Na určenie zloženia pôdy, jej únosnosti, najúčinnejšieho štúdia zemskej vrstvy v prírodnom prostredí sa používa statické ozvučenie. Hĺbka spádu sondy zodpovedá 10 m, ale menšia je povolená, ak lôžko pôvodných pôdnych hornín prechádza blízko k povrchu. Pri plytkom výskyte hustých pôd, ich nekoherentnej konzistencie alebo ílovitých hornín je dovolené spustiť výskumnú sondu iba do hĺbky 5 m. Aby sa zistilo, že pod kužeľom sondy sa nachádza vrstva dostatočnej hrúbky, vyvŕta sa jedna jamka. Podľa jej štúdií sa určuje požadovaná hĺbka ozvučenia.
Ciele výskumu v oblasti snímania pôdy
GOST 20069-1974 obsahuje normy a pravidlá pre statické snímanie.
Vykonáva sa postup na identifikáciu:
- charakteristika geologického prvku v podmienkach prirodzeného výskytu (hrúbka vrstvy, hranice konkrétneho úseku pôdy, zloženie a stav v čase štúdie);
- hranice homogénnych formácií do hĺbky a oblasti rozmiestnenia;
- hĺbky horných hraníc hustých skalnatých pôd, veľkých klastických pôdnych vrstiev;
- statické skúšky približne vyhodnocujú fyzikálne a mechanické vlastnosti Zeme;
- stanoví sa medza odporu, priečny odpor pôdy pod sondou;
- v prípade umelo plnených pôd sa vykonáva štúdia stupňa zhutnenia.
Podstata konania
Na stanovenie mechanických a fyzikálnych vlastností pôdnej vrstvy sa vykonáva statické ožarovanie zemín, čím sa získajú normatívne vlastnosti pôdy. Pri spracovaní výskumných údajov najskôr stanovte aritmetický priemer výsledkov jedného spustenia sondy, aby ste určili charakteristiky vrstvy. Pre konečný výsledok sa porovnajú priemerné hodnoty všetkých produkovaných sondových bodov na vybranom mieste.
Výskumný proces sa vykonáva v cykloch, ktoré obsahujú tieto prevádzkové postupy:
- vykonáva sa postupné rovnomerné vtláčanie tyčinky s periodickým fixovaním fyzikálnych a mechanických vlastností pôdy po asi 20 cm;
- zaznamenávanie všetkých svedectiev o skúmaní pôdy na schematické automatické pásky;
- aby sa vytvoril nasledujúci úsek tyče, zdvihne sa tyč zdviháka;
- statické sondovanie sa skončí, keď prístroj dosiahne požadovanú hĺbku alebo maximálne zaťaženie kužeľa sondy.
Všeobecné problémy snímania
Keď je sonda spustená, odčítajú sa hodnoty odporu pôdnych vrstiev pod špičkou zariadenia a na jeho bočných stenách. Metóda statického výskumu sa používa ako nezávislý test alebo v kombinácii s inými inžinierskymi a geologickými definíciami pôdnych charakteristík. Pri výskume sa získavajú hodnoty hrúbky každej vrstvy, odhaľujú sa šošovky pôdy, zisťujú sa hranice umiestnenia rôznych typov pôd a hodnotí sa ich súčasný stav.
Všetky tieto spriemerované ukazovatele sa používajú na určenie možnosti riadenia pilotov, výpočet hĺbky ich spustenia do zeme, výstupné údaje na stanovenie maximálnej hĺbky pilotového základu a nájdenie optimálnych miest pre umiestnenie výskumných pracovísk.
Po vykonaní poľných štúdií statickou štúdiou pôdy sa získajú tieto údaje:
- na rezistenciu pôdy pod špičkou kužeľa, vyjadrenú v MPa (kgf / cm2);
- o odpore podložia na strane kužeľovej spojky, meracej jednotke - knihe.
Výsledky statického ozvučenia sú spoľahlivé, ak sa práca vykonáva podľa vopred schváleného plánu a úlohy na vykonanie geologických a inžinierskych skúšok vykonaných v súlade so všetkými pravidlami.
Zariadenia na snímanie zeme
Inštalácia použitá na skúšku pozostáva z nasledujúcich častí:
- špička a tyč, ktoré spolu vytvárajú sondu;
- zariadenie, ako napríklad zdvihák, na zatlačenie hrotu do zeme a zariadenie, ktoré vyťahuje sondu;
- na podporu inštalácie - staticky vyvážené lôžko upevnené kotvami;
- meracie a čítacie zariadenia s možnosťou pripevnenia na pružné médium.
Špičky sondy sa používajú v troch bežných typoch. Prvý typ špičky sa skladá z puzdra a samotného kužeľa. Druhý typ sondy je vybavený kužeľovou trecou spojovacou špičkou. Tretí hrot obsahuje treciu spojku, kužeľ a expandér. Metóda statického snímania vyžaduje, aby napriek použitej konštrukcii sondy jej základňa v oblasti zodpovedala 10 cm2, Uhol na kónickom vrchole je 60 °.
Podľa technológie je potrebné, aby bol priemer spojky na vonkajšej strane rovný tomuto ukazovateľu základne puzdra a jeho dĺžka by mala byť 31 cm. Priemer tyče na vonkajšej strane je 36 cm pre sondu typu 1 a dva druhé typy umožňujú priemer až 55 cm. Táto veľkosť je akceptovaná na základe technologické výpočty.
Prípravné práce
Podľa prevádzkových pokynov, ktoré vydáva výrobca pri kúpe stroja, sa vykonáva pravidelná kontrola zariadenia a jeho overenie. Účinnosť sa určuje po zakúpení zariadenia a pred jeho použitím na skládke. Skúška sa vykonáva najmenej raz za tri mesiace a tiež po oprave a výmene niektorého z náhradných dielov. Získané výsledky overovania sú vypracované príslušným zákonom.
Inštalácia statického snímania je neustále opotrebovaná, dochádza k čiastočnej strate priamosti tyče, preto sa po každých 15 - 20 bodoch ponoru zhromažďujú spoje v úseku najmenej 3 ma kontroluje sa priamka. Odchýlky nie sú povolené viac ako 5 mm po celej dĺžke. Kontrola sa týka aj výšky hrotu sondy, ktorá zabraňuje skráteniu dĺžky o viac ako 5 mm.
Pri označovaní bodov potápania sa používajú geodetické úrovne a teodolity, na označených miestach postavia majáky na výšku a na výšku. Po vykonaní statického ozvučenia sa znova skontroluje správne umiestnenie bodov. Ak majáky nie sú inštalované kvôli geologickým vlastnostiam terénu, plánuje sa zlepšenie pôdy. Ozvučná stožiar sa neodchyľuje o viac ako 5 °, inak sa výsledky považujú za kontroverzné.
vykonávajú prieskum
Statické ozvučenie sa vykonáva v súlade s postupom stanoveným v prevádzkových pokynoch pre inštalácie v teréne. Získané výsledky sa nevyhnutne fixujú v pravidelných intervaloch na pružnej páske rýchlosťou vtláčania 1 m za minútu. Ponorenie sa považuje za úplné, ak je sonda pod tlakom vopred určenej hodnoty.
Okrem pružného nosiča sa výsledky skúšok zaznamenávajú v osobitných časopisoch. Po skončení práce sa jamka uzavrie zemou a označí sa znakom, na ktorom sú údaje z testovacích bodov a názov organizácie, ktorá postup vykonala. Počas práce je potrebné obnoviť poškodenú pôdu.
Spracovanie prijatých údajov
Všetky získané vlastnosti pôdy sú znázornené vo forme vizuálnych grafov, kde sa hodnoty líšia v hĺbke snímacích značiek. Na konštrukciu použite informačné kanály alebo dátové záznamy v protokole snímania.Všetky grafy sa vykonávajú v jednej mierke, jej zmena je povolená pri zachovaní pomeru vertikálnych a horizontálnych súradníc. Ak sa banské diela nachádzajú v blízkosti, zobrazia sa na grafe v samostatných riadkoch.
Klasifikácia a druhy pôd
Podzemné pôdy sa líšia chemickým zložením, kryštalickou štruktúrou a charakterom umiestnenia vo vrstve. Rozdelenie pôdy sa vykonáva v súlade s SNiP II-15-1974, časť 2.
Skalnaté pôdy sú ložiská tvrdých zemín ležiace v hustom masíve, niekedy sú povolené zlomené oblasti. Patria medzi ne vyvierajúce horniny (žuly), sedimentárne ložiská (konglomeráty, piesčitá pôda), metamorfické vrstvy (bridlice, ruly, kremeň). Pôdne útvary tohto typu sa vyznačujú veľkou pevnosťou v tlaku, dobrou odolnosťou proti zamrznutiu a sú vynikajúcou základňou pre stavbu.
Ak sú skalnaté pôdy charakterizované prítomnosťou trhlín, potom sa ich výkonnosť z hľadiska zmrazenia a pevnosti zhoršuje. Táto pôda je rozdelená do skupín určených obsahom soli, zmäkčovacou schopnosťou a rozpustnosťou vo vode.
Nehornaté pôdy sa vytvárajú sedimentárnou metódou v prírodných podmienkach a neobsahujú v ich mriežke rigidné štrukturálne väzby. V závislosti od veľkosti častíc sa delia na hrubozrnnú piesočnatú pôdu, ílovitú prachovú a biogénnu akumuláciu.
Charakterizácia hrubej pôdy
Patria sem neprepojené kusy skalných útvarov, v ktorých prevládajú úlomky do veľkosti 2 mm a sú obsiahnuté v hmote nie viac ako 50%. Forma a veľkosť granúl rozlišuje tieto druhy pôdy: balvan, blok, štrk, kamienok, štrk a drevo. Sú považované za vynikajúci základ pre ťažké stavebné a mechanické konštrukcie, ak sú umiestnené na predchádzajúcej hustej vrstve. Stlačenie pod vplyvom zaťaženia je zanedbateľné. Je dobré, ak celková pôdna hmota obsahuje až 40% pieskovej alebo ílovej a prachovej výplne, čo dáva ďalšie charakteristiky pevnosti.
Ukazovatele pieskovej pôdy
Tieto druhy pôdy vo svojom zložení obsahujú minerálne častice a zrná kremeňa s veľkosťou zŕn najviac 2 mm. Hlinené komponenty - nie viac ako 3%, čo vedie k strate plasticity. V závislosti od veľkosti zŕn sa pieskové pôdy delia na druhy:
- prach je tvorený časticami s priemerom 0,05 až 0,005 mm;
- jemná frakcia s priemerom viac ako 0,1 mm;
- priemerná jemnosť s priemerom viac ako 0,25 mm;
- veľký priemer častíc je najmenej 0,5 mm;
- štrk obsahuje inklúzie s priemerom väčším ako 2 mm.
Únosnosť piesočnatej základne sa zvyšuje so zvyšujúcou sa veľkosťou zŕn. Nepružné piesčité pôdy majú nízky stupeň stlačenia, sediment sa po začiatku zaťaženia rýchlo zastaví. Hrubozrnné druhy piesočnatých pôd počas nakladania zvyšujú hustotu a podľa toho aj pevnosť.
Druhy pôd, ako napríklad piesok s ílom, v niektorých prípadoch preukazujú schopnosť ustupovať a napučiavať. Prvý sa vyskytuje pod vplyvom jeho vlastnej hmotnosti a máčania, druhý zvyšuje objem pôdy a po vysušení sa znižuje, čo vedie k prasklinám a strate pevnosti.
Hlinené kamene
Hlinité pôdy obsahujú malé šupinaté častice s priemerom najviac 0,005 mm. Môže sa rozptýliť malé množstvo prašných zŕn piesku. Hlinitá pôda sa vzťahuje na zdvíhajúce sa horniny, pretože tenké kapiláry a veľké roviny medzi časticami kvôli obsahu vlhkosti vedú k rýchlemu nasýteniu vodou, čo ničí celistvosť útvaru vplyvom mrazy. Hlinené pôdy sa delia na:
- íly - obsahujú ílové vločky viac ako 30%;
- íly - počet vločiek klesá na 10-30%;
- piesčité íly sa vyznačujú obsahom 3 až 10% váhy.
Hlinené pôdy menia svoju silu v závislosti od vlhkosti. Suché vydržia značné zaťaženie. Z obsahu ílových častíc závisí od ukazovateľa plasticity a tekutosti.
kuřavka
Bázy, ktoré sa po otvorení začnú pohybovať a vykazujú väčšiu tekutosť a viskozitu, sa nazývajú rýchle piesky. Zahŕňajú pieskový prach, ílové šupiny, prachové prísady. Quicksandies obsahujú veľa vlhkosti, ktorá privádza hmotu do takmer tekutého stavu. Pôdy tejto kompozície sú rozdelené na skutočné rýchle piesky a nekonvenčné. Prvé obsahujú veľa ílových a koloidných inklúzií charakterizovaných rýchlou saturáciou a zlou stratou vlhkosti. K ich plávaniu dochádza, keď je obsah vlhkosti v množstve 6 až 9%, po pridaní vlhkosti v množstve 15 až 17% je pozorovaný prechod do tekutého stavu.
Medzi nekonvenčné rýchle piesky patria pieskové útvary, ktoré neobsahujú íl. Tieto pôdy sa vyznačujú vysokým vnímaním vlhkosti a schopnosťou ju rýchlo odovzdať. Prechádzajú do súčasného stavu a takéto vlastnosti pôdy znemožňujú ich použitie v stavebníctve.
Mechanické a fyzikálne vlastnosti
Dôležitým ukazovateľom je distribúcia veľkosti častíc, ktorá vám umožní zistiť, koľko percent častíc je obsiahnutých v hmote. Štandardizované častice vhodné na detekciu zahŕňajú zrná: 40 mm - kamienky, od 0,25 do 2 mm - piesok, 0,05 - 0,25 mm - prach, 0,005 - 0,05 mm - prachové častice až do 0,005 mm - ílové šupiny.
Objemová hmotnosť ukazuje, koľko váži jeden meter kubický pôdy, pre rôzne horniny sa pohybuje od 1,5 do 2,0 ton na 1 m3. Koeficient pórovitosti odhaľuje pomer celkového počtu pórov k celkovému objemu pôdy. Indikátor vlhkosti určuje pomer hmotnosti vlhkosti obsiahnutej v hmotnosti k rovnakému objemu v suchom stave.
Index konektivity odhaľuje schopnosť malých zŕn a častíc zostať v integrálnej forme pri zaťažení. Hlinité pôdy majú najvyššiu mieru, v pieskových formáciách úplne chýba vzájomná súdržnosť častíc.
Plasticita je vlastnosť horniny, ktorá mení vplyv pod vplyvom zaťaženia a po odstránení zostane nezmenená. Najvyšší ukazovateľ sa týka ílovitých hornín, najnižšie hodnoty sú znázornené pieskami a štrkovými podkladmi.
Statické ozvučenie odhaľuje indikátor sily skúmanej vrstvy. Sila je schopnosť zostať neporušená, keď je vystavená záťaži.
Dôležitou charakteristikou plemena je odolnosť proti šmyku. Pohyb jednej vrstvy voči druhej nastáva pozdĺž určitých sklzových rovín. Pri pôsobení zaťaženia častice odolávajú šmyku, miere adhézie a vytvárajú požadovaný index.
permafrost
Podzemná voda vytvára nielen akumuláciu tekutín vo vnútri nádrží, ale aj tvorbu tuhého ľadu. Permafrost sa nazýva kryolitická oblasť, ktorá pozostáva z ľadových vrstiev. Tvoria sa v horách, na povrchu nížin s vysokým stupňom mineralizácie a pod zemou. Permafrost sa vytvára v oblastiach s konštantným tektonickým posunom horizontov mokrými horninami alebo v dôsledku zamrznutia predtým nahromadenej kvapaliny v podzemných vrstvách.
Takmer vo všetkých oblastiach permafrostu sa vyskytujú migračné námrazy. Hornina zamrznutá v dôsledku mnohých rokov je výsledkom dlhodobej akumulácie chladu v hmote podzemných vrstiev. Mnoho vedcov hovorí o svojej storočnej existencii od staroveku. V dôsledku tvrdého podnebia v miestach, kde sa permafrost nachádza, sa neočakáva ničenie ľadových vrstiev, ak sa v dôsledku ľudskej činnosti nenaruší prirodzená rovnováha. Ak sa použije ako základ na stavbu vrstiev so zamrznutými pôdami, pozornosť sa venuje opatrnému postoju k celistvosti povrchu, inak môže dôjsť k vytvorenej rovnováhe.
Šošovky v zemi a hĺbka mrazu
Permafrost sa na rozsiahlom území nerovnomerne vyvíja. Niekedy sa vyskytujú izolované škvrny a niekedy sú celé oblasti bez prestávky zamrznuté. Štúdie vrstvy rozmrazenej pôdy nie vždy určujú prítomnosť šošoviek - zmrazené časti hromadenia ľadu.Ak sa budova stavia v oblasti topenej pôdy a šošovka bola vynechaná a je čiastočne umiestnená nad ňou, potom teplo zo stavby počas prevádzky roztaví akumuláciu ľadu a vytvorí sa nepredvídateľná pokleslina alebo zosuvy pôdy.
Ľadové šošovky sa niekedy umelo vytvárajú v dôsledku narušenia prirodzenej výmeny tepla medzi povrchom pôdy a hĺbkami.
Ľad uložený v hĺbkach napučiava s rastúcou teplotou a deformuje pôdu. Pevnosť základne je ovplyvnená nielen jednotlivými ľadovými šošovkami, ale aj prirodzenou hĺbkou zamrznutia pôdy. Ukazovateľ sa počíta pre najchladnejšie obdobie v oblasti. Zároveň sa do výpočtu stanoví maximálna vlhkosť horniny a podmienky neprítomnosti snehu na povrchu.
Hĺbka zamŕzania sa berie do úvahy pri pokladaní základov na výstavbu budov a stavieb, zatiaľ čo spodná časť nadácie je uložená pod akceptovanou značkou mrazenia. Vo výpočte sa získa indikátor, ktorý mierne presahuje skutočnú hĺbku mrazu. Zohľadňuje sa to ako základ, pretože výpočet sa vykonáva v prípadoch, keď kombinácia okolností vedie k najhorším prevádzkovým podmienkam.
Na záver treba poznamenať, že štúdium pôdnych formácií metódou statického sondovania pomáha rozširovať ľudské prostredie v dôsledku permafrostovej zóny a extrémnej Sibíri, stavať moderné dediny a spracovateľské závody.
