Грунты. Методы полевого определения характеристик деформируемости

ÓÄÊ 624.131.385:006.354 Ãðóïïà Æ39

ÃÎÑÓÄÀÐÑÒÂÅÍÍÛÉ ÑÒÀÍÄÀÐÒ ÑÎÞÇÀ Ñ Ñ Ð

ÃÐÓÍÒÛ

Ìåòîäû ïîëåâîãî îïðåäåëåíèÿ õàðàêòåðèñòèê äåôîðìèðóåìîñòè
Soils. Field methods for determining deformation characteristics

ÃÎÑÒ 20276-85

Âçàìåí ÃÎÑÒ12374-77, ÃÎÑÒ 20276-74

ÎÊÑÒÓ 5709

Ïîñòàíîâëåíèåì Ãîñóäàðñòâåííîãî êîìèòåòà ÑÑÑÐ ïî äåëàì ñòðîèòåëüñòâà îò 24 îêòÿáðÿ 1984 ã. ¹ 179 ñðîê ââåäåíèÿ óñòàíîâëåí
ñ 01.07.85

ÐÀÇÐÀÁÎÒÀÍ

Íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèì èíñòèòóòîì îñíîâàíèé è ïîäçåìíûõ ñîîðóæåíèé èì. Í.Ì. Ãåðñåâàíîâà (ÍÈÈÎÑÏ) Ãîññòðîÿ ÑÑÑÐ
Ïðîèçâîäñòâåííûì è íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèì èíñòèòóòîì ïî èíæåíåðíûì èçûñêàíèÿì â ñòðîèòåëüñòâå (ÏÍÈÈÈÑ) Ãîññòðîÿ ÑÑÑÐ
Ìèíèñòåðñòâîì ìîíòàæíûõ è ñïåöèàëüíûõ ñòðîèòåëüíûõ ðàáîò ÑÑÑÐ
Ìèíèñòåðñòâîì âûñøåãî è ñðåäíåãî ñïåöèàëüíîãî îáðàçîâàíèÿ ÐÑÔÑÐ Ìèíèñòåðñòâîì ýíåðãåòèêè è ýëåêòðèôèêàöèè ÑÑÑÐ

ÈÑÏÎËÍÈÒÅËÈ

Ë.Ã. Ìàðèóïîëüñêèé, êàíä. òåõí. íàóê (ðóêîâîäèòåëü òåìû); À.Í. Ñêà÷êî, êàíä. òåõí. íàóê (îòâåòñòâåííûé èñïîëíèòåëü); Í.Ñ ×åòûðêèí, êàíä. òåõí. íàóê; È.Ã. Ðàáèíîâè÷, êàíä. òåõí. íàóê; Ë.Ñ. Àìàðÿí, ä-ð òåõí. íàóê; Ð.Ñ. Çèàíãèðîâ, ä-ð ãåîë.-ìèíåð. íàóê; À.Â. Âàñèëüåâ, êàíä. ãåîë.-ìèíåð. íàóê; Þ.Ã. Òðîôèìåíêîâ, êàíä. òåõí. íàóê; 3.Ê. Ïÿðíïóó; Â.Â. Ëóøíèêîâ, êàíä. òåõí. íàóê; È.À. Ïàðàáó÷åâ, êàíä. ãåîë.-ìèíåð. íàóê; À.È. Êîòþæàí, êàíä. ãåîë.-ìèíåð. íàóê; Ê.Â. Ðóïïåíåéò, ä-ð òåõí. íàóê; Ñ.Â. Òèìîôååâ, êàíä. òåõí. íàóê; Î.Í. Ñèëüíèöêàÿ
ÂÍÅÑÅÍ Íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèì èíñòèòóòîì îñíîâàíèé è ïîäçåìíûõ ñîîðóæåíèé èì. Í.Ì. Ãåðñåâàíîâà (ÍÈÈÎÑÏ) Ãîññòðîÿ ÑÑÑÐ
Çàì. äèðåêòîðà Â. À. Èëüè÷åâ
ÓÒÂÅÐÆÄÅÍ È ÂÍÅÑÅÍ Â ÄÅÉÑÒÂÈÅ Ïîñòàíîâëåíèåì Ãîñóäàðñòâåííîãî êîìèòåòà ÑÑÑÐ ïî äåëàì ñòðîèòåëüñòâà îò 24 îêòÿáðÿ 1984 ã. ¹179
Íàñòîÿùèé ñòàíäàðò ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ íà ãðóíòû áåç æåñòêèõ ñòðóêòóðíûõ ñâÿçåé è óñòàíàâëèâàåò ìåòîäû ïîëåâîãî îïðåäåëåíèÿ õàðàêòåðèñòèê äåôîðìèðóåìîñòè (ìîäóëÿ, äåôîðìàöèè, íà÷àëüíîãî ïðîñàäî÷íîãî äàâëåíèÿ, îòíîñèòåëüíîé ïðîñàäî÷íîñòè) ïðè èññëåäîâàíèÿõ ãðóíòîâ äëÿ ñòðîèòåëüñòâà.
Ñòàíäàðò íå ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ íà ãðóíòû â ìåðçëîì ñîñòîÿíèè, à òàêæå íà íàáóõàþùèå è çàñîëåííûå ãðóíòû ïðè èñïûòàíèÿõ èõ ñ çàìà÷èâàíèåì.
Îñíîâíûå òåðìèíû, ïðèìåíÿåìûå â íàñòîÿùåì ñòàíäàðòå, è èõ ïîÿñíåíèÿ ïðèâåäåíû â ñïðàâî÷íîì ïðèëîæåíèè 1.
1. ÎÁÙÈÅ ÏÎËÎÆÅÍÈß
1.1. Ìîäóëü äåôîðìàöèè ãðóíòà îïðåäåëÿþò ïî ãðàôèêó çàâèñèìîñòè îñàäêè øòàìïà îò äàâëåíèÿ ïðè èñïûòàíèè ãðóíòà øòàìïîì èëè ãðàôèêó çàâèñèìîñòè ãîðèçîíòàëüíûõ ïåðåìåùåíèé ãðóíòà îò ãîðèçîíòàëüíîãî äàâëåíèÿ ïðè èñïûòàíèè ðàäèàëüíûì èëè ëîïàñòíûì ïðåññèîìåòðîì.
1.2. Íà÷àëüíîå ïðîñàäî÷íîå äàâëåíèå è îòíîñèòåëüíóþ ïðîñàäî÷íîñòü ïðîñàäî÷íûõ ãðóíòîâ îïðåäåëÿþò ïðè èñïûòàíèÿõ èõ øòàìïîì â óñëîâèÿõ ïîëíîãî âîäîíàñûùåíèÿ (ïðè çàìà÷èâàíèè). Çà íà÷àëüíîå ïðîñàäî÷íîå äàâëåíèå ïðèíèìàþò ìèíèìàëüíîå äàâëåíèå, ïðè êîòîðîì ïðîÿâëÿåòñÿ ïðîñàäêà ãðóíòà.
Îòíîñèòåëüíóþ ïðîñàäî÷íîñòü ãðóíòà îïðåäåëÿþò êàê îòíîøåíèå ïðîñàäêè ãðóíòà â îñíîâàíèè øòàìïà ê äåôîðìèðóåìîé çîíå ïî âåðòèêàëè.
1.3. Èñïûòàíèÿ ãðóíòà øòàìïàìè è ïðåññèîìåòðàìè ñëåäóåò ïðîèçâîäèòü â ãîðíûõ âûðàáîòêàõ (êîòëîâàíàõ, øóðôàõ, äóäêàõ è áóðîâûõ ñêâàæèíàõ) è íåïîñðåäñòâåííî â ìàññèâå ãðóíòà.
Ñõåìû èñïûòàíèé ïðèâåäåíû â ñïðàâî÷íîì ïðèëîæåíèè 2.
1.4. Ñïîñîáû ïðîõîäêè âûðàáîòîê äîëæíû îáåñïå÷èâàòü ñîõðàíåíèå íåíàðóøåííîãî ñëîæåíèÿ è ïðèðîäíîé âëàæíîñòè èñïûòûâàåìûõ ãðóíòîâ.
1.5. Âûðàáîòêè äîëæíû áûòü çàùèùåíû îò ïðîíèêíîâåíèÿ ïîâåðõíîñòíûõ âîä è àòìîñôåðíûõ îñàäêîâ, à â çèìíåå âðåìÿ - îò ïðîìåðçàíèÿ.
1.6. Ïðè áóðåíèè ñêâàæèí äëÿ èñïûòàíèÿ ãðóíòà íèæå óðîâíÿ ãðóíòîâûõ âîä íå äîïóñêàåòñÿ ïîíèæåíèå óðîâíÿ ãðóíòîâûõ âîä â ñêâàæèíå.
1.7. Ìèíèìàëüíàÿ òîëùèíà èñïûòûâàåìîãî ñëîÿ ãðóíòà äîëæíà ñîñòàâëÿòü íå ìåíåå:
äâóõ äèàìåòðîâ øòàìïà - ïðè èñïûòàíèè ãðóíòà øòàìïîì;
1,5 äëèíû êàìåðû çîíäà - ïðè èñïûòàíèè ãðóíòà ðàäèàëüíûì ïðåññèîìåòðîì;
1,5 äëèíû ëîïàñòè ïðåññèîìåòðà - ïðè èñïûòàíèè ãðóíòà ëîïàñòíûì ïðåññèîìåòðîì.
1.8. Èñïûòàíèÿ ïðåññèîìåòðàìè êðóïíîîáëîìî÷íûõ ãðóíòîâ íå äîïóñêàþòñÿ.
Ñîäåðæàíèå ÷àñòèö êðóïíåå 2 ìì â ãðóíòå íå äîëæíî ïðåâûøàòü: 25% (ïî ìàññå) - ïðè èñïûòàíèè ãðóíòà ðàäèàëüíûì ïðåññèîìåòðîì, 15% (ïî ìàññå) - ïðè èñïûòàíèè ãðóíòà ëîïàñòíûì ïðåññèîìåòðîì.
1.9. Ðåçóëüòàòû ïîëåâûõ îïðåäåëåíèé õàðàêòåðèñòèê äåôîðìèðóåìîñòè äîëæíû ñîïðîâîæäàòüñÿ äàííûìè î ìåñòå ïðîâåäåíèÿ èñïûòàíèé, îïèñàíèåì ãðóíòîâ è èõ ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè - ãðàíóëîìåòðè÷åñêèì ñîñòàâîì, âëàæíîñòüþ, ïëîòíîñòüþ, ïëîòíîñòüþ ÷àñòèö ãðóíòà, âëàæíîñòüþ íà ãðàíèöàõ ðàñêàòûâàíèÿ è òåêó÷åñòè, óãëîì âíóòðåííåãî òðåíèÿ è ñöåïëåíèåì.
1.10. Îáðàçöû ãðóíòà äëÿ îïðåäåëåíèÿ åãî õàðàêòåðèñòèê îòáèðàþò íà ðàññòîÿíèè íå áîëåå 3 ì îò îñè âûðàáîòêè äëÿ ïðîâåäåíèÿ èñïûòàíèé.
1.11. Ïðè îáðàáîòêå ðåçóëüòàòîâ èñïûòàíèé ìîäóëü äåôîðìàöèè âû÷èñëÿþò ñ òî÷íîñòüþ äî 1 ÌÏà (10 êãñ/ñì2) ïðè Å áîëåå 10 ÌÏà (100 êãñ/ñì2), 0,5 ÌÏà (5 êãñ/ñì2) ïðè Å îò 2,0 äî 10 ÌÏà (îò 20 äî 100 êãñ/ñì2) è 0,1 ÌÏà (1 êãñ/ñì2) ïðè Å ìåíåå 2 ÌÏà (20 êãñ/ñì2).
Íà÷àëüíîå ïðîñàäî÷íîå äàâëåíèå âû÷èñëÿþò ñ òî÷íîñòüþ äî 0,01 ÌÏà (0,1 êãñ/ñì2), îòíîñèòåëüíóþ ïðîñàäî÷íîñòü - äî 0,001.
2. ÌÅÒÎÄ ÈÑÏÛÒÀÍÈß ÃÐÓÍÒÀ ØÒÀÌÏÎÌ
2.1. Óñëîâèÿ ïðîâåäåíèÿ èñïûòàíèé
2.1.1. Ïðè èñïûòàíèÿõ ãðóíòîâ â øóðôàõ ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ øóðôà äîëæíà áûòü îïðåäåëåíà â çàâèñèìîñòè îò íåîáõîäèìîñòè êðåïëåíèÿ åãî ñòåí è ãëóáèíû ïðîõîäêè. Ìèíèìàëüíûå äîïóñêàåìûå ðàçìåðû øóðôà â ïëàíå - 1,5õ1,5 ì. Äèàìåòð äóäîê, ïðîõîäèìûõ ìåõàíèçèðîâàííûì ñïîñîáîì, äîëæåí áûòü íå ìåíåå 0,9 ì. Äèàìåòð áóðîâûõ ñêâàæèí äëÿ èñïûòàíèé äîëæåí áûòü 325 ìì.
2.1.2. Áóðåíèå ñêâàæèí ñëåäóåò âåñòè âåðòèêàëüíî ñ îáñàäêîé òðóáàìè äî çàáîÿ.
Óäàðíî-êàíàòíîå è âèáðàöèîííîå áóðåíèå ñêâàæèí íà ó÷àñòêå áëèæå 1 ì äî îòìåòêè èñïûòàíèÿ çàïðåùàåòñÿ.
2.1.3. Çàìà÷èâàíèå ïðîñàäî÷íûõ ãðóíòîâ ïðè èñïûòàíèÿõ â êîòëîâàíàõ è äóäêàõ ñëåäóåò ïðîâîäèòü äî ñòåïåíè èõ âëàæíîñòè Sr >0,8 íà ãëóáèíó íå ìåíåå äâóõ äèàìåòðîâ øòàìïà íèæå åãî ïîäîøâû.
Ãëóáèíà çàìà÷èâàíèÿ äîëæíà êîíòðîëèðîâàòüñÿ îïðåäåëåíèåì âëàæíîñòè îáðàçöîâ ãðóíòà, îòîáðàííûõ èç ñïåöèàëüíî ïðîáóðåííîé ñêâàæèíû íà ðàññòîÿíèè íå áîëåå 0,5 ì îò êðàÿ øòàìïà. Îáðàçöû ãðóíòà äîëæíû îòáèðàòüñÿ ñ èíòåðâàëîì ÷åðåç 0,25 ì äî ãëóáèíû íå ìåíåå äâóõ äèàìåòðîâ øòàìïà íèæå åãî ïîäîøâû.
Ïðèìå÷àíèå. Äëÿ êîíòðîëÿ âëàæíîñòè ãðóíòîâ äîïóñêàåòñÿ ïðèìåíÿòü ðàäèîèçîòîïíûå ìåòîäû.
2.2. Ïðèáîðû è îáîðóäîâàíèå
2.2.1. Â ñîñòàâ óñòàíîâêè äëÿ èñïûòàíèè ãðóíòà øòàìïîì äîëæíû âõîäèòü:
øòàìï;
óñòðîéñòâî äëÿ íàãðóæåíèÿ øòàìïà;
àíêåðíîå óñòðîéñòâî (äëÿ óñòàíîâîê áåç ãðóçîâîé ïëàòôîðìû);
óñòðîéñòâî äëÿ èçìåðåíèÿ îñàäîê øòàìïà.
2.2.2. Êîíñòðóêöèÿ óñòàíîâêè äîëæíà îáåñïå÷èâàòü:
âîçìîæíîñòü íàãðóæåíèÿ øòàìïà ñòóïåíÿìè ïî 0,01-0,1 ÌÏà (0,1-1,0 êãñ/ñì2):
öåíòðèðîâàííóþ ïåðåäà÷ó íàãðóçêè íà øòàìï;
ïîñòîÿíñòâî äàâëåíèÿ íà êàæäîé ñòóïåíè.
2.2.3. Øòàìïû äîëæíû áûòü æåñòêèìè êðóãëîé ôîðìû ñëåäóþùèõ òèïîâ:
I - ñ ïëîñêîé ïîäîøâîé ïëîùàäüþ 2500 è 5000 ñì2;
II - ñ ïëîñêîé ïîäîøâîé ïëîùàäüþ 1000 ñì2 ñ êîëüöåâîé ïðèãðóçêîé ïî ïëîùàäè, äîïîëíÿþùåé ïëîùàäü øòàìïà äî 5000 ñì2;
III - ñ ïëîñêîé ïîäîøâîé ïëîùàäüþ 600 ñì2;
IV- âèíòîâîé øòàìï ïëîùàäüþ 600 ñì2 (ñì. ðåêîìåíäóåìîå ïðèëîæåíèå 3).
2.2.4. Òèï è ïëîùàäü øòàìïà íàçíà÷àþò â çàâèñèìîñòè îò èñïûòûâàåìîãî ãðóíòà ïî òàáë. 1.
Òàáëèöà 1

Øòàìï
Íàèìåíîâàíèå ãðóíòîâ Ïîëîæåíèå øòàìïà îòíîñèòåëüíî óðîâíÿ ïîäçåìíûõ âîä Ãëóáèíà èñïûòàíèÿ, ì Ìåñòî ïðîâåäåíèÿ èñïûòàíèÿ Òèï Ïëîùàäü,
ñì2
Êðóïíîîáëîìî÷íûå: ïåñ÷àíûå - ïåñêè ïëîòíûå è ñðåäíåé ïëîòíîñòè; ïûëåâàòî-ãëèíèñ-òûå - ãëèíû è ñóãëèíêè ñ ïîêàçàòåëåì òåêó÷åñòè IL (0,25, ñóïåñè ïðè IL (0 Íà óðîâíå ïîäçåìíûõ âîä è âûøå Ïî âñåé òîëùå  êîòëîâàíå, øóðôå, äóäêå I
I
II 5000 2500 1000
Ïåñ÷àíûå - ïåñêè ðûõëûå; ïûëåâàòî-ãëèíèñòûå - ãëèíû è ñóãëèíêè ñ ïîêàçàòåëåì òåêó÷åñòè IL (0,25, ñóïåñè ïðè IL >0, ëåññîâûå ãðóíòû, èëû; áèîãåííûå Íà óðîâíå ïîäçåìíûõ âîä è âûøå Ïî âñåé òîëùå  êîòëîâàíå, øóðôå. äóäêå I
II 5000 1000
Ïðîñàäî÷íûå ïðè èñïûòàíèÿõ ñ çàìà÷èâàíèåì Âûøå óðîâíÿ ïîäçåìíûõ âîä Ïî âñåé òîëùå  êîòëîâàíå, øóðôå, äóäêå I 5000
Êðóïíîîáëîìî÷íûå; ïåñ÷àíûå - ïåñêè ïëîòíûå; ïûëåâàòî-ãëèíèñ-òûå - ãëèíû è ñóãëèíêè ñ ïîêàçàòåëåì òåêó÷åñòè IL (0,5, ñóïåñè ïðè IL <0 Íà óðîâíå ïîäçåìíûõ âîä è âûøå Íèæå 6  çàáîå ñêâàæèíû III 600
Ïåñ÷àíûå; ïûëåâàòî-ãëèíèñòûå - ãëèíû, ñóãëèíêè è ñóïåñè ïðè ëþáûõ çíà÷åíèÿõ ïîêàçàòåëÿ òåêó÷åñòè IL, ë¸ññîâûå ãðóíòû, èëû; áèîãåííûå Íà óðîâíå ïîäçåìíûõ âîä è âûøå Íèæå 6 Íèæå çàáîÿ ñêâàæèíû IV 600
Íèæå óðîâíÿ ïîäçåìíûõ âîä Ïî âñåé òîëùå Íèæå çàáîÿ ñêâàæèíû IV 600
Ïûëåâàòî-ãëèíèñòûå - ãëèíû è ñóãëèíêè ñ ïîêàçàòåëåì òåêó÷åñòè IL >0,5, ñóïåñè ïðè IL>1, èëû; áèîãåííûå Âûøå è íèæå óðîâíÿ ïîäçåìíûõ âîä Äî 10  ìàññèâå áåç áóðåíèÿ ñêâàæèíû IV 600

2.2.5. Íàãðóæåíèå øòàìïà îñóùåñòâëÿþò äîìêðàòîì èëè òàðèðîâàííûì ãðóçîì.
Äîìêðàòû äîëæíû áûòü ïðåäâàðèòåëüíî îòòàðèðîâàíû.
Íàãðóçêó èçìåðÿþò ñ ïîãðåøíîñòüþ íå áîëåå 5% îò ñòóïåíè äàâëåíèÿ.
2.2.6. Ïðîãèáîìåðû äëÿ èçìåðåíèÿ îñàäêè øòàìïà äîëæíû áûòü çàêðåïëåíû íà ðåïåðíîé ñèñòåìå. Øòàìï äîëæåí áûòü ñîåäèíåí ñ ïðîãèáîìåðîì íèòüþ èç ñòàëüíîé ïðîâîëîêè äèàìåòðîì 0,3-0,5 ìì. Èçìåðèòåëüíàÿ ñèñòåìà äîëæíà îáåñïå÷èâàòü èçìåðåíèå îñàäîê ñ ïîãðåøíîñòüþ íå áîëåå 0,1 ìì.
Íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü äåôîðìàöèþ ïðîâîëîêè îò òåìïåðàòóðíûõ âîçäåéñòâèé è ââîäèòü ïîïðàâêó â ïîêàçàíèÿ ïðîãèáîìåðîâ. Ïîïðàâêó îïðåäåëÿþò ïî ïîêàçàíèÿì êîíòðîëüíîãî ïðîãèáîìåðà (ï. 2.3.7). Îñàäêó øòàìïà ñëåäóåò îïðåäåëÿòü êàê ñðåäíå-àðèôìåòè÷åñêîå ïîêàçàíèé òðåõ ïðîãèáîìåðîâ, ôèêñèðóþùèõ îñàäêó øòàìïà â òðåõ òî÷êàõ, ðàñïîëîæåííûõ ïîä óãëîì 120° îò öåíòðà øòàìïà.
Äëÿ èçìåðåíèÿ îñàäîê øòàìïà äîïóñêàåòñÿ ïðèìåíÿòü äðóãèå ïðèáîðû, îáåñïå÷èâàþùèå èçìåðåíèå îñàäîê ñ ïîãðåøíîñòüþ íå áîëåå 0,1 ìì.
Ïðèìå÷àíèå. Ïðè èñïûòàíèè ãðóíòîâ â ñêâàæèíàõ è èçìåðåíèè îñàäîê øòàìïà ïî ïåðåìåùåíèÿì âåðõà êîëîííû òðóá, ñëóæàùèõ äëÿ ïåðåäà÷è íàãðóçêè íà øòàìï, ó÷èòûâàþò äåôîðìàöèþ ñæàòèÿ òðóá îò íàãðóçêè è ïðåäóñìàòðèâàþò ìåðîïðèÿòèÿ, èñêëþ÷àþùèå èõ ïðîäîëüíûé èçãèá.
2.2.7. Ðåïåðíàÿ ñèñòåìà, íà êîòîðîé êðåïÿò ïðîãèáîìåðû, äîëæíà ñîñòîÿòü èç ÷åòûðåõ ñâàé, çàáèâàåìûõ èëè çàâèí÷èâàåìûõ ïîïàðíî â ãðóíò ñ ïðîòèâîïîëîæíûõ ñòîðîí âûðàáîòêè íà ðàññòîÿíèè 1,0-1,5 ì îò åå êðàåâ, è ïðèêðåïëÿåìûõ ê íèì ïàðàëëåëüíî ìåòàëëè÷åñêèõ ðèãåëåé, íà êîòîðûõ óñòàíàâëèâàþò ïðîãèáîìåðû. Ãëóáèíà ïîãðóæåíèÿ ñâàé â ãðóíò äîëæíà îáåñïå÷èâàòü íåïîäâèæíîñòü ðåïåðíîé ñèñòåìû â ïðîöåññå èñïûòàíèÿ. Ðåïåðíóþ ñèñòåìó è ïðîãèáîìåðû ñëåäóåò çàùèùàòü îò äåéñòâ