Проведение испытания. 
Испытания грунтов

Положение пунктов проведения испытаний зависит от глубины заложения фундаментов проектируемого сооружения, ориентировки и конфигурации фундамента, распределения нагрузок, степени однородности разреза пород, залегающих в основании сооружения. В плане точки проведения опытов желательно располагать непосредственно на оси фундамента либо на расстоянии не далее 3 м от ранее пройденных разведочных выработок. При сложном геологическом строении выработка проходится непосредственно вблизи пункта испытания, при этом ее глубина должна на 2 м превышать глубину установки штампа. Обычно выбор оборудования определяется положением уровня грунтовых вод. Если отметка проведения испытания находится выше уровня грунтовых вод, испытания проводятся в шурфах, если ниже, то для опытов целесообразно использовать скважины. Желательно, чтобы до проходки шурфа хотя бы в трех его углах было проведено статическое или динамическое зондирование с целью установления однородности механических свойств грунтов в выбранном пункте.

Испытаниям подвергают все основные несущие слои грунтов. Если зона уплотнения сферы взаимодействия представлена одним достаточно однородным слоем грунта, то испытания проводят на одной глубине, соответствующей отметке заложения основных фундаментов. При неоднородном основании, сложенном несколькими слоями, состоящими из грунтов с различными свойствами, испытывают все встреченные слои. Расстояние между точками опробования по вертикали в одной выработке должно быть вдвое больше диаметра штампа, но не менее 0,6 м.

Минимальное число частных испытаний для определения значения модуля деформации, в соответствии с [4] - три. Однако допускается ограничиться двумя испытаниями, если значения модуля деформации, полученные в них, не отличаются более чем на 25%. При наличии в разрезе пород слоев мощностью меньше 0,6 м или чередовании тонких слоев, получают только осредненные значения модуля деформации для комплекса слоев.

В соответствии с [1], минимальные размеры горных и буровых выработок ограничены следующими значениями: шурфы — 1,5×1,5 м; дудки — диаметр 0,9 м; скважины — диаметр 325 мм.

Нагрузку на штамп следует увеличивать ступенями давлений Р, указанными в таблицах 4…6.

Удельное давление штампе на грунт (Р) определяют по формуле:

(1.3).

где P_М - давление на манометре, МПа (кгс/см ²);

F_П - площадь поршня домкрата, см ²;

F_ШТ - площадь штампа, см ².

Общее число ступеней давления после достижения давления, соответствующего вертикальному нормальному напряжению от собственного веса грунта на отметке испытания, должно быть не менее четырех.

В первую ступень давления следует включить вес деталей установки, влияющих на нагрузку штампа.

При применении штампа типа II, кольцевая пригрузка должна соответствовать напряжению на отметке испытания.

Время выдержки каждой последующей ступени давления должно быть не менее времени выдержки предыдущей.

Таблица 4.

Таблица 5.

Таблица 6.

Каждую ступень давления выдерживают до условной стабилизации деформации грунта (осадки штампа). За критерий условной стабилизации деформации принимают скорость осадки штампа, не превышающую 0,1 мм за время t, указанное в таблицах 4…6.

Отсчеты по прогибомерам на каждой ступени нагружения производят:

• — при испытании крупнообломочных грунтов и песков через каждые десять минут в течение первого получаса, пятнадцать минут в течение второго получаса и далее через тридцать минут до условной стабилизации деформации грунта;
• — при испытании глинистых грунтов через каждые пятнадцать минут в течение первого часа, тридцать минут в течение второго часа, далее через час до условной стабилизации деформации грунта.

Испытания просадочных грунтов с замачиванием следует проводить по схеме «двух кривых» или «одной кривой». Выбор схемы испытаний должен быть произведен в зависимости от комплекса характеристик, необходимых для проектирования.

Испытания по схеме «двух кривых» следует выполнять при необходимости определения полного комплекса характеристик грунта, по схеме «одной кривой» — в случаях, когда достаточно определить модуль деформации грунта природной влажности и относительную просадочность при одном заданном давлении.

При испытаниях по схеме «одной кривой» нагрузку на штамп увеличивают ступенями до заданного давления Р_з, принимаемого в интервале 0,2−0,4 МПа.

Давление Р_з должно быть установлено с учетом предполагаемого фактического давления на грунт в основании фундамента, равного сумме давлений от нагрузки фундамента и собственного веса грунта в насыщенном водой состоянии на отметке испытания.

После достижения условной стабилизации осадки на последней ступени, соответствующей давлению Р_з, грунт в основании штампа следует замочить и продолжать замачивание с измерениями просадки грунта до ее условной стабилизации.

Испытания по схеме «двух кривых» следует проводить на одной глубине в двух шурфах, расположенных на расстоянии 5−6м. В одном шурфе испытания необходимо выполнять в соответствии с вышеизложенными требованиями, в другом — замочить грунт после монтажа установки до приложения нагрузки, а затем нагружать штамп ступенями до давления Р_з продолжая замачивание грунта.

Замачивание просадочных грунтов в основании штампа в котлованах, шурфах и дудках следует производить рассредоточенной струей во избежание размыва грунта, поддерживая уровень воды на 5−10см выше поверхности песчаной подушки и измеряя расход воды.

По окончании испытаний выработку следует углубить ниже отметки испытания на глубину не менее двух диаметров штампа для контроля однородности испытываемого грунта.

Данные и результаты испытаний грунтов статическими нагрузками заносятся в журнал, который является основным документом производства испытаний.

Испытания при необходимости могут выполняться до критического или предельного давления. За критическое принимают такое давление, при котором наблюдается значительное увеличение осадки (по сравнению с осадкой за предыдущую ступень нагрузки) при небольшом увеличении нагрузки или осадка, не затухающая в течение длительного времени и протекающая равномерно, появление «валиков выпирания» вокруг штампа или трещин.