Грунты. Методы полевых испытаний на срез в скважинах и в массиве

ÃÎÑÒ 21719-80

ÓÄÊ 624.131.377:006.354 Ãðóïïà Æ39

ÃÎÑÓÄÀÐÑÒÂÅÍÍÛÉ ÑÒÀÍÄÀÐÒ ÑÎÞÇÀ ÑÑÐ

ÃÐÓÍÒÛ

Ìåòîäû ïîëåâûõ èñïûòàíèé
íà ñðåç â ñêâàæèíàõ è â ìàññèâå
Soils. In-situ methods of shearing test
in boreholes and in massiv
Ââåäåí â äåéñòâèå 1981-01-01

ÐÀÇÐÀÁÎÒÀÍ

Ïðîèçâîäñòâåííûì è íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèì èíñòèòóòîì ïî èíæåíåðíûì èçûñêàíèÿì â ñòðîèòåëüñòâå Ãîññòðîÿ ÑÑÑÐ
Íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèì èíñòèòóòîì îñíîâàíèé è ïîäçåìíûõ ñîîðóæåíèé èì. Í. Ì. Ãåðñåâàíîâà Ãîññòðîÿ ÑÑÑÐ

ÈÑÏÎËÍÈÒÅËÈ

Ë. Ñ. Àìàðÿí, ä-ð òåõí. íàóê (ðóêîâîäèòåëü òåìû); À. Â. Âàñèëüåâ, êàíä. ãåîë.-ìèíåð. íàóê; À. ß. Ðóáèíøòåéí, êàíä. ãåîë.-ìèíåð. íàóê; Ý. Ð. ×åðíÿê, êàíä. ãåîë.-ìèíåð. íàóê; Ë. Ã. Ìàðèóïîëüñêèé, êàíä. òåõí. íàóê; À. Í. Ñêà÷êî, êàíä. òåõí. íàóê; À. À. Øåðìàí; Ë. Å. Òåìêèí; Å. Í. Õðóñòàëåâ; Þ. Ô. ßêèìîâ; Â. Á. Øâåö, ä-ð òåõí. íàóê.
ÂÍÅÑÅÍ Ïðîèçâîäñòâåííûì è íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèì èíñòèòóòîì ïî èíæåíåðíûì èçûñêàíèÿì â ñòðîèòåëüñòâå Ãîññòðîÿ ÑÑÑÐ
Çàì. äèðåêòîðà Â. Â. Áàóëèí
ÓÒÂÅÐÆÄÅÍ È ÂÂÅÄÅÍ Â ÄÅÉÑÒÂÈÅ Ïîñòàíîâëåíèåì Ãîñóäàðñòâåííîãî êîìèòåòà ÑÑÑÐ ïî äåëàì ñòðîèòåëüñòâà îò 23 ìàÿ 1980 ã. ¹ 74
Âçàìåí ÃÎÑÒ 21719-76
Íàñòîÿùèé ñòàíäàðò ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ íà ïåñ÷àíûå è ãëèíèñòûå ãðóíòû, â òîì ÷èñëå ñ ïðèìåñüþ ðàñòèòåëüíûõ îñòàòêîâ, çàòîðôîâàííûå òîðôû è èëû, è óñòàíàâëèâàåò ìåòîäû ïîëåâûõ èñïûòàíèé ãðóíòîâ íà ñðåç â ñêâàæèíàõ è ìàññèâå ïðè èññëåäîâàíèÿõ èõ äëÿ ñòðîèòåëüñòâà.
Ñòàíäàðò íå ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ íà ãðóíòû: ïåñêè ãðàâåëèñòûå è íåçàâèñèìî îò ãðàíóëîìåòðè÷åñêîãî (çåðíîâîãî) ñîñòàâà ïëîòíûå è íàñûùåííûå âîäîé; ãëèíèñòûå òâåðäîé êîíñèñòåíöèè; ãëèíèñòûå ñ êðóïíîîáëîìî÷íûìè âêëþ÷åíèÿìè ðàçìåðàìè áîëåå 10 ìì è ðàçìåðàìè 2-10 ìì â êîëè÷åñòâå (ïî ìàññå) áîëåå 15%; ïåñ÷àíûå è ãëèíèñòûå â ìåðçëîì ñîñòîÿíèè.
1. ÎÁÙÈÅ ÏÎËÎÆÅÍÈß
è õàðàêòåðà ïðîñòðàíñòâåííîé èçìåí÷èâîñòè ñîïðîòèâëåíèÿ ãðóíòà ñðåçó.
Ïðèìå÷àíèå. Îïðåäåëåíèÿ îñíîâíûõ òåðìèíîâ, ïðèìåíÿåìûõ â íàñòîÿùåì ñòàíäàðòå, ïðèâåäåíû â ñïðàâî÷íîì ïðèëîæåíèè 1.
1.2. Âûáîð ìåòîäîâ ïîëåâûõ èñïûòàíèé íà ñðåç â ñêâàæèíàõ è ìàññèâå ñëåäóåò ïðîèçâîäèòü â ñîîòâåòñòâèè ñ òàáë. 1.
Ñõåìû èñïûòàíèÿ ãðóíòà íà ñðåç â ñêâàæèíàõ è ìàññèâå ïðèâåäåíû â îáÿçàòåëüíîì ïðèëîæåíèè 2.
Òàáëèöà 1
Ìåòîä ïîëåâûõ
Óñëîâèÿ ïðèìåíåíèÿ ìåòîäà

èñïûòàíèé
Ãèäðî- ãåîëîãè- ÷åñêèå óñëîâèÿ
Ìåñòî ïðîâåäåíèÿ èñïûòàíèÿ
Äèàìåòð ñêâàæèíû, ìì
Ãëóáèíà èñïû- òàíèÿ, ì
Âèä è ñîñòîÿíèå ãðóíòà

Âðàùà- òåëüíûé ñðåç
Âûøå è íèæå óðîâíÿ ãðóíòîâûõ âîä
Íèæå çàáîÿ áóðîâîé ñêâàæèíû
Ñâ. 76
0,5-20
0,50, â òîì ÷èñëå ñ ïðèìåñüþ ðàñòèòåëüíûõ îñòàòêîâ, çàòîðôîâàííûå, òîðôû è èëû, ñ êðóïíîîáëîìî÷íûìè âêëþ÷åíèÿìè ðàçìåðàìè 2-10 ìì â êîëè÷åñòâå (ïî ìàññå) ìåíåå 15%

Òî æå
Òî æå
 ìàññèâå
-
0,3-20
1, â òîì ÷èñëå ñ ïðèìåñüþ ðàñòèòåëüíûõ îñòàòêîâ, çàòîðôîâàííûå, òîðôû è èëû, ñ êðóïíîîáëîìî÷íûìè âêëþ÷åíèÿìè ðàçìåðàìè 2-10 ìì â êîëè÷åñòâå (ïî ìàññå) ìåíåå 15%

Êîëüöåâîé ñðåç
Âûøå óðîâíÿ ãðóíòîâûõ âîä
 ñòåíêàõ áóðîâîé ñêâàæèíû
108-146
0,5-10
0,75, â òîì ÷èñëå ñ ïðèìåñüþ ðàñòèòåëüíûõ îñòàòêîâ, çàòîðôîâàííûå, ñ êðóïíîîáëîìî÷íûìè âêëþ÷åíèÿìè ðàçìåðàìè 2-10 ìì â êîëè÷åñòâå (ïî ìàññå) ìåíåå 15%
Ïîñòóïà- òåëüíûé ñðåç
Âûøå óðîâíÿ ãðóíòîâûõ âîä
 ñòåíêàõ áóðîâîé ñêâàæèíû
108-146
0,5-20
Ïåñ÷àíûå - ïåñêè êðóïíûå, ñðåäíåé êðóïíîñòè, ìåëêèå è ïûëåâàòûå, ñðåäíåé ïëîòíîñòè è ðûõëûå, ìàëîâëàæíûå è âëàæíûå

Ïîñòóïà- òåëüíûé ñðåç
Âûøå óðîâíÿ ãðóíòîâûõ âîä
 ñòåíêàõ áóðîâîé ñêâàæèíû
108-146
0,5-20
0,75, â òîì ÷èñëå ñ ïðèìåñüþ ðàñòèòåëüíûõ îñòàòêîâ, çàòîðôîâàííûå, ñ êðóïíîîáëîìî÷íûìè âêëþ÷åíèÿìè ðàçìåðàìè 2-10 ìì â êîëè÷åñòâå (ïî ìàññå) ìåíåå 15%

1.3. Íà îòìåòêå èñïûòàíèÿ ãðóíòà íà ñðåç â ñêâàæèíàõ äîëæíû áûòü îòîáðàíû îáðàçöû è â ëàáîðàòîðíûõ óñëîâèÿõ îïðåäåëåíû ñîñòàâ è ôèçè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè: ãðàíóëîìåòðè÷åñêèé (çåðíîâîé) ñîñòàâ - ïî ÃÎÑÒ 12536-79, âëàæíîñòü - ïî ÃÎÑÒ 5180-75, ïëîòíîñòü ìèíåðàëüíîé ÷àñòè ãðóíòà (óäåëüíûé âåñ) - ïî ÃÎÑÒ 5181-78, îáúåìíàÿ ìàññà (îáúåìíûé âåñ) - ïî ÃÎÑÒ 5182-78, âëàæíîñòü íà ãðàíèöàõ ðàñêàòûâàíèÿ è òåêó÷åñòè - ïî ÃÎÑÒ 5183-77, à òàêæå âû÷èñëåíû îáúåìíàÿ ìàññà (îáúåìíûé âåñ) ñêåëåòà ãðóíòà, êîýôôèöèåíò ïîðèñòîñòè, ñòåïåíü âëàæíîñòè, ÷èñëî ïëàñòè÷íîñòè è ïîêàçàòåëü êîíñèñòåíöèè.
1.4. Òîëùèíà îäíîðîäíîãî ñëîÿ ãðóíòà, ïðåäíàçíà÷åííîãî äëÿ èñïûòàíèÿ íà ñðåç â ñêâàæèíàõ è ìàññèâå, äîëæíà áûòü íå ìåíåå 1,5 âûñîòû ðàáî÷åãî íàêîíå÷íèêà.
1.5. Ïðîìåæóòîê âðåìåíè ìåæäó îêîí÷àíèåì ïðîõîäêè îïûòíîé ñêâàæèíû è íà÷àëîì èñïûòàíèÿ ãðóíòà íà ñðåç âûøå óðîâíÿ ãðóíòîâûõ âîä íå äîëæåí ïðåâûøàòü 2 ÷, íèæå óðîâíÿ ãðóíòîâûõ âîä - 30 ìèí.
2. Ìåòîä âðàùàòåëüíîãî ñðåçà
).
2.2. Àïïàðàòóðà
2.2.1. Äëÿ èñïûòàíèÿ ãðóíòîâ ìåòîäîì âðàùàòåëüíîãî ñðåçà íåîáõîäèìî ïðèìåíÿòü óñòàíîâêè, ñîñòîÿùèå èç ñëåäóþùåãî îñíîâíîãî îáîðóäîâàíèÿ:
êðûëü÷àòêè;
øòàíã;
óñòðîéñòâ äëÿ ñîçäàíèÿ è èçìåðåíèÿ êðóòÿùåãî ìîìåíòà.
Äëÿ èñïûòàíèÿ ãðóíòà â ìàññèâå ýòè óñòàíîâêè íàäëåæèò äîïîëíèòü óñòðîéñòâàìè äëÿ îòêëþ÷åíèÿ êðûëü÷àòêè îò øòàíã, ïîçâîëÿþùèìè èçìåðÿòü òðåíèå øòàíã î ãðóíò ïðè íåïîäâèæíîé êðûëü÷àòêå.
2.2.2. Êîíñòðóêöèè óñòàíîâîê äîëæíû îáåñïå÷èâàòü:
ïîãðóæåíèå êðûëü÷àòêè â ãðóíò íèæå çàáîÿ îïûòíîé ñêâàæèíû èëè ìàññèâ;
ôèêñèðîâàíèå øòàíã íà çàäàííîé ãëóáèíå, èñêëþ÷àþùåãî ñàìîïðîèçâîëüíîå âåðòèêàëüíîå ïåðåìåùåíèå êðûëü÷àòêè è øòàíã â ïðîöåññå èñïûòàíèÿ ãðóíòà íà ñðåç;
ïåðåäà÷ó êðóòÿùåãî ìîìåíòà íà êðûëü÷àòêó;
èçìåðåíèå ìàêñèìàëüíîãî è óñòàíîâèâøåãîñÿ êðóòÿùèõ ìîìåíòîâ;
òàðèðîâêó óñòðîéñòâà äëÿ èçìåðåíèÿ êðóòÿùåãî ìîìåíòà.
2.2.3.  çàâèñèìîñòè îò âèäà è ñîñòîÿíèÿ ãðóíòà íåîáõîäèìî èñïîëüçîâàòü ñëåäóþùèå òèïû êðûëü÷àòîê:
ìàëóþ - ïðè èñïûòàíèÿõ ãëèíèñòûõ ãðóíòîâ òóãîïëàñòè÷íîé è ìÿãêîïëàñòè÷íîé êîíñèñòåíöèè, â òîì ÷èñëå ñ ïðèìåñüþ ðàñòèòåëüíûõ îñòàòêîâ, çàòîðôîâàííûõ, ñ êðóïíîîáëîìî÷íûìè âêëþ÷åíèÿìè ðàçìåðàìè 2-10 ìì â êîëè÷åñòâå (ïî ìàññå) ìåíåå 15%;
ñðåäíþþ - ïðè èñïûòàíèÿõ ãëèíèñòûõ ãðóíòîâ ìÿãêî- è òåêó÷å-ïëàñòè÷íîé êîíñèñòåíöèè, â òîì ÷èñëå ñ ïðèìåñüþ ðàñòèòåëüíûõ îñòàòêîâ, çàòîðôîâàííûõ, óïëîòíåííûõ òîðôîâ, ñ êðóïíîîáëîìî÷íûìè âêëþ÷åíèÿìè ðàçìåðàìè 2-10 ìì â êîëè÷åñòâå (ïî ìàññå) ìåíåå 15%;
áîëüøóþ - ïðè èñïûòàíèÿõ ãëèíèñòûõ ãðóíòîâ òåêó÷åé è òåêó÷åïëàñòè÷íîé êîíñèñòåíöèè, â òîì ÷èñëå çàòîðôîâàííûõ, òîðôîâ è èëîâ (áåç êðóïíîîáëîìî÷íûõ âêëþ÷åíèé).
2.2.4. Àïïàðàòóðà äëÿ èñïûòàíèÿ ãðóíòà ìåòîäîì âðàùàòåëüíîãî ñðåçà äîëæíà îòâå÷àòü îñíîâíûì òðåáîâàíèÿì, èçëîæåííûì â òàáë. 2.
Òàáëèöà 2
Ñîñòàâ àïïàðàòóðû è åå õàðàêòåðèñòèêà
Îñíîâíûå ïàðàìåòðû àïïàðàòóðû

Òèï êðûëü÷àòêè

ìàëàÿ
ñðåäíÿÿ
áîëüøàÿ

1. Êðûëü÷àòêè ðàçìåðàìè, ìì:
âûñîòà
øèðèíà (äèàìåòð)
òîëùèíà ëîïàñòè

120
60
2

150
75
2,5

200
100
3

790

1545

3660

3. Øòàíãè ðàçìåðàìè, ìì:
íàðóæíûé äèàìåòð
äëèíà

22-33,5
500-3000

4. Óñòðîéñòâî äëÿ ñîçäàíèÿ êðóòÿùåãî ìîìåíòà:
ìàêñèìàëüíûé êðóòÿùèé ìîìåíò, êÍ · ñì (êãñ · ñì), íå ìåíåå

18 (1800)

5. Óñòðîéñòâî äëÿ èçìåðåíèÿ êðóòÿùåãî ìîìåíòà:
ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ êðóòÿùåãî ìîìåíòà, êÍ·ñì (êãñ · ñì), íå ìåíåå

0,36 (36)

0,18 (18)

0,18 (18)

2.3. Ïîäãîòîâêà ê èñïûòàíèþ
2.3.1. Ãðóíòû ñëåäóåò èñïûòûâàòü ñðåçíûìè óñòàíîâêàìè, èìåþùèìè ïàñïîðòà è çàâîäñêèå òàðèðîâî÷íûå òàáëèöû èçìåðèòåëüíûõ óñòðîéñòâ.
2.3.2. Ïîâåðêè ñðåçíûõ óñòàíîâîê íàäëåæèò âûïîëíÿòü ñîãëàñíî ïàñïîðòàì è èíñòðóêöèÿì ïî èõ ýêñïëóàòàöèè, ïåðèîäè÷åñêè ïðîâåðÿÿ äàííûå òàðèðîâàíèÿ èçìåðèòåëüíûõ óñòðîéñòâ.
2.3.3. Ïîâåðêè ñðåçíîé óñòàíîâêè íåîáõîäèìî âûïîëíÿòü ïðè ïîëó÷åíèè åå ñ çàâîäà è ïåðåä âûåçäîì íà ïîëåâûå ðàáîòû, íî íå ðåæå îäíîãî ðàçà â 3 ìåñ, à òàêæå ïîñëå âûÿâëåíèÿ è óñòðàíåíèÿ íåèñïðàâíîñòåé èçìåðèòåëüíîãî óñòðîéñòâà èëè çàìåíû åãî äåòàëåé. Ðåçóëüòàòû ïîâåðîê ñëåäóåò îôîðìëÿòü àêòàìè.
2.3.4. Ïðè ïîäãîòîâêå ê èñïûòàíèþ è â ïåðèîä ïðîâåäåíèÿ ïîëåâûõ ðàáîò ïåðèîäè÷åñêè, ÷åðåç 15 òî÷åê èñïûòàíèé ãðóíòîâ, íåîáõîäèìî ïðîâåðÿòü ïðÿìîëèíåéíîñòü øòàíã ïóòåì èõ ñáîðêè â çâåíüÿ äëèíîé 3 ì íà ðîâíîé ïîâåðõíîñòè. Îòêëîíåíèå çâåíà øòàíã îò ïðÿìîé ëèíèè íå äîëæíî ïðåâûøàòü 5 ìì â ëþáîé ïëîñêîñòè ïî âñåé äëèíå ïðîâåðÿåìîãî çâåíà. Àíàëîãè÷íî íàäëåæèò ïðîâåðÿòü ñîïðÿæåíèÿ çâåíüåâ øòàíã ìåæäó ñîáîé.
â êÍ (êãñ) ïî ôîðìóëå
. (1)
2.3.6. Â èíòåðâàëå îò 1,0 ì âûøå îòìåòêè èñïûòàíèÿ ãðóíòîâ ìåòîäîì âðàùàòåëüíîãî ñðåçà äî çàáîÿ îïûòíûå ñêâàæèíû íàäëåæèò ïðîõîäèòü:
âäàâëèâàþùèì èëè óäàðíî-êàíàòíûì (çàáèâíûì) ñïîñîáîì êîëüöåâûì çàáîåì ñ ïîìîùüþ òîíêîñòåííîãî áóðîâîãî öèëèíäðè÷åñêîãî íàêîíå÷íèêà, íèæíèé ðåæóùèé êðàé êîòîðîãî èìååò âíóòðåííèé óãîë çàîñòðåíèÿ 10-15°; âíóòðåííèé äèàìåòð áàøìàêà ýòîãî íàêîíå÷íèêà äîëæåí áûòü íà 1-2 ìì ìåíüøå âíóòðåííåãî äèàìåòðà êîðïóñà, à íàðóæíûé äèàìåòð áàøìàêà íà 2-3 ìì áîëüøå íàðóæíîãî äèàìåòðà êîðïóñà íàêîíå÷íèêà;
âðàùàòåëüíûì ñïîñîáîì ñ ïîìîùüþ êîëîíêîâîé òðóáû, ñêîðîñòü âðàùåíèÿ êîòîðîé íå äîëæíà ïðåâûøàòü 60 îá/ìèí, îñåâàÿ íàãðóçêà - íå áîëåå 1000 Í (100 êãñ).
Ïðè èñïûòàíèè ãðóíòîâ â ìàññèâå êðûëü÷àòêó è êîëîííó øòàíã ñëåäóåò ïîãðóæàòü âäàâëèâàþùèì ñïîñîáîì.
2.3.7. Çàáîé îïûòíîé ñêâàæèíû äîëæåí áûòü ðàñïîëîæåí íà 0,4-0,5 ì âûøå îòìåòêè èñïûòàíèÿ ãðóíòà ìåòîäîì âðàùàòåëüíîãî ñðåçà.
2.3.8. Îïûòíûå ñêâàæèíû è òî÷êè èñïûòàíèé ãðóíòîâ íà ñðåç íåîáõîäèìî âûíîñèòü â íàòóðó ãåîäåçè÷åñêèìè ìåòîäàìè è çàêðåïëÿòü íà ìåñòíîñòè âðåìåííûìè çíàêàìè. Êîíòðîëü òî÷íîñòè ïëàíîâî-âûñîòíîé ïðèâÿçêè ñêâàæèí è òî÷åê äîëæåí áûòü âûïîëíåí äâàæäû - äî íà÷àëà è ïîñëå ïðîâåäåíèÿ èñïûòàíèé.
2.3.9. Ïëîùàäêà äëÿ ðàçìåùåíèÿ ñðåçíîé óñòàíîâêè äîëæíà áûòü ãîðèçîíòàëüíîé. Ðàçìåðû ïëîùàäêè íåîáõîäèìî îïðåäåëÿòü ñ ó÷åòîì ãàáàðèòîâ óñòàíîâêè è ìîíòàæà àïïàðàòóðû, íî íå ìåíåå 0,5õ0,5 ì.
2.3.10. Âåðòèêàëüíîñòü ñðåçíîé óñòàíîâêè ñëåäóåò ïðîâåðÿòü ïî îòâåñó â ïðîöåññå ïîäãîòîâêè ê èñïûòàíèþ.
2.3.11. Ãðóíò â ìåñòå èñïûòàíèÿ íà ñðåç â ñêâàæèíå äîëæåí áûòü çàùèùåí îò ïðîíèêàíèÿ ïîâåðõíîñòíûõ âîä è àòìîñôåðíûõ îñàäêîâ, à â çèìíåå âðåìÿ - îò ïðîìåðçàíèÿ.
2.3.12. Ïîäãîòîâëåííóþ êîëîííó øòàíã ñ êðûëü÷àòêîé ñîîòâåòñòâóþùåãî òèïà îáùåé äëèíîé íà 0,8-1,2 ì áîëüøå ãëóáèíû îòìåòêè èñïûòàíèÿ ãðóíòà íà ñðåç íàäëåæèò îïóñòèòü â ñêâàæèíó (ïðè èñïûòàíèè ãðóíòà íà ñðåç â ñêâàæèíå) è ïëàâíî âåðòèêàëüíî âäàâèòü â ãðóíò ñ çàãëóáëåíèåì êðûëü÷àòêè äî îòìåòêè èñïûòàíèÿ. Ïðè èñïûòàíèÿõ ñ çåìíîé ïîâåðõíîñòè (â ìàññèâå) êðûëü÷àòêó âäàâëèâàþò â ãðóíò, ïðèìåíÿÿ â ñëó÷àå íåîáõîäèìîñòè ðû÷àãè, äîìêðàòû èëè ñïåöèàëüíûå óñòðîéñòâà è ïîñòåïåííî íàðàùèâàÿ êîëîííó øòàíã.
2.3.13. Âåðõ êîëîííû øòàíã ñëåäóåò ñîåäèíèòü ñ ãîëîâêîé óñòðîéñòâà äëÿ ñîçäàíèÿ êðóòÿùåãî ìîìåíòà, èçìåðèòåëüíûå