Методы определения просадочности грунтов

Согласно СП 11−105−97 (Часть III) просадочность грунтов можно определить с помощью полевых и лабораторных испытаний.

При лабораторных исследованиях просадочных грунтов, помимо природной влажности, плотности, гранулометрического состава, границ текучести и раскатывания, деформируемости и прочности следует выполнять определение специфических свойств, которые описаны в ГОСТе 23 161−2012.

ГОСТ 23 161–2012 устанавливает метод лабораторного определения характеристик просадочности при замачивании грунта водой: относительной просадочности еsl, начального просадочного давления Рsl и начальной просадочной влажности wsl .

Характеристики просадочности следует определять по относительному сжатию, полученному по результатам испытаний образцов грунта ненарушенного сложения в компрессионных приборах без возможности бокового расширения образцов грунта. Испытания проводят на образцах грунта ненарушенной структуры с природной влажностью и с замачиванием их водой при давлении, последовательно увеличиваемом ступенями.

Испытания просадочных грунтов в компрессионных приборах следует проводить по следующим схемам:

• — «одной кривой» — для определения относительной просадочности еsl при одном заданном значении давления;
• — «двух кривых» — для определения относительной просадочности еsl при различных давлениях, начального просадочного давления Рsl .

При испытаниях по схеме «одной кривой» нагрузку штампа на образец грунта с природной влажностью следует прикладывать ступенями до заданного давления Р3. Значение Р3 следует принимать равным значению суммарного давления Рe от собственного веса грунта в водонасыщенном состоянии и от проектируемого фундамента или только от массы грунта на глубине отбора образца. После условной стабилизации осадки образца грунта на последней ступени давления, соответствующей Р3, образец грунта необходимо замочить водой, продолжая замачивание до условной стабилизации просадки.

Испытания по схеме «двух кривых» надлежит проводить на двух образцах грунта, отобранных из одного монолита. Один образец следует испытывать в соответствии со схемой «одной кривой», второй образец необходимо до его нагрузки замочить до полного водонасыщения. Затем следует провести нагрузку штампа на образец ступенями до заданного давления Р3, продолжая замачивание.

Графики испытания просадочного грунта в компрессионном приборе приведены на Рис. 3.

Рис. 3. а) По схеме «одной кривой»; б) По схеме «двух кривых». 1, 2 — относительное сжатие д грунта с природной влажностью и в водонасыщенном состоянии в зависимости от давления; 3 — дополнительное относительное сжатие грунта в результате замачивания (относительная просадочность) при заданном давлении; 4 — зависимость относительной просадочности д пр от давления; Рпр — начальное просадочное давление (ГОСТ 23 161−2012)

Допускается также для определения относительной просадочности еsl при различных значениях давления на грунт и начального просадочного давления Рsl .

В этом случае испытания просадочных грунтов в компрессионных приборах проводить ускоренным методом по «комбинированной схеме». Это сочетание методов одной и двух кривых упрощенным, основанным на испытании одного образца грунта и загружении его вначале при природной влажности до давления 0,1 МПа, но менее природного от собственного веса грунта, замачивании грунта при этом давлении и последующем догружении до заданного давления при непрерывном замачиваний. Метод позволяет определить те же характеристики грунта, что и метод двух кривых.

Из комплекса полевых методов исследований грунтов в СП 11−105−97 (Часть III) рекомендуется использовать испытания грунтов штампами, статическое зондирование, пенетрационный каротаж, замачивание грунтов в опытных котлованах и испытания свай.

Испытания грунтов штампами следует проводить в соответствии с ГОСТ 20 276–85. По схеме «одной кривой» (в одном шурфе) — для определения модуля деформации Е просадочных грунтов природной влажности и относительной деформации просадочности еsl при заданном давлении Рз. Посхеме «двух кривых» (в двух шурфах) — для определения модуля деформации Е просадочных грунтов природной влажности и в водонасыщенном состоянии Еsat (после замачивания), начального просадочного давления Рsi и относительной деформации еsl просадочности при различных давлениях. (ГОСТ.20 276−85).

Рис. 4. Графики испытания штампом просадочного грунта. 1 — осадка; 2 — просадка при заданном давлении; 3 — осадка после замачивания (ГОСТ.20 276−85)

Статическое зондирование и (или) пенетрационный каротаж грунтов рекомендуется применять для расчленения толщи просадочных грунтов на отдельные слои, различающиеся прочностью и плотностью, и для оценки пространственной изменчивости свойств просадочных грунтов. По данным статического зондирования с определением сопротивления грунта погружению конусу зонда при естественной влажности и в водонасыщенном состоянии может быть установлено предварительное значение относительной просадочности грунтов. (ГОСТ.20 276−85) Статическое зондирование с поверхности дна шурфа выполняется ручным пенетрометром и основано на замере сопротивления зондированию динамометром сжатия. Относительная просадочность при давлении на грунт определяется в зависимости от коэффициента К3, пользуясь экспериментально установленной зависимостью для исследуемого района тарировочной зависимостью дпр=f (К3). (Калачева, 1972).