |
|