2020-01-14
197
Инженерно-геологические изыскания на стадии проект выполнены для проектирования и строительства трассы ВЛ 500 кВ ПС «Ангара» Богучанского района Красноярского края.
Методика, виды и объемы геологических работ определялись поставленными инженерно-геологическими задачами.
Схема работ сводится к следующему:
- сбор и обобщение архивных материалов в камеральный период;
- проведение буровых работ с комплексным опробованием;
- геофизические исследования;
- лабораторные исследования физико-механических свойств грунтов;
- камеральная обработка полевых и лабораторных работ;
- составление отчета об инженерно-геологических изысканиях.
Бурение скважин в ходе инженерно-геологических изысканий выполнялось для следующих целей:
- изучение геологического разреза;
- определения современного состояния грунтов и положения уровня грунтовых вод;
- отбора проб грунта для определения их состава, состояния и свойств;
- изучение фильтрационных свойств грунтов.
Бурение будет выполнено механическим колонковым способом установкой УРБ – 2А2, на самоходном гусеничном шасси. Будет применено колонковое вращательное бурение диаметром 132 мм «всухую» в соответствии со СНиП 11-02-96 и СП 11-105-97 (приложение Г). Длина рейса 0,30-0,50 м. Выход керна 100%.
Скважины, после проходки и отбора проб будут ликвидированы методом послойной засыпки ствола извлеченным грунтом.
В процессе бурения будет произведен непрерывный осмотр керна и отбор проб нарушенной и ненарушенной структуры с соблюдением технологии бурения в соответствии с «Рекомендациями производства буровых работ при инженерно-геологических изысканиях для строительства». Ведение документации и опробование будет производится в соответствии с ГОСТ 12071-2000.
Общий объем разведочного бурения составит 1136,00 п.м.
Всего планируется пройти 142 скважин, глубиной от 5,00 до 8,00 м.
Лабораторные исследования грунтов выполняются с целью определения их состава и физических свойств. По результатам этих определений были выделены их типы, виды и разновидности в соответствии с ГОСТ 25100-95, выявлена степень однородности (выдержанности) грунтов по площади и глубине, выделены инженерно-геологические элементы, определены их нормативные и расчетные показатели прочностных и деформационных характеристик.
В состав лабораторных работ входили следующие виды определений свойств грунтов:
- гранулометрический состав,
- природная влажность, влажность на границе текучести и раскатывания,
- плотность грунта, плотность частиц грунта,
- компрессионные испытания,
- сопротивление срезу,
- определение коррозионной активности грунтов к стали;
- определение агрессивного воздействия грунта на конструкции из бетона;
- химический анализ водных вытяжек из грунтов;
- химический анализ воды.
Всего будет отобрано 500 проб ненарушенной и 500 проб нарушенной структуры.
В камеральный период будет производится изучение и анализ материалов предшествующих работ, обработка лабораторных исследований, оформление графических материалов.
В процессе выполнения полевых работ будет производится текущая камеральная обработка первичных материалов геологической документации.
В окончательный камеральный период будут составлены графические и текстовые приложения и текстовая часть инженерно-геологического отчета.
Камеральные работы будут выполнены с соблюдением требований ГОСТ 25100-95, 20522-96, 21.302-96, СНиП 11-02-96.
Состав и объемы запроектированных работ приведены в таблице 15.
Таблица 15.
| Виды запроектированных работ: | Обьем (ед. изм.): |
| Инженерно-геолологическая рекогносцировка при плохой проходимости III кат. сложности | 60 (км.) |
| Прокладка тахеометрического хода, точностью 1:1000 / Плановая и высотная привязка и выноска в натуру при расстоянии между геологическими выработками свыше 350 м, III категории сложности | 180 км. / 142 (скв.) |
| Механическое колонковое бурение 142 скважин диам. 132 мм, гл.до 10 м, всего: 1136 п.м., в т. ч. в грунтах: II категории III категории IV категории V категории VI категории | 142 (п.м.) 284 (п.м.) 284 (п.м.) 284 (п.м.) 142 (п.м.) |
| Отбор монолитов из скважины в интервале 0-10 м. | 500 (монолитов) |
| Гидрогеологические наблюдения при бурении скважин диаметром до 132мм | 1136 (п.м.) |
| Монтажно–демонтажные работы, с планировкой площадки вручную (100 кв.м) | 142 (МДР) |
| Круговое вертикальное электрозондирование, КВЭЗ / Вертикальное электрозондирование, ВЭЗ | 4/2 (точек) |
| Сокращенный комплекс физико-механических свойств грунтов при компрессионных испытаниях по одной кривой | 500 (определений) |
| Коррозионная активность грунтов по отношению к металлу | 142 (определения) |
| Коррозионная активность грунтов и воды по отношению к бетону | 142 (определения) |
| Камеральная обработка материалов буровых работ, III кат. сложности | 1136 (п.м.) |
| Камеральная обработка: | |
| Составление отчета, III категории сложности | 1136 п.м. /1 (отчет) |
5.2 Методика выполнения запроектированных видов работ
5.2.1 Подготовительный период
В подготовительный период проводится сбор и обработка имеющегося фондового материала, составляются проектно-сметные расчеты и выполняются все организационно-хозяйственные мероприятия.
В состав материалов, подлежащих сбору и обработке, включаются сведения о климате, природных условиях района, гидрографической сети района исследований, характере рельефа, геоморфологических особенностях, геологическом строении, геодинамических процессах, гидрогеологических условиях, геологических и инженерно-геологических процессах, физико-механических свойствах грунтов, составе подземных вод, техногенных воздействиях и последствиях хозяйственного освоения территории. Так же собираются и сопоставляются имеющиеся топографические планы прошлых лет, в том числе составленные до начала строительства объекта. Необходимо также иметь сведения, влияющие на организацию работ: проходимость, наличие дорог, возможность обеспечения горюче-смазочными материалами.
По результатам сбора, обработки и анализа материалов изысканий прошлых лет и других данных приводится характеристика степени изученности инженерно-геологических условий исследуемой территории и оценка возможности использования этих материалов (с учетом срока их давности) для решения соответствующих проектных задач.
На основании собранных материалов формируется рабочая гипотеза об инженерно-геологических условиях исследуемой территории и устанавливается категория сложности этих условий, в соответствии, с чем проектируется состав, объемы, методика и технология изыскательских работ.
5.2.2 Рекогносцировочное обследование
В задачу рекогносцировочного обследования согласно СП 11-105-97 п.п. 5.4, 5.5 территории входит: осмотр места изыскательских работ; визуальная оценка рельефа; описание имеющихся обнажении, в том числе карьеров, строительных выработок и др.; описание водопроявлений; описание геоботанических индикаторов гидрогеологических и экологических условий; описание внешних проявлений геодинамических процессов; опрос местного населения о проявлении опасных геологических и инженерно-геологических процессов, об имевших место чрезвычайных ситуациях и др.
Рекогносцировочные исследования выполняются методом маршрутных исхаживаний. Маршрутные наблюдения следует осуществлять для выявления и изучения основных особенностей (отдельных факторов) инженерно-геологических условий исследуемой территории.
Маршрутные наблюдения следует выполнять с использованием топографических планов и карт в масштабе не мельче, чем масштаб намечаемой инженерно-геологической съемки, аэро- и космоснимков и других материалов, отображающих результаты сбора и обобщения материалов изысканий прошлых лет (схематические инженерно-геологические и другие карты).
При маршрутных наблюдениях необходимо выполнять описание естественных и искусственных обнажении горных пород (опорных разрезов), выходов подземных вод (родники, мочажины и т.п.) и других водопроявлений, искусственных водных объектов (с замером дебитов источников, уровней воды в колодцах и скважинах, температуры), проявлений геологических и инженерно-геологических процессов, типов ландшафтов, геоморфологических условий.
Наибольшее внимание необходимо уделять наиболее неблагоприятным для освоения участкам территории (наличие опасных геологических и инженерно-геологических процессов, слабоустойчивых и других специфических грунтов, близкое залегание грунтовых вод, пестрый литологический состав грунтов, высокая расчлененность рельефа и т.п.).
Маршрутные наблюдения следует осуществлять по направлениям, ориентированным перпендикулярно к границам основных геоморфологических элементов и контурам геологических структур и тел, простиранию пород, тектоническим нарушениям, а также вдоль элементов эрозионной и гидрографической сети, по намечаемым проложениям трассы линейного сооружения, участкам с наличием геологических и инженерно-геологических процессов и др.
Определение направлений маршрутов должно проводиться с учетом результатов дешифрирования аэро- и космоматериалов и аэровизуальных наблюдений.
Количество маршрутов, состав и объем сопутствующих работ следует устанавливать в зависимости от детальности изысканий, их назначения и сложности инженерно-геологических условий исследуемой территории.
При маршрутных наблюдениях на застроенной (освоенной) территории следует дополнительно выявлять дефекты планировки территории, развитие заболоченности, подтопления, просадок поверхности земли, степень (избыточность, норма или недостаточность) полива газонов и древесных насаждений и другие факторы, обусловливающие изменение геологической среды или являющиеся их следствием.
По результатам маршрутных наблюдений следует намечать места размещения ключевых участков для проведения более детальных исследований, составления опорных геолого-гидрогеологических разрезов, определения характеристик состава, состояния и свойств грунтов основных литогенетических типов, гидрогеологических параметров водоносных горизонтов и т.п. с выполнением комплекса горнопроходческих работ, геофизических, полевых и лабораторных исследований, а также (при необходимости) стационарных наблюдений.
Инженерно-геологическую рекогносцировку следует выполнить в местах проходки скважин на переходах через реки, ручьи, автодороги, ЛЭП. Маршрутные наблюдения необходимо выполнить вдоль оси трассы ЛЭП, вдоль элементов эрозионной и гидрографической сети.
5.2.3 Буровые работы
Целью буровых работ является изучение и уточнение инженерно – геологических и гидрогеологических условий, физико – механических свойств пород слагающих площадку строительства. Категория сложности инженерно – геологических условии – III; уровень ответственности зданий и сооружений средний и в соответствии с СП 11-105-97 пп. 8.5; 8.12, табл. 8.3 проектом предусмотрено бурение 142 инженерно – геологических скважин, глубиной 5-8 метров, колонковым способом, «всухую», общим объемом 1136 п.м.. Скважины будут расположены вдоль оси трассы ЛЭП, на предполагаемом месте строительства каждой опоры. Диаметр 132 мм.
Выбор способа бурения диктовался необходимостью получения наиболее достоверной информации об инженерно-геологическом разрезе и сохранения природного состояния грунтов, слагающих площадку.
Буровые работы оказывают решающее влияние на формирование ремонтно–механической базы изыскательских организации, их материально–техническое обеспечение и функционирование подсобно–вспомогательных служб.
В процессе бурения скважин будет производится документация керна.
5.2.3.1 Документация керна
Описание керна, т.е. его документация в процессе бурения инженерно – геологических скважин должно обеспечить правильное наименование горных пород, их состав, состояние и свойства. Это достигается специальной технологией бурения скважин и соблюдением правил ведения полевой документации.
Особые требования к ведению полевой документации обусловлены практической невозможностью улучшить полевую документацию при камеральных работах; стремлением исключить разночтения одних и тех же признаков; влиянием природных условий на качество записи и сохранение документации и, главное, высокой стоимостью буровых работ, результаты которых фиксируются только на полевых документах.
Поэтому правила ведения полевой документации сводятся к следующему:
Все полевые документы (буровые журналы, коллекторские журналы, журналы производства наблюдений и т.д.) должны иметь четкий адрес – наименование организации, экспедиции, партии, отряда; наименование объекта исследовании, номер буровой выработки;
записи следует производить в определенной последовательности, четко и ясно, без сокращения слов. Цифры пишутся стилизованным шрифтом. Допущенные при описаниях ошибки исправляются зачеркиванием и правильным написанием. Помарки и исправления «цифра по цифре» не допускаются;
Записи ведут простым мягким карандашом или шариковой ручкой, химического карандаша и чернил не допускается;
полевая документация должна быть первичной, т.е. необходимо вести ее непосредственно в поле. Переписка ради достижения чистоты документа не допускается;
все исправления в полевой документации, проводимые должностными лицами, должны быть сделаны как дополнительные, заменяющие первоначальную запись, и подписаны должностным лицом;
все полевые документы должны содержать дату их заполнения, быть подписанными как составителем, так и соответствующим должностным лицами.
Многообразие горных пород, их состава и свойств представляет известные трудности при составлении полевого описания выработки. При визуальном рассмотрении породы в поле геолог получает самую разнообразную информацию о минеральном составе породы, ее структуре, текстуре, прочности, трещинноватости, влажности и т.д. Очень важно вести описание в определенной последовательности, например для глинистых это:
- Наименование породы;
- Разновидность;
- Минеральный состав породы, включений, примесей;
- Цвет;
- Структура, текстура;
- Соотношение обломков и заполнителя;
- Консистенция;
- Влажность;
- Реакция с HCl;
- Излом;
- Мажущие свойства;
- Скатывание в шнур и шарик;
- Тиксотропия;
- Резание ножом;
- Генетическая или фациальная принадлежность;
- Палеонтологические останки
5.2.3.2 Методика бурения колонковым способом «всухую»
Бурение скважин колонковым способом всухую достаточно широко распространено на изысканиях, так как его целесообразно использовать при проходке обводненных грунтов I-III категории по буримости и позволяет сохранить природную влажность грунта, а так же в некоторых случаях (при бурении глинистых полутвердых или твердых грунтов) его структуру, в пригодном для испытаний на определение физико – механических свойств грунтов виде.
Обычно ведется укороченными рейсами (длина рейса не превышает 0.8 – 1.0 м.), при 80 – 150 об\мин и нагрузке на забой 3 – 6 кН.
Заклинивание керна проводят «затиркой», для чего необходимо последние 5 – 10 см. рейса пройти с повышенной осевой нагрузкой. Для получения качественного керна величина рейса должна составлять не более 0.5 – 0.7 м. В глинистых грунтах полутвердой и твердой консистенции рекомендуется бурить обуривающими грунтоносами.
Для сокращения времени на извлечение керна при бурении «всухую» в песчано – глинистых породах и повышения качества керна используют метод выдавливания с помощью сжатого воздуха, для этого компрессор буровой установки соединяют с отверстием во фрезерном переходе колонковой трубы.
При бурении инженерно-геологических скважин колонковым способом применяется твердосплавный породоразрушающий инструмент:
М1 – для пород I-III категории по буримости. Диаметры коронки 132 мм.;
СМ3 – для бурения малоабразивных монолитных пород IV- VI категорий по буримости. Диаметр коронки 132мм.
5.2.3.3 Технические характеристики УРБ – 2А2
Установка разведочного бурения УРБ-2А2 предназначена для бурения геофизических и структурно-поисковых скважин на нефть и газ, разведка месторождений твердых полезных ископаемых, строительных материалов и подземных вод, инженерно-геологических изысканий, бурения водозаборных и взрывных скважин. Бурение производится вращательным способом с промывкой или продувкой скважины или шнеками.
Перемещающийся по мачте вращатель с гидроприводом используется при бурении, наращивании бурильного инструмента без отрыва от забоя и выполняет совместно с гидроподъемником работу по спуску (подъему) инструмента и его подачу при бурении. Вращатель перемещается по мачте при помощи гидроцилиндра и талевой системы.
Управление установкой полностью гидрофицировано и сконцентрировано на пульте бурильщика. На пульте находятся контрольные приборы и регуляторы усилия на забой, скорости подачи и подъема, а также частоты вращения шпинделя вращателя.
Технические характеристики:
Таблица 16
| Глубина бурения геофизических скважин, м | 100 (с промывкой) |
| Глубина бурения структурно-поисковых скважин с промывкой, м | 300 |
| Глубина бурения структурно-поисковых с продувкой забоя воздухом, м | 30 |
| Глубина бурения шнеками, м | 30 |
| Начальный диаметр бурения с промывкой, мм | 190 |
| Конечный диаметр бурения геофизических скважин, мм | 118 |
| Конечный диаметр бурения структурно-поисковых скважин, мм | 93 |
| Диаметр бурения с промывкой, мм | 135 |
| Диаметр бурения с продувкой забоя воздухом, мм | 135 |
| Вращатель | |
| Тип подвижный. частота вращения, с-1 (об/мин) | I скорость - 2,33 (140) II скорость - 3,75 (225) III скорость - 5,42 (325) |
| Ход, мм | 5 200 |
| Момент силы, Н-м (кгс-м) | I скорость:= 2010 (205) II скорость - 1210 (123) III скорость - 830 (85) |
| Привод | Гидропривод через аксиально-поршневой гидромотор |
| Рабочее давление в гидросистеме, Па (кгс/см.кв.) | 9,8.10*8 (100) |
| Мачта | |
| Тип | сварная с гидравлическими опорными домкратами. |
| Грузоподъемность, Н (кгс) | 58 800 (6 000) |
| Механизм для спуска, подъема и подачи инструмента | |
| Тип | Домкрат гидравлический с полиспастной системой. |
| Грузоподъемность, Н (кгс) | 45 (4600) |
| Усилие вниз, Н (кгс) при давлении 8,3.10*6 Па (85 кгс/см.кв.) | 25 500 (2600) |
| Скорость подъема инструмента, м/с | 0 - 1.1 |
| Трубы бурильные | |
| Диаметр, мм | 50 (60,3) |
| Длина, мм | 4 500 |
| Буровой насос | |
| Марка | грязевой НБ-32 (50) |
| Наибольшая объемная подача бурового насоса, куб.м/с | 0.011 |
| Наибольшее давление на выходе из бурового насоса, МПа | 6.3 |
| Компрессорная станция | |
| Тип | КСБУ1-5А (К-5А) или КСБУ-4ВУ1-5/9 (4ВУ1) |
| Производительность компрессора, куб.м/мин | 10 (+-5) |
| Наибольшее избыточное давление на выходе компрессора, МПа (кгс/см2) | 0.8 (8) |
| Дополнительные характеристики | |
| Частота вращения бурового снаряда, 1/с | 2.33; 3.75; 5.42 |
| Наибольший крутящий момент, Н*м | 2 010 |
| Ход вращателя, мм | +5 200 |
| Скорость подъема бурового снаряда, м/с | до 1.25 |
| Общие характеристики | |
| Габаритные размеры, мм | 8 450 х 2 50 0 х 3 350 |
| Снаряженная масса, кг | 12 850 |
| Полная масса, кг | 13 000 |
| Распределение полной массы на переднюю ось, кг | 4 140 |
| Распределение полной массы на заднюю тележку, кг | 8 860 |
Рисуноук 5.1 «УРБ-2А2, на базе шасси МТЛБу»
Рисуноук 5.2 «УРБ-2А2, на базе шасси МТЛБу»
5.2.3.4 Мероприятия по повышению выхода керна
Для повышения выхода керна предусматривается проводить бурение укороченными рейсами (не более 0,5м), не допускается превышение осевой нагрузки на забой более 3кН. Заклинивание керна проводят затиркой, для чего необходимо последние 0,05-0,1м рейса пройти с повышенной осевой нагрузкой на забой.
Для достижения наибольшей достоверности изысканий необходимо извлечение керна с наименьшим механическим воздействием на него. В мягких, дисперсных грунтах опробование будет вестись при помощи обуривающего грунтоноса, в скальных и полускальных породах будет отбираться керн.
Для сокращения затрат времени на извлечение керна при бурении в песчано-глинистых породах и повышения качества керна используют метод выдавливания с помощью сжатого воздуха. Для этого используется компрессор, входящий в комплектацию буровой установки. В отверстии во фрезерном переходнике колонковой трубы нарезают резьбу под штуцер; воздух подают по шлангу.
Не допускаются в работу искривленные колонковые и буровые снаряды, затупившиеся коронки.
Согласно с материалами работ прошлых лет по трассе ВЛ имеют широкое распространение твердые, полутвердые, тугопластичные суглинки; твердые супеси; плотные песчаные грунты, наиболее подходящим грунтоносом является – обуривающий грунтонос нормального ряда ГО-1 (табл.17)
Основные параметры и назначение грунтоносов нормального ряда для отбора монолитов из скважин:
Табл.17
| Тип | Шифр | Максимальный наружный диаметр грунтоноса по башмаку, мм. | Длина, мм. | Наружный диаметр корпуса, мм | Диаметр входного отверстия башмака, мм | Длина приемной гильзы, мм | Диаметр гильзы, мм | Угол заточки башмака, градус | Масса грунтоноса, кг | Назначение грунтоноса | |
| наружный | внутренний | ||||||||||
| Обуривающий Забивной Вдавливаемый: первая модель вторая модель третья модель | ГО – 1 ГО – 2 ГЗ – 1 ГЗ – 2 ГВ-1 ГВ-2 В-3 ГВ-4 ГВ-5 | 160 185 106 125 108 127 116 132 150 | 925 925 685 685 605 605 785 785 910 | 127 146 106 125 108 113 108 127 127 | 94 113 92 108 96 108 96 112 98 | 400 400 400 400 - - 450 450 300 | 99.5 118 97 113 - - 100 116 108 | 96 115 94 110 - - 97 113 98.2 | 30 30 15 15 7 7 10 11 10 | 27 34 15.5 17 8.6 9.3 13.5 14.5 15 | Для отбора монолитов: Из плотных и средней плотности песчаных грунтов, глинистых грунтов полутвердой консистенции, Плотных заторфованных грунтов; из глин с коэффициентом пористости менее 1.1; суглинков с коэффициентом пористости менее 0.9, супесей с коэффициентом пористости менее 0.7 при показателе консистенции менее 0.75; Из глинистых грунтов полутвердой и тугопластичной консистенции, рыхлых связных песчаных грунтов; Из глинистых грунтов мягкопластичной консистенции; Из глинистых грунтов текучепластичной и текучей консистенции, илов, разложившихся торфов, водонасыщенных рыхлых песчаных грунтов. |
5.2.4 Опробование грунтов несущей толщи
Целью данного вида работ является получение характеристик состава, состояния и физико-механических свойств пород, состава и свойств грунтовых вод, изучение изменения этих свойств в пространстве и времени в зависимости от природных и техногенных факторов.
Отбор образцов грунтов из горных выработок и естественных обнажении, а также их упаковку, доставку в лабораторию и хранение следует производить в соответствии с ГОСТ 12071-2000. Отбор, консервацию, хранение и транспортирование проб воды для лабораторных исследований следует осуществлять в соответствии с предъявляемыми требованиями.
Планируемый интервал опробования скважин через 1,0-2,0м. Отбор образцов грунта нарушенного или ненарушенного сложения (монолитов) следует осуществлять в зависимости от свойств грунта и целевого назначения инженерно-геологических работ. Монолиты сразу после отбора должны быть ориентированы (отмечают верх монолита). Размеры образцов и их число должны быть достаточными для выполнения необходимого комплекса лабораторных работ по определению состава, состояния и свойств грунта и отвечать требованиям соответствующих стандартов на методы определения характеристик грунтов. Минимальные размеры монолитов, отбираемых из буровых скважин, должны будут соответствовать требованиям ГОСТ 12071-2000 (табл. 18)
Таблица 18
| Грунты | Минимальная высота монолита, мм | Минимальный диаметр монолита, мм | Размер нарушенной периферийной зоны, мм |
| Скальные | 60-70 | 40 | 3 |
| Крупнообломочные | - | 200 | 20 |
| Пески | 100 | 90 | 10 |
| Глинистые | 150 | 90 | 10 |
| тугопластичные пластичные мягкопластичные | 150 | 100 | 10 |
| текучепластичные текучие | 100 | 80 | 5 |
Горные выработки, из которых производят отбор образцов, должны быть защищены от проникновения поверхностных вод и атмосферных осадков. В процессе работ должно быть отобрано такое количество проб, которое обеспечит получение не менее 6 механических и 10 физических характеристик для каждой выделенной разновидности грунтов
Для отбора образцов грунта из буровых скважин в зависимости от вида грунта и его состояния необходимо применять следующие буровые инструменты: для отбора проб нарушенного сложения – забивной стакан (пески и глинистые), для отбора монолитов обуривающий грунтонос.
Для упаковки монолитов тару изготовляют из коррозионностойких материалов (парафинированная бумага, пластмасса и т.п.). Для изоляции монолитов применяют парафин с добавкой 35-50% (по массе) гудрона и марлю.
Образцы грунта нарушенного сложения, для которых не требуется сохранения природной влажности, укладывают в тару, обеспечивающую сохранение мелких частиц грунта (мешочки из синтетической плёнки, плотной ткани). Образцы грунта нарушенного сложения, для которых требуется сохранение природной влажности, укладывают в тару с герметически закрывающимися крышками (бюксы).
Вместе с образцом грунта нарушенного сложения внутрь тары укладывают этикетку завернутую в кальку, покрытую слоем парафина; вторую этикетку - наклеивают на тару. Содержание этикетки допускается надписывать на таре.
Монолиты грунта, отобранные без жесткой тары, необходимо немедленно изолировать от наружного воздуха способом парафинирования. Смесь парафина с гудроном, применяемая для изоляции монолитов, должна иметь температуру 55-60°С.
До парафинирования на верхнюю грань монолита следует положить этикетку, завернутую в кальку, покрытую парафином. Второй экземпляр этикетки, смоченной расплавленным парафином, необходимо прикрепить сверху запарафинированного монолита и также покрыть слоем парафина.
На сопроводительной этикетке должны быть указаны:
-наименование организации, производящей изыскания;
-название или номер изыскательской партии (экспедиции);
-наименование объекта (участка);
-название выработки и ее номер;
-глубина отбора образца;
-наименование грунта по визуальному определению;
-должность и фамилия лица, производящего отбор образцов, и его подпись;
-дата отбора образца.
Этикетки должны быть заполнены четко простым карандашом, исключающим возможность обесцвечивания или расплывания записей.
Образцы грунта, предназначенные для транспортирования в лаборатории, упаковывают в ящики. Укладка монолитов грунта в ящик должна быть плотной, с заполнением свободного пространства между ними влажными древесными опилками, стружкой или аналогичными им по свойствам материалами. При укладке монолиты отделяют от стен ящика слоем заполнителя толщиной 3-4см и друг от друга слоем толщиной 2-3см. Под крышку ящика следует положить завернутую в кальку ведомость образцов. Ящики нумеруют, снабжают надписями: «Верх», «Не бросать» и «Не кантовать», а также адресами получателя и отправителя.
Монолиты грунта при транспортировании не должны подвергаться резким динамическим и температурным воздействиям.
Упакованные образцы грунта, доставленные в лабораторию без документации, соответствующей требованиям принимать на хранение и производство лабораторных испытаний запрещается.
Упакованные образцы немерзлого грунта нарушенного сложения, для которых требуется сохранение природной влажности, а также упакованные монолиты следует хранить в помещениях или камерах, в которых соблюдаются следующие требования:
-воздух в помещениях или камерах должен иметь относительную влажность 70-80% и температуру плюс 2-10°С при хранении монолитов и образцов немерзлого грунта;
-воздух в помещениях или камерах должен иметь относительную влажность 80-90% и отрицательную температуру при хранении монолитов мерзлого грунта;
-помещения или камеры, в которых хранятся монолиты, не должны подвергаться резким динамическим воздействиям;
-на полках помещения или камеры монолиты размещают в один ярус таким образом, чтобы этикетки находились сверху;
-монолиты не должны касаться друг друга и стоек полок;
-монолит должен быть размещен на полке всей нижней поверхностью;
-на монолитах запрещается помещать какие-либо предметы.
Сроки хранения монолитов (с момента отбора до начала лабораторных испытаний) в помещениях или камерах, соответствующих требованиям не должны превышать: для немерзлых грунтов с жесткими структурными связями, маловлажных песчаных, а также пылевато-глинистых грунтов твердой и полутвердой консистенции - 3мес; для других разновидностей немерзлых грунтов - 1,5 мес.
Срок хранения упакованных монолитов (с момента отбора до начала лабораторных испытаний) при отсутствии помещений или камер, соответствующих требованиям не должен превышать 15 сут.
Срок хранения упакованных образцов грунта нарушенного сложения, для которых требуется сохранение природной влажности (с момента отбора проб до начала лабораторных испытаний), не должен превышать 2сут.
Монолиты грунта, имеющие повреждения гидроизоляционного слоя и дефекты упаковки или хранения, допускается принимать к лабораторным испытаниям только как образцы грунта нарушенного сложения.
Количество отобранных проб воды должно составить не менее 3 проб на каждый водоносный горизонт (при возможности отбора). Т.к. на данной территории выявлен один водоносный горизонт, то из него необходимо отобрать пробы на стандартный химический анализ и агрессивность воды.
Пробы воды отбираются в специально подготовленную посуду. Для этого она тщательно моется с моющими средствами, затем споласкивается несколько раз. После этого емкости ополаскиваются дистиллированной водой и высушиваются. Пробки тщательно моются, а затем кипятятся в 1% содовом растворе, прополаскиваются дистиллированной водой. Пробы воды из скважин будут отбираться пробоотборником.
Проба должна снабжаться 2 этикетками, одна приклеивается на бутылку, а вторая привязывается к горлышку. В этикетках указывается: организация, номер пробы, вид анализа, вид водопункта, место и глубина взятия пробы, температура воды и воздуха, фамилия и дата отбора пробы, подпись лица отобравшего пробу.
Доставка проб воды в химико-аналитическую лабораторию.
Сведения об отобранных пробах заносятся в журнал отобранных проб. При отправке проб в лабораторию составляется сопроводительная ведомость, в которой указываются все необходимые сведения. Ведомость составляется в двух экземплярах, один остается в лаборатории, второй у исполнителя. Для транспортировки емкости с пробами используют специальные ящики, при необходимости, снабженные изоляционным материалом.
5.2.5 Лабораторные исследования физико – технических свойств грунтов:
Исследования физико–технических свойств проводятся для установления тех количественных показателей, которые обусловливают прочность и устойчивость грунтов при длительном взаимодействии со строительными объектами, согласно с приложением «М», СП 11 – 105 – 97
Методика определения показателей физико – технических свойств грунтов должна выбираться, исходя из состава и состояния грунта, условий работы в основании сооружений с учетом изменения показателей свойств в процессе эксплуатации сооружения. В следующей таблице приведены виды лабораторных исследовании, необходимые для определения физико – механических свойств грунтов, заложенных в данном проекте.
Виды лабораторных определений показателей состава и физико – технических свойств грунтов:
Табл.19
| Показатель состава и физико – механических свойств грунтов | Обьем пробы | Правила определения | Область применения показателя |
| Гранулометрический состав Естественная влажность Плотность частиц грунта Плотность грунта Пластичность Сопротивление грунтов сдвигающим усилиям Сопротивление грунтов компрессионному сжатию | Глинистые, супесчаные – от 50 до 250 см3, песчаные от 200 до 500 см3; гравелистые – от 600 до 3000 см3; крупнообломочные – от 0.05 до 0.2 м3 30 – 50 см3 30 – 50 см3 Глинистые до 1000 см3; песчаные – 500 см3 100 см3 Монолит – до 1000 см3 Монолит – до 1000 см3 | ГОСТ 12536 – 79 ГОСТ 5180 – 84 ГОСТ 5180 – 84 ГОСТ 5180 – 84 ГОСТ 5180 – 84 ГОСТ 12248 – 96 ГОСТ 23908 – 96 | Классификация грунтов. Приближенное вычисление коэффициента фильтрации. Подбор оптимальных смесей грунта и материалов для обратных фильтров. Выбор отверстий фильтров. Определение механической суффозии, однородности грунтов и т. д. Определение относительной характеристики грунта. Определение консистенции глинистых грунтов. Вычисление объемной массы скелета грунта. Вычисление пористости, коэффициента пористости, полной влагоемкости, степени водонасыщения. Определение давления грунта. Вычисление плотности сухого грунта. Классификация грунтов. Определение консистенции грунтов. Определение показателей глинистых грунтов в соответствии с требованиями второй части глав СниП по проектированию основании зданий и сооружений Определение устойчивости основания. Расчет устойчивости бортов откосов. Расчет величины давления на подпорную стенку. Определение деформационных характеристик скальных, полускальных, песчаных и глинистых грунтов. |
5.2.5.1 Лабораторные исследования глинистых грунтов
Согласно проекту для полного комплексного определения физико механических свойств грунтов нужно провести следующий комплекс определений:
- Объемный вес грунта (плотность);
- Плотность минеральных частиц грунта;
- Пластичность;
- Влажность;
- Сопротивление грунта сдвигу;
- Сопротивление грунта сжатию.
Определение объемного веса (плотности) грунта:
Для определения плотности грунта выбран способ парафинирования, для чего из грунта ножом вырезается образец объемом не менее 30 см3 так, чтобы по возможности его поверхность стала округлой, и взвешивается на технических весах с точностью до 0,01 г. Взвешенный образец опускают в расплавленный при температуре 60 оС парафин, чтобы в течение 1-2 сек. он покрылся парафиновой оболочкой толщиной 0.5-1 мм., следя за тем чтобы между поверхностью образца о парафином не возникало пузырьков воздуха. Парафин с заранее известной плотностью не должен содержать примесей. Запарафинированный образец взвешивается и помещается на сетку, подвешенную на коромысло технических весов, и опускается в стакан с водой, стоящий на подставке под коромыслом, и снова взвешивается в воде. Взвешенный запарафинированный образец извлекается из воды, обсушивается фильтровальной бумагой и проходит контрольное взвешивание для проверки герметичности оболочки. Если разность во взвешивании превышает 0.2 г то образец считается забракованным. Из очищенного от парафина образца отбирается проба на влажность.
Плотность грунта вычисляется по формуле:
где m – масса образца до парафинирования, г; m1 – масса образца с парафиновой оболочкой, г; m2 – масса запарафинированного образца в воде, г; ρп – плотность парафина, обычно принимаемая за 0.9 г/см3; ρв – плотность воды, принимаемая за единицу, при температуре 20 оС, г/см3.
Все данные, необходимые для расчета плотности грунта методом парафинирования, заносят в журнал.
Определение плотности минеральных частиц грунта:
Для определения плотности частиц незасоленных грунтов применяют мерные сосуды (пикнометры, колбы) вместимостью не менее 100 мл, весы технические с точностью взвешивания 0.01 г, фарфоровую ступку с пестиком, эксикатор, сушильный шкаф, термометр, песчаную баню и бюксы.
Образец грунта в воздушно – сухом состоянии растирается в ступке пестиком с резиновым наконечником. После тщательного перемешивания отбирают пробу в 15 г и высушивают до постоянной массы при температуре 105 + 2оС. Из этого же образца отбирается проба для определения гигроскопической влажности.
В предварительно взвешенный и высушенный пикнометр насыпают взятую навеску и взвешивают. До половины объема пикнометр заполняют дистиллированной водой, взбалтывают несколько раз и кипятят на песчаной бане. При определении плотности суглинков и глин время кипячения 60 минут, пески кипятятся в течении 30 минут. Остудив пикнометр, доливают его дистиллированной водой до мерной черты и взвешивают. Необходимо следить за тем, чтобы нижний край мениска суспензии находился строго на уровне мерной черты. После взвешивания суспензия выливается, а тщательно промытый пикнометр наполняется дистиллированной водой для повторного взвешивания. Все данные заносится в журнал.
Применяемая для анализа дистиллированная вода кипятится в течение 1 часа для полного дегазирования и хранится в закупоренном виде.
На основе данных занесенных в журнал испытания производят вычисление плотности частиц грунта по формуле:
где m0 –масса сухого грунта, г; m2 – масса пикнометра с грунтом и водой, г; m3 – масса пикнометра с водой, г; ρв – плотность воды, г/см3, определяется в зависимости от температуры воды:
Табл.20
| Температура, оС | Плотность, г/см3 | Температура, оС | Плотность, г/см3 | Температура, оС | Плотность, г/см3 | ||
| 10 11 12 13 14 15 16 17 | 0.999727 0.999632 0.999524 0.999404 0.999271 0.999126 0.998969 0.998800 | 18 19 20 21 22 23 24 25 | 0.998621 0.998430 0.998229 0.998017 0.997795 0.997563 0.997321 0.997069 | 26 27 28 29 30 31 32 33 | 0.996808 0.996538 0.996258 0.995969 0.995672 0.995366 0.995051 0.994728 |
Определение влажности грунтов:
Влажность грунтов определяется содержанием в них различного количества свободной и связанной воды, удаляемой при высушивании. Различают весовую и объемную влажность; выражается она в процентах или долях единицы.
Определяется она термостатно – весовым способом (ГОСТ 5180 – 84). В заранее взвешенной стеклянный или алюминиевый стаканчик с открытой крышкой помещают около 15 г грунта, взвешивают и ставят в сушильный шкаф, в котором проводят высушивание до постоянной массы образца при температуре 105 + 2оС для глинистых и песчаных грунтов; 80 + 2оС для загипсованных грунтов.
Продолжительность начального высушивания глинистых грунтов составляет 5 ч, для песчаных 3 ч. Последующую сушку ведут для глинистых грунтов в течение – 2 ч, а для песчаных – в течение одного часа. Загипсованные сначала высушиваются в течение 8 ч, а затем в течение 2 ч. Разность между двумя взвешиваниями не должна превышать 0.02 г.
Стаканчик (бюкс) с высушенным грунтом охлаждают в эксикаторе с хлористым кальцием или прокаленным силикагелем и взвешивают. Для каждого образца производится два параллельных определения, расхождения между которыми не должно превышать 2%.
Данные анализа заносятся в журнал определения.
Расчет весовой влажности (в %) производится по формуле:
где m – масса бюксы, г; m0 – масса высушенного образца, г; m1 – масса влажного грунта, г.
Расчет выполняется с точностью до 0.1%.
Определение границ пластичности по методу Васильева:
Определение границы текучести выполняется балансирным конусом (конусом Васильева) массой 76 г, стаканчика и подставки. Образец объемом около 100 см3 растирают в фарфоровой чашке при естественной влажности, пропускают через сито с диаметром отверстия 1 мм, предварительно отобрав растительные остатки, и увлажняют до состояния мягкопластичной грунтовой массы. Фарфоровую чашку с грунтовой массой помещают в закрытый стеклянный сосуд и выдерживают не менее 2 часов. После этого грунтовую массу перемешивают и наполняют ею стаканчик прибора. Поверхность тщательно сглаживают шпателем вровень с краями стаканчика. Стаканчик помещают на подставку и к поверхности грунта подносят острие балансирного конуса. Медленно разжимая пальцы позволяют конусу свободно погружаться в грунтовую массу под действием собственного веса. Погружение конуса в грунтовую массу на глубину 10 мм (до метки) в течение 5 с указывает на достижение искомой границы текучести. В том случае когда глубина погружения не достигла 10 мм, необходимо доувлажнить грунт. С этой целью грунтовую массу вынимают из стаканчика, добавляют воду, перемешивают и повторяют испытание. Погружение конуса на глубину более 10 мм указывает на переувлажнение и грунт следует подсушить. Для каждого образца производится по 2 параллельных определения. По достижении требуемых условий погружения конуса из стаканчика отбирают пробу на определение влажности.
Для определения границ пластичности (раскатывания) приготовленная грунтовая масса подсушивается путем частого перемешивания шпателем, после чего небольшая ее часть раскатывается в тонкий шнур диаметром 3 мм и длиной около 10 см. Раскатывание продолжают до тех пор, пока жгут не начнет распадаться на отдельные кусочки длиной 3 – 10 мм по поперечным трещинам. Если грунт невозможно раскатать в шнур заданной длины и толщины, то он считается непластичным. Кусочки жгута помещают в алюминиевый стаканчик и кладут в сушильный шкаф для определения влажности. Расхождения в параллельных определениях не должны быть более 10% определяемой величины влажности.
Определение деформационных свойств грунта:
Метод компрессионного сжатия:
Под компрессионным сжатием понимается одноосное сжатие грунта в условиях невозможного бокового расширения (ГОСТ 23908 – 96). Компрессионные испытания грунтов в лабораторных условиях выполняются в компрессионных приборах различной конструкции. Испытания будут проводятся на приборе К-1М.
Давление на штамп передается ступенями по 0.5 или 1.0 Мпа. За условную стабилизацию принимается деформация образца со скоростью менее 0.001 мм / мин.
До проведения испытания необходимо знать основные характеристики грунта: плотность частиц грунта, плотность грунта при естественной влажности и ненарушенной структуре и естественную влажность. Доставленный в лабораторию монолит очищают от парафина и осторожно удаляют оказавшийся нарушенным подсохший верхний слой монолита. На горизонтальную зачищенную поверхность монолита устанавливается режущая кромка кольца. По наружному периметру кольца производится обрезка грунта, и одновременно с обрезкой кольцо постепенно, легким движением вдавливается в грунт. Кольцо врезается без перекосов строго вертикально во избежание нарушения структуры образца. Необходимо следить за тем, чтобы грунт в кольце не выкрашивался, не имел трещин и чтобы не было пустот между внутренней стенкой кольца и грунтом.
Кольцо врезается в грунт до тех пор, пока над верхним краем кольца не окажется 1 – 2 мм грунта. После этого кольцо с грунтом отделяется от монолита.
Широким ножом с прямым лезвием проводится срезка излишка грунта по плоскости вровень с краями кольца. После тщательной обработки обеих поверхностей приступают к загрузке прибора.
Каждая торцевая поверхность пробы покрывается листом фильтровальной бумаги, которая увлажняется для лучшего прилипания к образцу в случае если грунт сухой. Кольцо с грунтом помещается в прибор для проведения испытания. Для лучшего прилегания металлического штампа к грунту прикладывается кратковременная нагрузка, величина которой подбирается соответственно состоянию грунта. Ориентировочно эта величина может быть принята следующей: а) для текучих грунтов – 0.01 Мпа; б) для пластичных грунтов – 0.025 Мпа; в) для твердых (плотных) грунтов – 0.05 Мпа.
Длительность действия кратковременной нагрузки должна быть не более 1 – 1.5 мин. Отсчет по индикатору, установившийся сразу после приложения кратковременной нагрузки, является начальным отсчетом опыта.
Дальнейшая нагрузка на образец передается ступенями в такой последовательности:
1) для песчаных и глинистых грунтов: 0.05; 0.1; 0.2; 0.3 и т.д. через 0.1 Мпа до конца опыта;
2) для суглинистых грунтов: 0.05; 0.1; 0.15; 0.2; 0.25; 0.30 Мпа;
3) для торфо-илистых грунтов: 0.01; 0.025; 0.05; 0.075; 0.1; 0.15 Мпа.
Величину веса Q (в Ньютонах), который необходимо приложить на подвеску, рассчитывают по формуле:
,
где Р – заданное давление, Мпа; F – площадь кольца, см2; n – передаточное число системы рычагов.
После приложения первой ступени нагрузки производится наблюдение за деформацией грунта путем снятия показаний индикатора через следующие промежутки времени: 0.5; 1; 2; 3; 5; 10; 20; 30; 50; 120; 180 мин, считая с момента начального отсчета. Дальнейшие замеры производятся 2 раза в сутки: в начале рабочего дня и в конце его. Каждая ступень нагрузки выдерживается до наступления полной стабилизации осадки. Она определяется моментом установления постоянства показании индикатора. Практически стабилизация считается достигнутой, если разность между отсчетами через 3 часа не превышает 0.01 мм. По достижении стабилизации к образцу прикладывается следующая ступень нагрузки.
Значение коэффициента пористости, соответствующие принятым ступеням нагрузки, вычисляют по следующей формуле:
где Δh – деформация образца при данной ступени нагрузки, мм; d – поправочный коэффициент на тарировку прибора; 
– приведенная высота образца, рассчитываемая по формуле:
где 
– коэффициент пористости грунта в естественном состоянии; h – высота кольца прибора.
Окончательная формула для расчета коэффициента пористости будет иметь вид:
Тарирование прибора проводится аналогично компрессионным испытаниям с той разницей что в прибор помещают стальную болванку. На основании полученных данных строят тарировочную кривую, которая используется для введения поправочного коэффициента.
Рассчитав для каждой ступени нагрузки пористость грунта с учетом поправочного коэффициента, строят кривую зависимости пористости от нагрузки, которая используется для расчета сжимаемости грунта и вычисления модуля общей деформации.
где E0 – модуль общей деформации, Мпа; е1 – коэффициент пористости при нагрузке Р1; а – коэффициент сжимаемости в интервале нагрузки Р2 – Р1, Па-1; β –переходный коэффициент, учитывающий отличие условий производства опыта без возможности бокового расширения от действительной работы грунта в естественных условиях, величина которого рассчитывается по коэффициенту поперечной деформации (коэффициент Пуассона)
Значение µ принимаются равными: для крупнообломочных грунтов – 0.27; для песков и супесей – 0.30; для суглинков – 0.35 и для глин – 0.42.
Определение сопротивления грунта сдвигу по фиксированной поверхности:
Параметры сопротивления сдвигу Φ (фи; угол естественного откоса) и С (сила сцепления между частицами), определенные по идентичным образцам, отобранным из одного монолита могут быть различными в зависимости от методики лабораторных исследований. В этой связи выбирать схему проведения опыта необходимо, исходя из условий работы грунта в основании сооружений.
Существует много схем проведения опытных исследований по определению сопротивления сдвигу, которые условно можно объединить в четыре группы:
1) Исследования нормально уплотненных образцов в условиях завершенной консолидации;
2) Исследование переуплотненных образцов в условиях завершенной консолидации;
3) Исследования недоуплотненных образцов;
4) Исследование оптимально уплотненных образцов.
Нагрузки на образец грунта передаются по ступеням, с соответствующими им значениями вертикальных уплотняющих нагрузок.
Зависимость вертикальных нагрузок при срезе от уплотняющих нагрузок:
Табл.21
| Давление при срезе Р, Мпа. | Величина уплотняющего давления, Мпа. | |||||
| 0.100 | 0.150 | 0.200 | 0.250 | 0.300 | 0.500 | |
| Р1 Р2 Р3 Р4 | 0.050 0.075 0.100 0.125 | 0.150 0.100 0.250 0.200 | 0.100 0.150 0.200 0.250 | 0.150 0.200 0.250 0.300 | 0.100 0.200 0.300 0.400 | 0.100 0.300 0.500 0.700 |
По производительности различают быстрый, ускоренный и медленный сдвиги.
Зависимость продолжительности и скорости сдвига от вида грунта:
Табл.22
| Наименование грунта | Тип сдвига | ||
| быстрый | ускоренный | мелденный | |
| Ил супесчаный Ил суглинистый Ил глинистый Песок Супесь Суглинок Глина |
|
|
|
Примечание: В числителе указана продолжительность сдвига, мин; в знаменателе – скорость сдвига, мм/мин; меньшие значения характеризуют структурно слабые грунты.
При проведении испытании на сдвиг будет использоваться быстрый сдвиг недоуплотнённого образца в условиях завершенной консолидации (согласно ГОСТ 12248 – 96).
При быстром сдвиге приложение сдвигающих усилии производится непрерывно, не ожидая условной стабилизации горизонтальной деформации. Время от приложения первой ступени сдвигающего усилия до момента сдвига различно и может составлять от 20 до 60 – 80 секунд.
Испытания будут проводится на приборе ВСВ – 25.
Для этого из очищенного от парафина монолита отбираются четыре образца путем вреза в специальные кольца. С торцов каждого образца отбираются пробы на определение влажности. Грунт в кольце зачищается от вровень с торцами и взвешивается на технических весах с точностью до 0.01г.
Далее образец переносится в срезной прибор, в котором на грунт передается уплотняющее давление, при котором происходит уплотнение образца в один прием, оно выдерживается для песчаных грунтов не менее 5 минут, для супесей – 15 минут и для суглинков и глин – 30 минут.
По истечении указанного времени начинают передавать сдвигающее усилие ступенями, величина которых принимается равной 5% уплотняющей нагрузки. При непрерывно возрастающей нагрузке скорость сдвига должна быть равной 0.01 мм/мин. Испытание считается законченным, когда верхняя каретка прибора переместится относительно нижней на 5 мм или когда приложение очередной ступени нагрузки вызывает незатухающую деформацию. В конце испытания в кольце определяются плотность грунта и его влажность.
Сдвигающее напряжение вычисляется по формуле:
где τ – сдвигающее напряжение, Мпа; Q – вес на рычаге, Н; F – площадь среза, см2.
На основании экспериментальных данных строится график зависимости горизонтальных деформации от сдвигающего усилия, который служит основой для выбора момента сдвига. Момент сдвига определяется в месте пересечения касательных, проведенных в точках, соответствующих начальной деформации. Сдвигающее усилие, соответствующее данному моменту сдвига, принимается за исходное при построении графика зависимости горизонтальных напряжении от вертикальной нагрузки. Примеры графиков испытании на сдвиг приведены в графическом приложении № 1.
Параметры сопротивления сдвигу – угол внутреннего трения и удельное сцепление рассчитываются по формулам:
τ = fP+С и τ = РtgΦ+С
где τ – предельное сдвигающее напряжение, Мпа; Р – нормальное давление, Мпа; f – коэффициент внутреннего трения материала (песка). Коэффициент f численно равен тангенсу угла внутреннего трения грунта. С - сила сцепления между частицами.
5.2.5.2 Лабораторные испытания несвязных грунтов:
Для полного определения физико – механических свойств несвязных грунтов необходимо определить следующие их параметры:
- Объемный вес грунта (плотность)
-Гранулометрический состав
-Влажность
Метод определения плотности несвязных грунтов:
Плотность несвязных (песчаных и крупнообломочных) грунтов определяется в лабораторных и полевых условиях. В лабораторных условиях она определяется в рыхлом и плотном их сложении: в этом случае получают её минимальное и максимальное значение.
При определении плотности песков в рыхлом сложении средняя проба (400 – 500 г просеянного через сито, с диаметром ячейки 5 мм, и высушенного до воздушно сухого состояния грунта) взвешивается на технических весах. В наклонный цилиндр с насадкой через воронку засыпается песок при постепенном выравнивании цилиндра. Медленным вращением рыхлитель извлекается из цилиндра. При этом песок проходит через отверстия рыхлителя. После извлечения рыхлителя цилиндр осторожно устанавливают на подставку из оргстекла или лист чистой бумаги и снимают насадку. Поверхность песка разравнивается металлической линейкой до уровня края цилиндра. Цилиндр с песком взвешивается на технических весах с точностью до 0.01 г. Для мелкозернистых и пылеватых песков производится определение гигроскопической влажности и при расчете плотности песков отнимают ее величину. Для средне- и крупнозернистых песков этой величиной обычно пренебрегают. Опыт повторяется трижды, и плотность принимается как среднее из двух меньших значении. Данные опыта записываются в журнал.
При определении плотности песков в плотном сложении проба высушенного грунта засыпается в предварительно взвешенный цилиндр небольшими порциями при постоянном уплотнении деревянной трамбовкой. После того, как песок достигнет края стакана, насадку снимают и избыток песка удаляют металлической линейкой, поставленной на ребро. Заполненный таким образом стакан взвешивается и рассчитывается плотность грунта плотного сложения. Опыт повторяется трижды, и расчет ведется по двум наибольшим показателям.
Определение плотности крупнообломочных грунтов в лабораторных условиях производится следующим образом. Определяют гранулометрический состав ситовым или комбинированным методом, плотность обломков различного петрографического состава и мелкозема (заполнителя).
Определив плотность обломков различного петрографического состава методом парафинирования, рассчитывают величину средневзвешенной плотности крупнообломочного материала по формуле:
где А1, А2,…Аn-процентное содержание обломков различного петрографического состава; 
, 
… 
– плотность обломков различного петрографического состава, г/см3.
Для определения плотности мелкозема методом парафинирования в поле отбирается специальная проба. Обычно в этой пробе содержатся обломки крупнее 2 мм, поэтому необходимо, отобрав отдельные обломки различных петрографических типов, высушить их до постоянной массы и рассчитать процентное содержание.
Расчет средневзвешенной плотности обломков в специальной пробе производится по формуле:
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
|
|
