Statično sondiranje. Vrste i metode proučavanja tla

Da bi se odredio sastav tla, njegova nosivost, najefikasnija studija zemljinog sloja u prirodnom okruženju koristi se statički sondiranje. Dubina spuštanja sonde odgovara 10 m, ali manja je dopuštena ako dno autohtonih stijena tla prođe blizu površine. Uz plitku pojavu gustih tla, njihove neusklađene konzistencije ili glinenih stijena, dopušteno je spustiti istraživačku sondu samo do dubine od 5 m. Da bi se utvrdilo da se ispod konusa sonde buši sloj dovoljne debljine. Prema njenim studijama, određuje se željena dubina zvuka.

Ciljevi istraživanja tla

GOST 20069-1974 sadrži norme i pravila za statičko ispitivanje.

Postupak se provodi radi utvrđivanja:

• karakteristike geološkog elementa u uvjetima prirodne pojave (debljina sloja, granice određenog dijela tla, sastav i stanje u vrijeme ispitivanja);
• granice homogenih formacija u dubini i području rasprostranjenosti;
• dubine gornje granice gustih kamenitih tla, velikih klastičnih slojeva tla;
• statički testovi približno procjenjuju fizička i mehanička svojstva zemlje;
• određuje se granica otpora, bočni otpor tla pod sondom;
• za umjetno ispunjena tla provodi se ispitivanje stupnja zbijenosti.

Suština postupka

Statičkim sondiranjem tla provodi se radi utvrđivanja mehaničkih i fizikalnih svojstava sloja tla, zbog čega se dobivaju normativne karakteristike tla. Prilikom obrade podataka istraživanja prvo odredite aritmetički prosjek rezultata jednog spuštanja sonde kako biste odredili karakteristike sloja. Za krajnji rezultat uspoređuju se prosječne vrijednosti za sve proizvedene zvučne točke na odabranom mjestu.

Proces istraživanja provodi se u ciklusima koji sadrže sljedeće operativne postupke:

• postupno se ujednačuje uvlačenje štapa s periodičnim fiksiranjem fizičkih i mehaničkih svojstava tla nakon otprilike 20 cm;
• snimanje na shematskim automatskim vrpcama svih svjedočenja ispitivanja tla;
• da bi sagradio naredni dio štapa, dizalica se diže;
• statičko sondiranje završava kada instrument dosegne željenu odabranu dubinu ili maksimalna opterećenja na konusu sonde.

Opća pitanja senziranja

Kada se sonda spusti, očitanja otpora slojeva tla uzimaju se ispod vrha uređaja i na njegovim bočnim zidovima. Metoda statičkog istraživanja koristi se kao neovisno ispitivanje ili kombinira s drugim inženjerskim i geološkim definicijama svojstava tla. U procesu istraživanja dobivaju se vrijednosti debljine svakog sloja, otkrivaju se formirane leće tla, procjenjuju se granice položaja različitih vrsta tla i ocjenjuje njihovo trenutačno stanje.

Svi ovi prosječni pokazatelji koriste se za utvrđivanje mogućnosti vožnje gomilama, izračunavanje dubine njihovog spuštanja u tlo, izlaznih podataka za uspostavljanje maksimalne dubine temelja gomile i pronalaženja optimalnih mjesta za položaj istraživačkih mjesta.

Nakon terenskih istraživanja statičkim istraživanjem tla dobivaju se sljedeći podaci:

• na otpornost tla ispod vrha konusa, izraženo u MPa (kgf / cm)²);
• o otporu podgrade na strani konusne spojke, mjerna jedinica - knjiga.

Rezultati statičkog sondiranja pouzdani su ako se radovi izvode prema unaprijed odobrenom planu i zadatku za obavljanje geoloških i inženjerskih ispitivanja izvedenih u skladu sa svim pravilima.

Oprema za uzemljenje tla

Instalacija korištena za ispitivanje sastoji se od sljedećih dijelova:

• vrh i šipka, koji zajedno čine sondiranje;
• uređaj, poput dizalice, za utiskivanje vrha u zemlju i uređaj za vađenje sonde;
• za podršku instalacije - statički uravnoteženi krevet fiksiran sidrima;
• uređaji za mjerenje i čitanje s mogućnošću fiksiranja na fleksibilnom mediju.

Tip sonde koriste se u tri uobičajena tipa. Prva vrsta vrha sastoji se od kućišta i samog konusa. Druga vrsta sonde opremljena je konusnim vrhom za trenje u obliku konusa. Treći savjet uključuje trenje kvačilo, konus i ekspander. Metoda statičkog senziranja zahtijeva da, unatoč primijenjenom dizajnu sonde, njegova baza u površini treba odgovarati 10 cm², Kut na stožasti vrh je 60 °.

Prema tehnologiji, potrebno je da promjer spojnice s vanjske strane bude jednak ovom pokazatelju baze kućišta, a njegova duljina treba biti 31 cm. Promjer šipke s vanjske strane iznosi 36 cm za sondu tipa 1, a dvije druge vrste dopuštaju promjer do 55 cm. Ova se veličina prihvaća na temelju tehnološki proračuni.

Pripremni rad

Prema uputama za uporabu koje proizvođač izdaje prilikom kupnje stroja, provode se periodična ispitivanja opreme i njihova provjera. Učinkovitost se utvrđuje nakon kupnje postrojenja i prije njegove upotrebe na odlagalištu. Ispitivanje se obavlja najmanje jednom u tri mjeseca, a također nakon popravka i zamjene bilo kojeg od rezervnih dijelova. Dobiveni rezultati verifikacije sastavljaju se odgovarajućim aktom.

Instalacija statičkog senziranja stalno je izložena habanju, dolazi do djelomičnog gubitka ravnoće štapa, pa se nakon svakih 15-20 točaka uranjanja karike skupljaju u presjeku od najmanje 3 m i provjerava se ravna linija. Odstupanja su dopuštena ne više od 5 mm po cijeloj duljini. Provjera se također odnosi na visinu vrha sonde, što sprečava da se duljina smanji za više od 5 mm.

Za označavanje ronilačkih točaka koriste se geodetski nivoi i teodoliti, na označena mjesta postavljaju svjetionike u visinu i okomito. Nakon provođenja statičkog sondiranja, provjerava se ispravnost položaja točaka. Ako, zbog geoloških značajki terena, nisu postavljeni svjetionici, tada se planira tlo radi poboljšanja uvjeta. Sondiranje jarbola ne odstupa više od 5 °, inače se rezultati smatraju kontroverznim.

provođenje očitavanje

Statička sonda provodi se u skladu s postupkom predviđenim u uputama za uporabu za terenske instalacije. Dobiveni rezultati nužno se fiksiraju u periodičnim intervalima na fleksibilnoj vrpci brzinom uboda od 1 m u minuti. Uranjanje se smatra dovršenim ako je sonda pod pritiskom unaprijed određene vrijednosti.

Osim fleksibilnog medija, rezultati testova bilježe se u posebnim časopisima. Nakon rada, bunar je zatrpan zemljom i označen je znakom na kojem su podaci o ispitnim točkama i naziv organizacije koja je provela postupak. Obvezno je obnoviti tlo oštećeno tijekom rada.

Obrada primljenih podataka

Sve dobivene karakteristike tla sastavljene su u obliku vizualnih grafova, pri čemu se očitanja razlikuju po dubini osjetljivih oznaka. Za izradu koristite feedove dijagrama ili zapise podataka u evidenciji evidentiranja.Svi se grafikoni izvode na jednoj skali, dopuštena je njezina promjena uz održavanje omjera između okomitih i vodoravnih koordinata. Ako se rudnički radovi nalaze u blizini, tada su prikazani na grafu u zasebnim linijama.

Razvrstavanje i vrste tla

Podzemna tla su raznolika po kemijskom sastavu, kristalnoj strukturi i prirodi položaja u sloju. Podjela tla vrši se u skladu s SNiP II-15-1974, dio 2.

Stjenovita tla su tvrda ležišta tla koja leže u gustom masivu, a ponekad su dopuštena i lomljena područja. Oni uključuju magnetske stijene (graniti), sedimentne naslage (konglomerati, pješčana tla), metamorfne slojeve (škriljevci, gneisi, kvarciti). Tlani tla ove vrste karakteriziraju velika tlačna čvrstoća, dobra otpornost na smrzavanje i izvrsna su baza za gradnju.

Ako je za stjenovita tla karakteristična prisutnost pukotina, tada se njihova izvedba pogoršava u smislu smrzavanja i snage. Takva tla podijeljena su u skupine određene sadržajem soli, sposobnosti omekšavanja i topljivosti u vodi.

Ne kamenita tla nastaju sedimentnom metodom u prirodnim uvjetima i ne sadrže krute strukturne veze u svojim rešetkama. Ovisno o veličini čestica, dijele se na grubozrnato, pješčano tlo, glineno-prašnjavo i biogeno nakupljanje.

Karakterizacija grubog tla

Tu se ubrajaju nepovezani komadi stijena, u kojima prevladavaju ulomci veličine do 2 mm, a sadržani su u masi ne većoj od 50%. Oblik i veličina granula razlikuju ove vrste tla: kamen, blok, šljunak, šljunak, šljunak i drvo. Smatraju se izvrsnom bazom za teške građevne i mehaničke konstrukcije, ako se nalaze na prethodnom gustom sloju. Kompresija pod utjecajem opterećenja je zanemariva. Dobro je ako ukupna masa tla sadrži do 40% punjenja pijeska ili gline i prašine, što daje dodatne karakteristike čvrstoće.

Pokazatelji pijeska tla

U svom sastavu, ove vrste tla sadrže mineralne čestice i kvarcitna zrna veličine zrna ne više od 2 mm. Glinene komponente - ne više od 3%, što dovodi do gubitka plastičnosti. Ovisno o veličini zrna, pjeskovita tla dijele se na vrste:

• prašina se sastoji od čestica promjera 0,05 do 0,005 mm;
• fina frakcija s promjerom većim od 0,1 mm;
• prosječna finoća s promjerom većim od 0,25 mm;
• promjer velikih čestica je 0,5 mm ili više;
• šljunčana vrsta sadrži inkluzije promjera veće od 2 mm.

Nosivost pješčane baze povećava se s povećanjem veličine zrna. Nefleksibilna pješčana tla imaju nizak stupanj kompresije, nakon početka opterećenja sediment brzo prestaje. Grubozrnati tipovi pjeskovitih tla za vrijeme opterećenja povećavaju gustoću i, prema tome, čvrstoću.

Vrste tla, poput pijeska s glinom, u nekim slučajevima pokazuju sposobnost podtajanja i nabreknuća. Prvo se događa pod utjecajem vlastite težine i namakanja, drugo povećava volumen tla, a kada se osuši, smanjuje se, što dovodi do pukotina i gubitka čvrstoće.

Glinene stijene

Glinena tla sadrže sitne ljuskave čestice promjera ne više od 0,005 mm. Mali broj praškastih zrna pijeska može se presijecati. Glineno tlo odnosi se na gustu stijenu, jer tanke kapilare i velike ravnine između čestica zbog sadržaja vlage dovode do brzog zasićenja vodom, što uništava cjelovitost formacije pod utjecajem mraza. Glina tla se dijele na sljedeće:

• gline - sadrže glinene pahuljice više od 30%;
• ilovače - broj pahuljica smanjuje se na 10-30%;
• pješčane ilovače karakteriziraju sadržajem od 3 do 10% ljuskica.

Glinena tla mijenjaju snagu ovisno o vlazi. Suho može podnijeti značajno opterećenje. Od sadržaja čestica gline ovisi pokazatelj plastičnosti i fluidnosti.

živi pijesak

Podnožja, koja se, kad se otvore, počinju pomicati, pokazujući veću fluidnost i viskoznost, nazivaju brzi. Uključuju pješčanu prašinu, ljuskaste čestice gline, svilene aditive. Quicksandies sadrže puno vlage, što dovodi masu u gotovo tekuće stanje. Tla ovog sastava dijele se na istinske mirne i nekonvencionalne. Prve sadrže puno glinenih i koloidnih inkluzija koje karakteriziraju brzo zasićenje i loši gubitak vlage. Njihovo kupanje nastaje kada je sadržaj vlage u količini od 6-9%, prijelaz u fluidno stanje promatra se nakon dodavanja vlage u količini od 15-17%.

Nekonvencionalni quicksand uključuje formacije pijeska koje ne sadrže glinu. Ova tla karakteriziraju visoka percepcija vlage i sposobnost brzog davanja. Oni prelaze u trenutno stanje, a takva svojstva tla onemogućavaju njihovu uporabu u gradnji.

Mehaničke i fizičke karakteristike

Važan pokazatelj je raspodjela veličine čestica, koja vam omogućuje da otkrijete koliko postotaka čestica se nalazi u masi. Standardizirane čestice pogodne za otkrivanje uključuju zrnce: 40 mm - šljunak, od 0,25 do 2 mm - pijesak, 0,05-0,25 mm - prašina, 0,005-0,05 mm - čestice prašine, do 0,005 mm - vaga od gline.

Volumetrijska masa pokazuje koliko teži jedan kubni metar tla, a za različite stijene kreće se od 1,5 do 2,0 tona na 1 m3. Koeficijent poroznosti otkriva omjer ukupnog broja pora u ukupnom volumenu tla. Indikator vlage određuje omjer mase vlage koja se nalazi u težini istog volumena u suhom stanju.

Indeks povezanosti otkriva sposobnost malih zrnaca i čestica da pod opterećenjem ostanu u integralnom obliku. Glinena tla imaju najveću stopu, a u pjeskovitim tvorbama uzajamna kohezija čestica potpuno ne postoji.

Plastičnost je svojstvo stijene da pod utjecajem opterećenja mijenja oblik i ostaje nepromijenjeno nakon uklanjanja. Najviši pokazatelj je za glinene stijene, a najniže vrijednosti pijesci i šljunčane baze.

Statički sondiranje otkriva pokazatelj čvrstoće ispitivanog sloja. Čvrstoća je sposobnost da ostane netaknuta kada je izložena opterećenju.

Važna karakteristika pasmine je otpornost na smicanje. Kretanje jednog sloja prema drugom događa se duž određenih ravnina klizanja. Pod djelovanjem opterećenja, čestice se odupiru smicanju, količini adhezije i tvore željeni indeks.

permafrosta

Podzemna voda tvori ne samo akumuliranje tekućine unutar rezervoara, već i formiranje čvrstog leda. Permafrost se naziva kriolitna regija, koja se sastoji od ledenih slojeva. Nastaju u planinama, na površini ravnica visokog stupnja mineralizacije i pod zemljom. Permafrost nastaje u područjima s konstantnim tektonskim pomakom horizonta vlažnim stijenama ili kao posljedica zamrzavanja prethodno nakupljene tekućine u podzemnim slojevima.

U gotovo svim područjima permafrosta dolazi do migracijskog nakupljanja leda. Stijena smrznuta kao rezultat mnogih godina posljedica je dugotrajnog nakupljanja hladnoće u masi podzemnih slojeva. Mnogi istraživači govore o njegovom stoljetnom postojanju još od antičkih vremena. Kao posljedica uspostavljene oštre klime na mjestima gdje se nalazi permafrost, ne očekuje se uništavanje slojeva leda ako prirodna ravnoteža ne bude narušena kao posljedica ljudske aktivnosti. Kada se koristi kao temelj za izgradnju slojeva sa smrznutim tlima, pažnja se posvećuje pažljivom odnosu prema cjelovitosti površine, jer u protivnom može doći do uspostave ravnoteže.

Leće u zemlji i dubini smrzavanja

Permafrost se na ogromnom teritoriju nejednako razvija. Ponekad se pojave izolirana mjesta, a ponekad se čitava područja bez pauze smrzavaju. Ispitivanja sloja odmrznutog tla ne određuju uvijek prisutnost leća u njemu - smrznute dijelove akumulacije leda.Ako se zgrada gradi u području istopljenog tla i leća je propuštena, a djelomično se nalazi iznad nje, tada toplina iz građevine tijekom rada topi nakupljanje leda i stvaraju se nepredvidivi taloženje ili klizišta.

Ponekad ledene leće umjetno nastaju kao rezultat poremećaja prirodne izmjene topline između površine tla i dubine.

Led pohranjen u dubini bubri s povećanjem temperature, deformirajući tlo. Na čvrstoću baze utječu ne samo pojedinačne ledene leće, već i prirodna dubina smrzavanja tla. Indikator se izračunava za najhladnije razdoblje na tom području. Istodobno se u izračun stavljaju maksimalna vlažnost stijena i uvjeti za nepostojanje snijega na površini.

Dubina smrzavanja uzima se u obzir prilikom postavljanja temelja za izgradnju zgrada i građevina, dok je dno temelja zakopano ispod prihvaćene oznake smrzavanja. U proračunu se dobiva pokazatelj koji malo prelazi stvarnu dubinu smrzavanja. Uzima se kao osnova jer se proračun provodi u onim slučajevima kada splet okolnosti dovodi do najgorih radnih uvjeta.

Zaključno, treba napomenuti da proučavanje formiranja tla metodom statičkog sondiranja pomaže širenju ljudskog staništa zahvaljujući zoni permafrosta i ekstremnog Sibira, tamo se grade moderna sela i prerađivačka postrojenja.