Выполняем работы по всей России, Беларуси, Казахстану
(дальний восток, сибирь, урал, приволжье, центр, северо-запад, юг России)
Штамповые испытания грунта
Цель методики штамповых испытаний грунтов заключается в искусственном моделировании условий взаимодействия фундамента и грунта на небольшом участке. Для этого используют шесть типов конструкций, различающиеся диаметром, назначением, глубиной залегания грунтовых вод, глубиной проведения испытания штампом.
Штамповые испытания грунтов — достоверный метод определения деформационных характеристик.
Испытания грунта штампом. Метод
Основным преимуществом этого вида испытаний является то, что они ведутся непосредственно в грунтовом массиве. Для расчета несущей способности грунта учитывают характеристики почв. Поскольку они известны не всегда, выполняют специальные тесты. Эти проверки позволяют определить точные параметры почв на конкретной территории. Эксперименты проходят с почвенными материалами, полученными на запланированном под строительство участке.
Определение несущих характеристик грунта или максимального давления, которое способны нормально переносить почвы, обязательно до начала строительных работ. Параметр указывается в Ньютонах из расчета на один сантиметр квадратный, реже в мегапаскалях. Величину принимают в расчет в ходе проектирования фундаментов, чтобы сравнить оказываемые на почвы зданием параметры давления.
Штамповые испытания грунтов дают максимально точные результаты по модулям общей деформации. Но стоимость и продолжительность таких проверок будет значительная. По графикам осадки и нагрузки можно ориентировочно рассчитать максимальную несущую способность основания, которое соответствует сильному перелому графика. Во внимание следует принимать тот факт, что подошвенная область натурного фундамента площадь штампа обычно превышает в разы. Поскольку находящиеся в пределах зон сдвигов объемы грунта зависят от площади опоры, опыты со штампами дадут уменьшенные показатели давлений в сравнении с реальными.
Цены на испытания грунтов
| Наименование работ | Цена, руб. |
|---|---|
| Динамические испытания свай | от 25 000 |
| Испытания свай статической вдавливающей нагрузкой | от 79 000 |
| Испытания свай статической выдергивающей нагрузкой | от 79 000 |
| Испытания свай статической горизонтальной нагрузкой | от 69 000 |
| Испытания свай волновым методом (метод PDA) | от 69 000 |
| Испытания свай методом погруженного домкрата (метод Остерберга) | от 500 000 |
| Испытания свай в просадочных грунтах | от 150 000 |
| Испытания свай в вечномерзлых грунтах | от 150 000 |
| Штамповые испытания грунта ГОСТ 20276.1-2020 | от 79 000 |
| Штамповые испытания грунтов поверхностным штампом согласно ОДМ 218.5.007-2016 | от 39 000 |
| Испытания штампом в забое скважины | от 89 000 |
| Ультразвуковая дефектоскопия свай, УЗД свай | от 29 000 |
| Сейсмоакустическая дефектоскопия свай, "СОНИК" | от 20 000 |
*расчеты стоимости производятся индивидуально согласно ТЗ заказчика, представлены в ознакомительных целях. Не является публичной офертой.
Технология испытаний грунтов штампом
Процедура штамповых испытаний выглядит следующим образом:
На отметке котлована, скважины, шурфа устанавливается штамп.
- Подготовительный этап:
- На штамп прикладывается давление с помощью гидравлического домкрата и передается через грузовую платформу с тарированным грузом или систему балок.
- Метод технологии подготовительных работ согласовывается на этапе согласования программы испытаний.
- Проведение испытаний:
- Давление к штампу прикладывается ступенями, количество ступеней, приращение давления назначается в соответствии с утвержденной программой штамповых испытаний.
- В процессе испытаний ведется полевой журнал по форме ГОСТ 20276.1-2020.
- Критерием завершения испытаний является стабилизированная осадка, достигнутая на последнем этапе нагружения, или когда интенсивность приращения осадки в 5 раз превышает скорость развития осадки на предыдущем этапе. В последнем случае говорят об исчерпании несущей способности грунта основания.
В каких случаях необходимы испытания грунтов штампом
- нормального уровня ответственности;
- повышенного уровня ответственности.
- осадку почвы под нагрузкой сооружения;
- максимально допустимую нагрузку на почву;
- осадку почвы при дополнительном смачивании и нагрузке.
Тип и площадь штампа в зависимости от грунта
- Площадь основания 600 см2 — для исследования глинистых и песчаных грунтов на глубине до 20 м и максимальной нагрузкой до 1,0 МПа.
- Площадь основания 2500 см2 и 5000 см2 — универсальное оборудование для работы с разными видами оснований, в том числе, скальными породами и сильно выветренными. При этом исследования устройством площадью 5000 см2 признаны эталонными для определения модуля деформации.
- Площадь основания 10 000 см2 — для крупногалечных грунтов, текучих глинистых почв, илов. Такие исследования достаточно трудоемкие, поэтому менее распространенные. Как правило, эти штампы задействуют для проведения геотехнических исследований для строительства ГЭС.
- Горячие штампы применяют для мерзлых грунтов, чтобы определить коэффициент оттаивания. Работы длятся в среднем от 1,5 до 7 дней в зависимости от структуры почвы, льдистости и считаются самыми технически сложными.
Поскольку требования к экспертизам и оформлению нормативных документов постоянно ужесточаются, необходимость в проведении испытаний штампом увеличивается.
Штамповые испытания в шурфах
Несущую способность, деформативность грунтовых оснований в полевых условиях определяют по результатам испытаний штампами в шурфах, траншеях, скважинах на уровне закладки фундаментов. Учитываются также данные статического, динамического зондирования.
Грунты на глубине до 6 метров испытывают в шурфах, на более значительном заглублении – в скважинах для бурения. Чтобы провести испытание в шурфах, применяют жесткие металлические либо железобетонные штампы квадратной формы. Средняя площадь их подошв составляет 2500-5000 см. В буровых скважинах для испытаний используют штампы круглой формы с площадями подошв от 600 см.
Схема испытаний в шурфе выглядит таким образом:
- Гидравлический домкрат создает давление через стойку на штамп. Домкрат подает реактивное усилие, которое анкерное устройство из железных балок, работающее на выдергивание свай, принимает на себя. В качестве анкера можно применять платформу с грузом.
- В ходе испытания грунта штампами в скважине для бурения с трубой обсадки на почвы устанавливают закрепленный к штанге штамп. Давление создают за счет укладки грузов на платформу с деревянным основанием, прикрепленной к штанге хомутом и тягами. За корректное расположение штампа отвечают направляющие брусья. В состав испытательных установок входят приборы, замеряющие осадки штампа с максимальной точностью.
- Штамп в ходе испытаний нагружают ступенями. Размеры ступеней выбирают с учетом того, что давление под подошвой должно возрастать на слабых грунтах на 0.05 Мпа и на 0.2 Мпа на плотных. На каждой последующей ступени нагрузки выдерживают до стабилизации или затухания осадки штампов. Для фундаментных мостовых опор осадку загружения будут считать стабилизированной, если она составит до 0.01 мм за последние полчаса. В случае опирания на тугопластичные или глинистые грунты это значение не должно превышать 0.1 мм.
Обработка результатов и отчетность
По итогам испытаний штампом формируют график. Он будет зависеть от осадки штампа С, давления Р, которое поступает через его подошвенные части. На графике нужно выделить начальную зону, в рамках которой зависимость осадки и давления будет считаться как прямолинейная. Модуль Е рассчитывается как общая деформация грунта. При испытаниях штампом квадратной формы за значение диаметра берется диаметр круга с площадью, которая равна площади подошвы штампов.
Часто задаваемые вопросы
Суть штамповых испытаний состоит в нагрузке штампа и регистрации осадок, соответствующих каждому приращению нагрузки. Проверка обычно проводится на уровне фундамента. Показания на каждой ступени снимают с определенной периодичностью до тех пор, пока не прекратится заметное движение штампа (наступит условная стабилизация). Затем переходят к следующей ступени нагружения.
Штамповые испытания используют для определения характеристик грунта, таких как предельная несущая способность, жесткость грунта и склонность грунта к оседанию. Исследования выполняют на земляном полотне, основании и поверхностных слоях испытательной площадки.
Штамповые испытания грунтов — испытания грунта на месте строительства, которые проводят для определения предельной несущей способности грунта и вероятной осадки под заданной нагрузкой.
Ev1 — модуль деформации при первом цикле нагружения штампом. Ev2 — модуль деформации при втором цикле нагружения штампом. Отношение Ev2/Ev1 — показатель степени уплотнения Ke.
По результатам штамповых испытаний строится кривая нагрузки-осадки, по которой можно определить осадку и несущую способность грунта. Общая величина нагрузки на штамп, деленная на площадь штампа, дает значение предельной несущей способности грунта. Помимо величины приложенной нагрузки, на глубину фундамента влияют следующие факторы:
- тип грунта и его несущая способность;
- близость к другим строениям;
- тип используемых свай;
- глубина грунтовых вод и прочее.
Если грунтовые воды расположены высоко, это снизит несущую способность грунта. Расположение грунтовых вод существенно влияет на этот показатель:
- тип грунта и его несущая способность;
- близость к другим строениям;
- тип используемых свай;
- глубина грунтовых вод и прочее.