Если получить данные о составе и физических свойствах песчаных грунтов, залегающих выше уровня грунтовых вод, достаточно просто, то с низлежащими слоями возникают сложности. По факту, организация, занимающаяся изысканиями, попросту не может получить образцы грунта, расположенного на достаточно большой глубине – порядка 15-20 метров от поверхности – и, как следствие, не имеет исходных данных для составления подробной карты участка, на котором будет производиться строительство, и для которого готовится строительный проект. А это может служить не просто препятствием строительства, но и поводом вовсе отказаться от площадки, данные по грунтам на которой неполны или субъективны.
Такие точные методы, как статическое зондирование, тоже не панацея. Они позволяют получить ясную картину плотности грунта на разных глубинах, но о других физико-механических характеристиках не скажут прямым текстом ничего.
К счастью, статическое зондирование, с его точными показаниями по плотности грунта, можно дополнить динамическим зондированием. Последнее используется в ситуациях, когда необходимо точно определить границы слоев грунта с разной плотностью, оценить толщину того или иного слоя, понять, насколько велика разница в плотности между тем или иным слоем.
Особенности динамического зондирования грунта
Если статические исследования грунта работают по принципу «пока зонд движется», то для динамического способа характерны равновеликие по силе воздействия зонда на грунт движения: зонд вбивается в почву и слои грунта под ней, причем количество и сила ударов заранее известны. В результате определяется характер сопротивления грунтов, оценивается толщина слоев, взаиморасположение разных по толщине и плотности участков.
Область использования методики динамического зондирования
Для динамического зондирования подходит и используется малогабаритное и не слишком мощное геологическое оборудование. Как следствие, область применения данного метода исследования грунтов достаточно узкая. Главным образом, речь идет об исследовании песчаных и глинистых грунтов, как естественного залегания, так и намывных, насыпных. Именно для песка и глины методика динамического исследования позволяет получить весьма точные и полные данные о структуре грунта, его физико-механических особенностях.
Совместно с методом статического зондирования, динамическое зондирование позволяет получить информацию, достаточную для разработки проекта строительства.
Типы грунтов, для которых подходит динамическое зондирование
Технология динамического зондирования
Хотя принципиально оборудование для зондирования грунтов динамическим методом одинаково, что в России, что в странах Западной Европы и США, отличия в оснащении буровой установки для проведения исследований грунта есть.
В России стандартом (по ГОСТ 19912-2001) является проведение зондирования с помощью молота весом 30, 60 или 120 килограммов, штангой в 42 мм (высота сбрасывания молота варьируется от 0,4 до 1 метра) и конического зонда. Для Европы и США вес молота составляет порядка 63 килограммов, а высота падения его – 0,76 метра при диаметре штанги в 30 мм. Технология и требования к оборудованию прописаны в стандарте EN ISO 22476-3.
Этапы зондирования:
- Геологическое оборудование монтируется на подготовленной площадке, выбирается соответствующая оснастка, чьи массогабаритные параметры не выходят за указанные выше пределы.
- После настройки производится забивание зонда в грунт ударами молота (количество ударов и высота падения фиксированы).
- После каждой серии ударов замеряется глубина погружения зонда в грунт.
- Зондирование прекращается, если глубина погружения зонда достигла проектной или в случаях, когда погружение зонда после очередной серии ударов молота не превышает 3-4 сантиметра. Делается вывод о высокой плотности грунта или о появлении в слоях глины и песка более плотного материала.
Характерной особенностью динамического зондирования является его непрерывность вплоть до момента, когда необходима замена или наращивание буровых штанг. По итогам зондирования составляется график – и именно в таком виде информация о плотности и чередовании слоев грунта предоставляется для дальнейшей обработки. В графике отражается наиболее важный показатель – условное динамическое сопротивление грунта. Вычисление его осуществляется по формуле:
Ряд величин в этой формуле имеют вполне определенные значения, не нуждающиеся в вычислении и определяемые уже перед началом процедуры зондирования путем настройки буровой установки и её оснастки.
Так, А – удельная энергия зондирования, не может принимать других значений кроме 280, 1120 и 2800 Ньютонов на сантиметр. А Ф – коэффициент трения штанг о грунт – определяется по таблицам, так что в измерении тоже не нуждается, равно как и К – коэффициент, показывающий, сколько энергии при ударе молота было потеряно вследствие инерционности буровой установки.
Преимущества технологии динамического зондирования
Список преимуществ технологии, и это несмотря на явно второстепенное её положение среди методик исследования и испытания грунтов, весьма обширен. Вот только некоторые из них:
Экономичность (буровые установки, которые используются для динамического зондирования, могут быть весьма малогабаритными и совсем не энергоемкими);
Возможность с высокой точностью определять структуру грунта на выделенной под строительство и благоустройство площадке;
Простота настройки и работы, высокая производительность – геологическое оборудование для проведения динамического зондирования недорогое, простое в обслуживании и ремонте;
Получение достоверной информации о структуре слоев грунта в условиях, когда другие методы исследований невозможны;
Быстрота проведения исследования.
Кроме того, методика прекрасно себя зарекомендовала в условиях ограниченности пространства на площадках, готовящихся под строительство. Физико-механические характеристики участков грунта между скважинами перестают быть «Terra Incognita».
Применение на практике
Хотя, теоретически, нет никаких противопоказаний для использования динамического зондирования на любых типах грунта, наибольшее распространение методика получила при исследовании песчаных и песчано-глинистых грунтов. Особенно актуально проведение динамического исследования на площадках, где основу составляют песчаные грунты: по берегам водоемов, вокруг искусственных возвышенностей вроде насыпных холмов и дорог, поднятых на местностью, благоустроенных с использованием толстых песчаных подушек территорий. Именно здесь, в условиях, когда более дорогие технологии исследования либо вообще невозможны, либо не отличаются экономичностью, динамическое зондирование показывает себя во всей полноте.
Итак, использование методики оправданно перед проектированием дорог и насыпей, разработкой проектов благоустройства берегов и подпорных стен, перед такими работами, как закрепление грунтов и строительство, – как на свайных, так и на монолитных плавающих фундаментах.
или закажитеОБРАТНЫЙ ЗВОНОК |
