Brzmienie statyczne. Rodzaje i metody badania gleby

Aby określić skład gleby, jej nośność, najskuteczniejsze badanie warstwy ziemi w środowisku naturalnym, stosuje się sondowanie statyczne. Głębokość opuszczania sondy odpowiada 10 m, ale mniejsza jest dozwolona, ​​jeśli dno miejscowych skał glebowych przechodzi blisko powierzchni. Przy płytkim występowaniu gęstych gleb, ich niespójnej konsystencji lub skał ilastych dozwolone jest obniżenie sondy badawczej tylko do głębokości 5 m. Aby ustalić, że pod stożkiem sondy znajduje się warstwa o wystarczającej grubości, wierci się jeden otwór. Według jej badań określa się pożądaną głębokość sondowania.

Cele badawcze wyczuwania gleby

GOST 20069-1974 zawiera standardy i zasady dotyczące wykrywania statycznego.

Procedura jest wykonywana w celu identyfikacji:

• charakterystyka elementu geologicznego w warunkach naturalnego występowania (grubość warstwy, granice danego odcinka gleby, skład i stan w momencie badania);
• granice jednorodnych formacji w głębokości i obszarze dystrybucji;
• głębokości górnej granicy grubych skalistych gleb, dużych klastycznych warstw gleby;
• próby statyczne w przybliżeniu oceniają fizyczne i mechaniczne właściwości ziemi;
• określa się granicę oporności, boczny opór gleby pod sondą;
• w przypadku sztucznie wypełnionych gleb przeprowadza się badanie stopnia zagęszczenia.

Istota procedury

Statyczne sondowanie gleb jest przeprowadzane w celu określenia właściwości mechanicznych i fizycznych warstwy gleby, dlatego uzyskuje się w ten sposób normatywne cechy gleby. Przetwarzając dane badawcze, najpierw określ średnią arytmetyczną wyników jednego obniżenia sondy, aby określić właściwości warstwy. Aby uzyskać wynik końcowy, porównuje się średnie wartości dla wszystkich wytworzonych punktów sondowania w wybranym miejscu.

Proces badawczy odbywa się w cyklach, które zawierają następujące procedury operacyjne:

• wykonuje się stopniowe jednolite wcięcie pręta z okresowym ustalaniem fizycznych i mechanicznych właściwości gleby po około 20 cm;
• zapis na schematycznych automatycznych taśmach wszystkich zeznań z badania gleby;
• w celu utworzenia kolejnej sekcji pręta dźwignik podnosi się;
• sondowanie statyczne kończy się, gdy instrument osiągnie żądaną wybraną głębokość lub maksymalne obciążenia stożka sondy.

Ogólne problemy z wyczuwaniem

Kiedy sonda jest opuszczana, odczyty rezystancji warstw gleby są pobierane pod końcówką urządzenia i na jego ściankach bocznych. Metodę badań statycznych stosuje się jako niezależne badanie lub w połączeniu z innymi inżynierskimi i geologicznymi definicjami cech gleby. W trakcie badań uzyskuje się wartości grubości każdej warstwy, ujawniają się utworzone soczewki gleby, ocenia się granice lokalizacji różnych rodzajów gleb i ocenia się ich aktualny stan.

Wszystkie te uśrednione wskaźniki są używane do określania możliwości wbijania pali, obliczania głębokości ich opuszczania w ziemię, danych wyjściowych w celu ustalenia maksymalnej głębokości fundamentu pali i znajdowania optymalnych miejsc dla lokalizacji miejsc badań.

Po przeprowadzeniu badań terenowych za pomocą statycznego badania gleby uzyskuje się następujące dane:

• na oporność gleby pod wierzchołkiem stożka, wyrażoną w MPa (kgf / cm²);
• o oporności podłoża na stronie sprzęgła stożkowego, jednostka miary - książka.

Wyniki sondowania statycznego są wiarygodne, jeśli prace są prowadzone zgodnie z uprzednio zatwierdzonym planem, a zadanie wykonania badań geologicznych i inżynieryjnych wykonanych zgodnie ze wszystkimi zasadami.

Urządzenia do wykrywania ziemi

Instalacja zastosowana do testu składa się z następujących części:

• końcówka i pręt, razem tworzące urządzenie sondujące;
• urządzenie, takie jak podnośnik, do wciskania końcówki w ziemię i urządzenie wyciągające sondę;
• w celu wsparcia instalacji - statycznie wyważone łóżko przymocowane za pomocą kotew;
• urządzenia pomiarowe i odczytowe z możliwością zamocowania na elastycznym nośniku.

Sondy szczytowe są używane w trzech popularnych typach. Pierwszy typ końcówki składa się z obudowy i samego stożka. Drugi typ sondy jest wyposażony w stożkową końcówkę cierną. Trzecia końcówka zawiera sprzęgło cierne, stożek i ekspander. Metoda wykrywania statycznego wymaga, aby pomimo zastosowanej konstrukcji sondy jej podstawa w obszarze powinna odpowiadać 10 cm². Kąt przy wierzchołku stożkowym wynosi 60º.

Zgodnie z technologią wymagane jest, aby średnica złącza była równa temu wskaźnikowi podstawy obudowy, a jego długość powinna wynosić 31 cm. Średnica pręta na zewnątrz wynosi 36 cm dla sondy typu 1, a dwa drugie typy pozwalają na średnicę do 55 cm. Rozmiar ten jest akceptowany na podstawie obliczenia technologiczne.

Prace przygotowawcze

Zgodnie z instrukcją obsługi wydaną przez producenta przy zakupie maszyny przeprowadza się okresowe testy urządzenia i jego weryfikację. Sprawność określa się po zakupie instalacji i przed użyciem na składowisku. Test jest przeprowadzany co najmniej raz na trzy miesiące, a także po naprawie i wymianie dowolnej części zamiennej. Uzyskane wyniki weryfikacji sporządza odpowiedni akt prawny.

Instalacja wykrywania statycznego podlega ciągłemu zużyciu, następuje częściowa utrata prostoliniowości pręta, dlatego po każdych 15-20 punktach zanurzenia łączniki są gromadzone na odcinku co najmniej 3 mi sprawdzana jest linia prosta. Dopuszczalne są odchylenia nie większe niż 5 mm na całej długości. Kontrola dotyczy także wysokości końcówki sondy, co zapobiega zmniejszeniu długości o więcej niż 5 mm.

Podczas oznaczania punktów nurkowania używane są poziomy geodezyjne i teodolity, w oznaczonych miejscach ustawiają latarnie wysokościowe i pionowe. Po przeprowadzeniu sondowania statycznego ponownie sprawdza się poprawne położenie punktów. Jeśli ze względu na cechy geologiczne terenu latarnie morskie nie zostaną zainstalowane, wówczas planowane jest przygotowanie gleby w celu poprawy warunków. Maszt sondujący nie odchyla się więcej niż o 5º, w przeciwnym razie wyniki są uważane za kontrowersyjne.

Brzmiące

Sondowanie statyczne przeprowadza się zgodnie z procedurą przewidzianą w instrukcji obsługi instalacji w terenie. Uzyskane wyniki są koniecznie ustalane w okresowych odstępach czasu na elastycznej taśmie z prędkością wcięcia 1 m na minutę. Zanurzenie uważa się za zakończone, jeżeli sonda znajduje się pod ciśnieniem o określonej wartości.

Oprócz elastycznego nośnika wyniki testów są zapisywane w specjalnych czasopismach. Po pracy odwiert jest zaślepiony ziemią i oznaczony znakiem, na którym znajdują się dane punktu testowego i nazwa organizacji, która przeprowadziła procedurę. Przywrócenie gleby uszkodzonej podczas pracy jest obowiązkowe.

Przetwarzanie otrzymanych danych

Wszystkie uzyskane cechy gleby są sporządzane w postaci graficznych wykresów, na których odczyty różnią się na głębokości znaków wykrywających. Do budowy użyj kanałów danych lub rekordów danych w dzienniku wykrywania.Wszystkie wykresy są wykonywane w jednej skali, jego zmiana jest dozwolona przy zachowaniu stosunku między współrzędnymi pionowymi i poziomymi. Jeśli wyrobiska kopalni znajdują się w pobliżu, są one pokazane na wykresie w osobnych wierszach.

Klasyfikacja i rodzaje gleb

Gleby podziemne różnią się składem chemicznym, strukturą krystaliczną i charakterem lokalizacji w warstwie. Podział gruntu przeprowadza się zgodnie z SNiP II-15-1974, część 2.

Skaliste gleby to twarde złoża gleby leżące w gęstym masywie, czasem dopuszczalne są obszary pęknięte. Należą do nich skały magmowe (granity), osady osadowe (zlepki, gleba piaszczysta), warstwy metamorficzne (łupki, gnejsy, kwarcyty). Formacje glebowe tego typu charakteryzują się dużą wytrzymałością na ściskanie, dobrą odpornością na zamarzanie i stanowią doskonałą podstawę konstrukcyjną.

Jeśli gleby skaliste charakteryzują się obecnością pęknięć, ich wydajność pogarsza się pod względem zamarzania i wytrzymałości. Taka gleba jest podzielona na grupy określone przez zawartość soli, zdolność zmiękczania i rozpuszczalność w wodzie.

Gleby nieskaliste powstają metodą osadową w warunkach naturalnych i nie zawierają sztywnych wiązań strukturalnych w swoich sieciach. W zależności od wielkości cząstek dzieli się je na gruboziarniste, piaszczyste gleby, pyły gliniaste i akumulacje biogenne.

Charakterystyka gruboziarnistej gleby

Należą do nich niepołączone fragmenty formacji skalnych, w których przeważają fragmenty o wielkości do 2 mm i są zawarte w masie nie większej niż 50%. Forma i wielkość granulek wyróżniają te typy gleb: głaz, blok, żwir, żwir, żwir i drewno. Są uważane za doskonałą bazę do ciężkich konstrukcji budowlanych i mechanicznych, jeśli znajdują się na poprzedniej gęstej warstwie. Kompresja pod wpływem obciążenia jest znikoma. Dobrze jest, jeśli całkowita masa gleby zawiera do 40% piasku lub gliny i wypełnienia pyłem, co zapewnia dodatkowe właściwości wytrzymałościowe.

Wskaźniki gleby piaszczystej

W swoim składzie tego rodzaju gleby zawierają cząstki mineralne i ziarna kwarcytu o wielkości ziarna nie większej niż 2 mm. Elementy gliniane - nie więcej niż 3%, co prowadzi do utraty plastyczności. W zależności od wielkości ziarna gleby piaszczyste dzielą się na typy:

• pył składa się z cząstek o średnicy od 0,05 do 0,005 mm;
• drobna frakcja o średnicy większej niż 0,1 mm;
• średnia próba o średnicy większej niż 0,25 mm;
• duża średnica cząstek wynosi 0,5 mm lub więcej;
• gatunek żwirowy zawiera inkluzje o średnicy większej niż 2 mm.

Nośność piaszczystej podstawy wzrasta wraz ze wzrostem wielkości ziarna. Nieelastyczne gleby piaszczyste mają niski stopień kompresji; po rozpoczęciu obciążenia osad szybko ustaje. Gruboziarniste rodzaje piaszczystych gleb podczas załadunku zwiększają gęstość i odpowiednio wytrzymałość.

Rodzaje gleb, takie jak piasek z gliną, w niektórych przypadkach wykazują zdolność opadania i pęcznienia. Pierwszy występuje pod wpływem własnej masy i moczenia, drugi zwiększa objętość gleby, a po wysuszeniu zmniejsza się, co prowadzi do pęknięć i utraty siły.

Skały gliniane

Gleby gliniaste zawierają małe łuszczące się cząsteczki o średnicy nie większej niż 0,005 mm. Niewielką liczbę zakurzonych ziaren piasku można przeplatać. Gleba gliniasta odnosi się do falujących skał, ponieważ cienkie naczynia włosowate i duże płaszczyzny między cząsteczkami pod względem zawartości wilgoci prowadzą do szybkiego nasycenia wodą, co niszczy integralność formacji pod wpływem mrozów. Gleby gliniaste dzielą się na następujące:

• gliny - zawierają więcej niż 30% płatków gliny;
• iły - liczba płatków spada do 10-30%;
• iły piaszczyste charakteryzują się zawartością od 3 do 10% łusek.

Gleby gliniaste zmieniają swoją wytrzymałość w zależności od wilgotności. Sucha może wytrzymać znaczne obciążenie. Od zawartości cząstek gliny zależy wskaźnik plastyczności i płynności.

Quicksand

Zasady, które po otwarciu zaczynają się poruszać, wykazując większą płynność i lepkość, nazywane są ruchomymi piaskami. Należą do nich pyły piaskowe, złuszczające się glinki, muliste dodatki. Quicksandies zawierają dużo wilgoci, co sprawia, że ​​masa staje się prawie płynna. Gleby tej kompozycji są podzielone na prawdziwe ruchome piaski i niekonwencjonalne. Pierwsze zawierają dużo gliny i wtrąceń koloidalnych charakteryzujących się szybkim nasyceniem i słabą utratą wilgoci. Ich pływanie ma miejsce, gdy zawartość wilgoci wynosi 6-9%, przejście do stanu płynnego obserwuje się po dodaniu wilgoci w ilości 15-17%.

Niekonwencjonalne ruchome piaski obejmują formacje piasku, które nie zawierają gliny. Gleby te charakteryzują się wysoką percepcją wilgoci i zdolnością do szybkiego jej oddawania. Przechodzą do obecnego stanu, a takie właściwości gleb uniemożliwiają ich zastosowanie w budownictwie.

Właściwości mechaniczne i fizyczne

Ważnym wskaźnikiem jest rozkład wielkości cząstek, który pozwala dowiedzieć się, ile procentowych cząstek jest zawartych w masie. Znormalizowane cząstki odpowiednie do wykrywania obejmują ziarna: 40 mm - kamyki, od 0,25 do 2 mm - piasek, 0,05-0,25 mm - pył, 0,005-0,05 mm - cząsteczki pyłu, do 0,005 mm - łuski gliny.

Ciężar objętościowy pokazuje, ile waży jeden metr sześcienny gleby; dla różnych skał waha się od 1,5 do 2,0 ton na 1 m3. Współczynnik porowatości ujawnia stosunek całkowitej liczby porów do całej objętości gleby. Wskaźnik wilgotności określa stosunek masy zawartej wilgoci do masy tej samej objętości w stanie suchym.

Wskaźnik łączności pokazuje zdolność małych ziaren i cząstek do zachowania integralnej postaci pod obciążeniem. Gleby gliniaste mają najwyższy wskaźnik; w formacjach piaskowych wzajemna kohezja cząstek jest całkowicie nieobecna.

Plastyczność jest właściwością skały, która zmienia kształt pod wpływem ładunku i pozostaje niezmieniona po jego usunięciu. Najwyższy wskaźnik dotyczy skał ilastych; najniższe wartości przedstawiają piaski i żwirowe podstawy.

Sondowanie statyczne ujawnia wskaźnik siły badanej warstwy. Siła to zdolność do zachowania nienaruszonego, gdy jest wystawiona na obciążenie.

Ważną cechą rasy jest odporność na ścinanie. Ruch jednej warstwy względem drugiej zachodzi wzdłuż określonych płaszczyzn poślizgu. Pod działaniem obciążenia cząstki są odporne na ścinanie, przyczepność i tworzą pożądany wskaźnik.

Wieczna zmarzlina

Wody gruntowe tworzą nie tylko gromadzenie się płynów w zbiornikach, ale także tworzenie się lodu. Wieczna zmarzlina nazywana jest regionem kriolitowym, składającym się z warstw lodu. Powstają w górach, na powierzchni równin o wysokim stopniu mineralizacji i pod ziemią. Wieczna zmarzlina powstaje w obszarach o stałym tektonicznym przemieszczaniu się horyzontów przez mokre skały lub w wyniku zamarzania wcześniej nagromadzonej cieczy w warstwach podziemnych.

W prawie wszystkich obszarach wiecznej zmarzliny dochodzi do akumulacji lodu wędrownego. Skała zamarznięta w wyniku wielu lat jest wynikiem długotrwałego gromadzenia się chłodu w masie warstw podziemnych. Wielu badaczy mówi o jego wielowiekowej egzystencji od czasów starożytnych. W wyniku ustalonego trudnego klimatu w miejscach, w których znajduje się wieczna zmarzlina, nie należy oczekiwać zniszczenia warstw lodu, jeśli naturalna równowaga nie zostanie zakłócona w wyniku działalności człowieka. Przy stosowaniu jako fundament do budowy warstw z zamrożonymi glebami zwraca się uwagę na ostrożne podejście do integralności powierzchni, w przeciwnym razie może wystąpić ustalona równowaga.

Soczewki w ziemi i głębokość zamrażania

Wieczna zmarzlina rozwija się nierównomiernie na rozległym terytorium. Czasami występują pojedyncze miejsca, a czasem całe obszary bez przerwy są zamrażane. Badania warstwy rozmrożonej gleby nie zawsze determinują obecność w niej soczewek - zamarzniętych odcinków akumulacji lodu.Jeśli budynek budowany jest w obszarze stopionej gleby, a soczewka została pominięta i jest częściowo umieszczona nad nią, wówczas ciepło z konstrukcji podczas pracy topi akumulację lodu i powstają nieprzewidywalne osiadanie lub osuwiska.

Czasami soczewki lodowe powstają sztucznie w wyniku zakłócenia naturalnej wymiany ciepła między powierzchnią gleby a głębokościami.

Lód zgromadzony w głębinach pęcznieje wraz ze wzrostem temperatury, deformując glebę. Na wytrzymałość podstawy wpływają nie tylko pojedyncze soczewki lodowe, ale także naturalna głębokość zamarzania gleby. Wskaźnik jest obliczany dla najzimniejszego okresu w okolicy. Jednocześnie oblicza się maksymalną wilgotność skały i warunki braku śniegu na powierzchni.

Głębokość zamrażania jest brana pod uwagę przy układaniu fundamentu pod konstrukcję budynków i konstrukcji, podczas gdy dno fundamentu jest zakopane poniżej przyjętego znaku zamrażania. W obliczeniach uzyskuje się wskaźnik, który nieznacznie przekracza rzeczywistą głębokość zamrażania. Przyjmuje się to za podstawę, ponieważ obliczenia przeprowadza się dla tych przypadków, w których połączenie okoliczności prowadzi do najgorszych warunków pracy.

Podsumowując, należy zauważyć, że badanie formacji glebowych metodą sondowania statycznego pomaga poszerzyć siedlisko ludzkie z powodu strefy wiecznej zmarzliny i skrajnej Syberii, aby zbudować tam nowoczesne wioski i zakłady przetwórcze.