| 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 УКАЗАНИЯ1.1. 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-979Основные 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-832Основные 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 1Техническая характеристика установки для статического зондирования С-979 конструкцииФундаментпроекта 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 3Техническая характеристика установки для статического зондирования С-832 конструкции Башниистроя1. 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
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
