Sonda estàtica. Tipus i mètodes d’estudi del sòl

Per determinar la composició del sòl, la seva capacitat de suport, l'estudi més eficaç de la capa terrestre al medi natural, s'utilitza un sondatge estàtic. La profunditat de baixada de la sonda correspon a 10 m, però es permet una més petita si el llit de les roques indígenes del sòl passa a prop de la superfície. Amb poca presència de sòls densos, la seva consistència incoherent o roques argiloses, es permet baixar la sonda d’investigació només a una profunditat de 5 m. Per determinar que una capa d’espessor suficient es troba sota el con de la sonda, es perfora un pou. Segons els seus estudis, es determina la profunditat de sondeig desitjada.

Objectius de la recerca en detecció de sòls

GOST 20069-1974 conté estàndards i normes per a la detecció estàtica.

El procediment es realitza per identificar:

• característiques de l’element geològic en condicions d’ocurrència natural (gruix de capa, límits d’una secció particular del sòl, composició i estat en el moment de l’estudi);
• els límits de les formacions homogènies en profunditat i àrea de distribució;
• les profunditats del límit superior de sòls rocosos gruixuts, grans estrats de sòl clàstic;
• les proves estàtiques avaluen aproximadament les propietats físiques i mecàniques de la terra;
• es determina el límit de resistència, la resistència lateral del sòl sota la sonda;
• per a sòls plens artificialment, es fa un estudi del grau de compactació.

L’essència del procediment

El sondatge estàtic dels sòls es realitza per determinar les propietats físiques i mecàniques de la capa del sòl, per tant, s’obtenen les característiques normatives del sòl. Al processar dades de recerca, primer cal determinar la mitjana aritmètica dels resultats d’una baixada de la sonda per determinar les característiques de la capa. Per obtenir el resultat final, es comparen els valors mitjans de tots els punts de so produïts al lloc seleccionat.

El procés de recerca es realitza en cicles que contenen els procediments operatius següents:

• es realitza una sagnat uniforme gradual de la vareta amb fixació periòdica de les propietats físiques i mecàniques del sòl després d’uns 20 cm;
• l'enregistrament en cintes automàtiques esquemàtiques de tots els testimonis de la investigació del sòl;
• per construir la secció de vareta posterior, la barra de presa s'eleva;
• La sonda estàtica s’acaba quan l’instrument aconsegueix la profunditat o les càrregues màximes seleccionades al con de la sonda.

Problemes generals de detecció

Quan baixa la sonda, les lectures de la resistència de les capes del sòl es duen a la punta de l’aparell i a les parets laterals. El mètode d’estudi estàtic s’utilitza com a prova independent o combinat amb altres definicions d’enginyeria i geològiques de les característiques del sòl. En el procés d’investigació s’obtenen els valors del gruix de cada capa, es revelen les lents formades del sòl, els límits de la ubicació de diversos tipus de sòls i s’avalua el seu estat actual.

Tots aquests indicadors mitjans s’utilitzen per determinar la possibilitat de conduir piles, calcular la profunditat de baixada al terra, dades de sortida per establir la profunditat màxima de la base de piles i trobar els llocs òptims per a la ubicació dels llocs de recerca.

Després de realitzar estudis de camp mitjançant un estudi estàtic del sòl, s’obtenen les dades següents:

• a la resistivitat del sòl sota la punta del con, expressada en MPa (kgf / cm²);
• sobre la resistència del subgrada del costat de l’embragatge del con, unitat de mesura: el llibre.

Els resultats de la sonda estàtica són fiables si el treball es realitza segons un pla pre-aprovat i una tasca per realitzar proves geològiques i d’enginyeria executades d’acord amb totes les regles.

Equip de detecció a terra

La instal·lació utilitzada per a la prova consta de les parts següents:

• una punta i una vara, formant junts un dispositiu de sondatge;
• un dispositiu, com una presa, per prémer una punta a terra i un dispositiu que extreu la sonda;
• per donar suport a la instal·lació: un llit equilibrat estàticament fixat per ancoratges;
• aparells de mesura i lectura amb possibilitat de fixar-se en un suport flexible.

Les sondes tip s'utilitzen en tres tipus habituals. El primer tipus de punta consisteix en una caixa i el con en si. El segon tipus de sonda està equipat amb una punta d'acoblament de fricció en forma de con. La tercera punta inclou un embragatge de fricció, un con i un expansor. El mètode de detecció estàtica requereix que, malgrat el disseny aplicat de la sonda, la seva base en zona hagi de correspondre a 10 cm². L’angle al pic cònic és de 60º.

Segons la tecnologia, es requereix que el diàmetre de l'acoblament a l'exterior sigui igual a aquest indicador de la base del estoig, i la seva longitud ha de ser de 31 cm. El diàmetre de la vareta a l'exterior és de 36 cm per a una sonda tipus 1 i els dos segons tipus permeten un diàmetre de fins a 55 cm. càlculs tecnològics

Treball preparatori

Segons les instruccions d’operació que emet el fabricant a la compra de la màquina, es realitzen proves periòdiques de l’equip i la seva verificació. L’eficiència es determina després de la compra de la instal·lació i abans de la seva utilització a l’abocador. La prova es realitza almenys un cop cada tres mesos, i també després de la reparació i substitució de qualsevol dels recanvis. Els resultats de verificació obtinguts són elaborats per l’acte pertinent.

La instal·lació de la detecció estàtica està constantment sotmesa al desgast, hi ha una pèrdua parcial de rectitud de la vara, per tant, després de cada 15-20 punts d’immersió, es recullen els enllaços en un tram d’almenys 3 m i es comprova una línia recta. Es permeten desviacions no més de 5 mm sobre tota la longitud. El control també s'aplica a l'alçada de la punta de la sonda, que impedeix reduir la longitud de més de 5 mm.

Quan es marquen els punts d’immersió, s’utilitzen nivells geodèsics i teodolits, als llocs marcats estableixen balises en alçada i vertical. Després de realitzar sonades estàtiques, es torna a comprovar la ubicació correcta dels punts. Si, a causa de les característiques geològiques del terreny, no s’instal·len fars, la planificació del sòl es fa per millorar les condicions. El pal sonant no es desvia més de 5º, en cas contrari, els resultats es consideren controvertits.

Sona

La sonda estàtica es realitza d'acord amb el procediment previst en les instruccions d'ús de les instal·lacions del camp. Els resultats obtinguts es fixen necessàriament a intervals periòdics en una cinta flexible a una velocitat de sagnat d’1 m per minut. La immersió es considera completa si la sonda està sota pressió d’un valor predeterminat.

A més del portador flexible, els resultats de les proves es registren a revistes especials. Després de la feina, el pou està connectat a terra i es marca amb un cartell en el qual es troben les dades del punt de prova i el nom de l’organització que ha dirigit el procediment. És obligatori restaurar el sòl malmès durant el treball.

Processament de les dades rebudes

Totes les característiques del sòl s’obtenen en forma de gràfics visuals, on les lectures varien segons la profunditat de les marques sensores. Per a la construcció, utilitzeu fonts o registres de dades al registre de detecció.Tots els gràfics es realitzen a una escala, el seu canvi és permès mantenint la relació entre coordenades verticals i horitzontals. Si el funcionament de la mina es troba a prop, es mostren al gràfic en línies separades.

Classificació i tipus de sòls

Els sòls subterranis són diversos en composició química, estructura cristal·lina i la naturalesa de la ubicació a la capa. La subdivisió del sòl es realitza d'acord amb la part 2 de la SNiP II-15-1974.

Els sòls rocosos són dipòsits de sòls durs que es troben en un massís dens, de vegades es permeten zones fracturades. Aquests inclouen roques ígnies (granits), dipòsits sedimentaris (conglomerats, sòl sorrenc), capes metamòrfiques (esquists, gneisses, quarsites). Les formacions de sòl d’aquest tipus es caracteritzen per una gran resistència a la compressió, una bona resistència a la congelació i són una base excel·lent per a la construcció.

Si els sòls rocosos es caracteritzen per la presència d’esquerdes, el seu rendiment es deteriora en termes de congelació i resistència. Aquest sòl es divideix en grups determinats pel contingut de sal, la capacitat de suavització i la solubilitat en l'aigua.

Els sòls no rocosos es formen pel mètode sedimentari en condicions naturals i no contenen enllaços estructurals rígids en la seva gelosia. Segons la mida de les partícules, es divideixen en sòls de gra gruixut i sorrenc, pols de fang i acumulacions biogèniques.

Caracterització del sòl gruixut

S'inclouen peces de formacions rocoses no connectades, en les quals prevalen fragments de fins a 2 mm de mida i que es troben en una massa no superior al 50%. La forma i la mida dels grànuls distingeixen aquest tipus de sòls: còdols, blocs, grava, còdols, grava i fusta. Es consideren una base excel·lent per a construccions pesades i estructures mecàniques, si es troben a la capa densa anterior. La compressió sota la influència de la càrrega és insignificant. És bo si la massa total del sòl conté fins a un 40% de sorra o argila i pols de farcit, cosa que aporta característiques de resistència addicionals.

Indicadors de sòls de sorra

En la seva composició, aquest tipus de sòls contenen partícules minerals i grans de quarsita amb una mida de gra no superior a 2 mm. Components de l’argila: no superior al 3%, cosa que comporta la pèrdua de plasticitat. Segons la mida del gra, els sòls sorrencs es divideixen en tipus:

• la pols està formada per partícules amb un diàmetre de 0,05 a 0,005 mm;
• fracció fina amb un diàmetre superior a 0,1 mm;
• finor mitjana amb un diàmetre superior a 0,25 mm;
• el diàmetre de partícula gran és de 0,5 mm o més;
• l'espècie de grava conté inclusions amb un diàmetre superior a 2 mm.

La capacitat de suport de la base sorrenca augmenta a mesura que augmenta la mida del gra. Els sòls arenosos no flexibles tenen un grau baix de compressió; després de l’inici de la càrrega, el sediment cessa ràpidament. Els sòls arenosos de gra gruixut durant la càrrega augmenten la densitat i, en conseqüència, la força.

Els tipus de sòls, com la sorra i l’argila, mostren, en alguns casos, la capacitat de minvar i engreixar-se. El primer es produeix sota la influència del seu propi pes i remull, el segon augmenta el volum del sòl i, quan s’asseca, disminueix, cosa que comporta esquerdes i pèrdua de força.

Roques argiles

Els sòls tipus argila contenen petites partícules escamoses amb un diàmetre no superior a 0,005 mm. Es poden intercalar un nombre reduït de grans de sorra polvoritzada. El sòl argilós es refereix a roques enfiladisses, ja que els capil·lars prims i els grans plans entre partícules per contingut d'humitat condueixen a una ràpida saturació d'aigua, que destrueix la integritat de la formació sota la influència de les gelades. Els sòls argilosos es divideixen en els següents:

• argiles: contenen flocs d’argila superior al 30%;
• llots: el nombre de flocs disminueix fins al 10-30%;
• Els sòls sorrencs es caracteritzen per tenir un contingut del 3 al 10% de les escates.

Els sòls argilosos canvien de força en funció de la humitat. Sec pot suportar una càrrega important. Del contingut de partícules d'argila depèn l'indicador de plasticitat i fluïdesa.

Quicksand

Les bases, que, quan s’obren, comencen a moure's, mostrant una major fluïdesa i viscositat, s’anomenen picades. Inclouen pols de sorra, partícules escamoses d’argila, additius limosos. Els quicksandies contenen molta humitat, cosa que porta la massa en un estat gairebé líquid. Els sòls d’aquesta composició es divideixen en autèntics interrupcions i poc convencionals. Els primers contenen molta argila i inclusions col·loïdals caracteritzades per una saturació ràpida i una baixa pèrdua d’humitat. La seva natació es produeix quan el contingut d’humitat és del 6-9%, la transició cap a un estat fluid s’observa després d’afegir-hi humitat per una quantitat de 15-17%.

Les quicksand no convencionals inclouen formacions de sorra que no contenen argila. Aquests sòls es caracteritzen per una elevada percepció de la humitat i la capacitat de cedir-la ràpidament. Passen a l’estat actual, i aquestes propietats dels sòls fan impossible l’ús en la construcció.

Característiques mecàniques i físiques

Un indicador important és la distribució de la mida de les partícules, que permet esbrinar quants percentatges de partícules hi ha a la massa. Les partícules normalitzades adequades per a la detecció inclouen grans: 40 mm - còdols, de 0,25 a 2 mm - sorra, 0,05-0,25 mm - pols, 0,005-0,05 mm - partícules de pols, fins a 0,005 mm. - escates d’argila.

El pes volumètric mostra quant pesa un metre cúbic de sòl, per a diferents roques oscil·la entre 1,5 i 2,0 tones per 1 m3. El coeficient de porositat revela la relació entre el nombre total de porus i el volum complet del sòl. L’indicador d’humitat determina la relació de la massa d’humitat continguda amb el pes del mateix volum en estat sec.

L’índex de connectivitat revela la capacitat de petits grans i partícules de romandre en forma integral sota càrrega. Els sòls argilosos tenen la taxa més elevada; en les formacions de sorra, la cohesió mútua de les partícules està completament absent.

La plasticitat és la propietat d'una roca per canviar de forma sota la influència d'una càrrega i romandre inalterada després de la seva retirada. L’indicador més alt és per a les roques argiloses; els valors més baixos són mostrats per les sorres i les bases de grava.

La sonda estàtica revela un indicador de la força de la capa investigada. La força és la capacitat de mantenir-se intacte quan s’exposa a una càrrega.

Una característica important de la raça és la resistència a la cisalla. El moviment d'una capa respecte a una altra es produeix al llarg de certs plans de relliscament. Sota l'acció de la càrrega, les partícules resisteixen a cisalla, la quantitat d'adhesió i forma l'índex desitjat.

Permafrost

Les aigües subterrànies no només formen acumulacions de líquids a l’interior dels embassaments, sinó també la formació de gel sòlid. El permafrost s’anomena regió criolita, formada per capes de gel. Es formen a les muntanyes, a la superfície de planes amb un alt grau de mineralització i subterrània. El permafrost es forma en zones amb desplaçament tectònic constant d’horitzons per roques humides o com a resultat de la congelació del líquid prèviament acumulat a les capes subterrànies.

A gairebé totes les zones de permafrost, es produeixen acumulacions de gel migratori. La roca glaçada com a resultat de molts anys és el resultat d’una acumulació prolongada de fred a la massa d’estrats subterranis. Molts investigadors parlen de la seva existència centenària des de l’antiguitat. Com a resultat del clima dur establert en llocs on es troba el permafrost, no es preveu la destrucció de les capes de gel si no es pertorba l'equilibri natural com a conseqüència de l'activitat humana. Quan s’utilitza com a fonament per a la construcció d’estrats amb sòls congelats, es presta atenció a l’actitud minuciosa davant la integritat de la superfície, en cas contrari es pot produir un equilibri establert.

Lents al terra i profunditat de congelació

El permafrost es desenvolupa desigualment dins d’un territori extens. De vegades es produeixen taques aïllades i, de vegades, es congelen zones senceres sense pausa. Els estudis sobre la capa de sòl descongelat no sempre determinen la presència de lents en ell, seccions congelades de l'acumulació de gel.Si l’edifici s’està construint a la zona del sòl fos i s’ha perdut una lent i es troba parcialment a sobre d’aquest, aleshores la calor de l’estructura durant l’operació fon l’acumulació de gel i es creen subsidències o esllavissades imprevisibles.

De vegades, les lents de gel es formen artificialment com a resultat de la interrupció de l’intercanvi de calor natural entre la superfície del sòl i les profunditats.

El gel emmagatzemat a les profunditats s’infla amb l’augment de la temperatura deformant el sòl. La força de la base està afectada no només per les lents de gel individuals, sinó també per la profunditat natural de congelació del sòl. L’indicador es calcula per al període més fred de la zona. Al mateix temps, es calcula en el càlcul la humitat màxima de la roca i les condicions per a l'absència de neu a la superfície.

Es té en compte la profunditat de congelació quan es posen les bases per a la construcció d'edificis i estructures, mentre que la part inferior del fonament està enterrada per sota de la marca de congelació acceptada. En el càlcul s’obté un indicador que supera lleugerament la profunditat de congelació real. Es pren com a base, ja que el càlcul es realitza per a aquells casos en què una combinació de circumstàncies comporta les pitjors condicions de funcionament.

Com a conclusió, cal destacar que l’estudi de les formacions de sòl mitjançant el mètode de sondeig estàtic ajuda a expandir l’hàbitat humà a causa de la zona de permafrost i l’extrema Sibèria, per construir-hi pobles moderns i plantes de processament.