Грунты методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки

ÃÎÑÒ 24143-80

ÓÄÊ 624.131.37:006.354 Ãðóïïà Æ39

ÃÎÑÓÄÀÐÑÒÂÅÍÍÛÉ ÑÒÀÍÄÀÐÒ ÑÎÞÇÀ ÑÑÐ

ÃÐÓÍÒÛ

Ìåòîäû ëàáîðàòîðíîãî îïðåäåëåíèÿ õàðàêòåðèñòèê
íàáóõàíèÿ è óñàäêè
Soils. Laboratory methods for determination
of swelling and shrinking characteristics
Äàòà ââåäåíèÿ 1981-01-01
ÓÒÂÅÐÆÄÅÍ È ÂÂÅÄÅÍ Â ÄÅÉÑÒÂÈÅ Ïîñòàíîâëåíèåì Ãîñóäàðñòâåííîãî êîìèòåòà ÑÑÑÐ ïî äåëàì ñòðîèòåëüñòâà îò 22 àïðåëÿ 1980 ã. ¹ 55
Ïåðåèçäàíèå. Ñåíòÿáðü 1987 ã.
Íàñòîÿùèé ñòàíäàðò ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ íà ãëèíèñòûå ãðóíòû ïðèðîäíîãî è íàðóøåííîãî ñëîæåíèÿ è óñòàíàâëèâàåò ìåòîäû ëàáîðàòîðíîãî îïðåäåëåíèÿ èõ íàáóõàíèÿ è óñàäêè.
Ñòàíäàðò íå ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ íà ãëèíèñòûå ãðóíòû, ñîäåðæàùèå êðóïíîîáëîìî÷íûå âêëþ÷åíèÿ ðàçìåðàìè çåðåí áîëåå 5 ìì, è íà ãëèíèñòûå ãðóíòû â ìåðçëîì ñîñòîÿíèè.
1. Îáùèå ïîëîæåíèÿ
1.1. Õàðàêòåðèñòèêè íàáóõàíèÿ è óñàäêè ãðóíòà ñëåäóåò îïðåäåëÿòü ïî îòíîñèòåëüíîé äåôîðìàöèè: íàáóõàíèå - â óñëîâèÿõ, èñêëþ÷àþùèõ âîçìîæíîñòü áîêîâîãî ðàñøèðåíèÿ ïðè íàñûùåíèè ãðóíòà âîäîé èëè õèìè÷åñêèì ðàñòâîðîì; óñàäêó - â óñëîâèÿõ ñâîáîäíîé òðåõîñíîé äåôîðìàöèè ïðè âûñûõàíèè ãðóíòà. Èñïûòàíèå äëÿ îïðåäåëåíèÿ õàðàêòåðèñòèê íàáóõàíèÿ ñëåäóåò ïðîèçâîäèòü äî ïðåêðàùåíèÿ ïîãëîùåíèÿ îáðàçöîì ãðóíòà âîäû (èëè ðàñòâîðà), à óñàäêè - äî ïîëíîé ïîòåðè èì âëàæíîñòè.
).
1.3. Îáðàçöû ãðóíòà ïðèðîäíîãî ñëîæåíèÿ äëÿ èñïûòàíèé ñâîáîäíîãî íàáóõàíèÿ, íàáóõàíèÿ ïîä íàãðóçêîé, äàâëåíèÿ íàáóõàíèÿ è óñàäêè ñëåäóåò âûðåçàòü èç îäíîãî ìîíîëèòà ãðóíòà; îáðàçöû ãðóíòà íàðóøåííîãî ñëîæåíèÿ ñëåäóåò ïðèãîòîâëÿòü ñ çàäàííûìè âåëè÷èíàìè ïëîòíîñòè è âëàæíîñòè.
Ñâîáîäíîå íàáóõàíèå îïðåäåëÿåòñÿ èñïûòàíèåì îäèíî÷íîãî îáðàçöà ãðóíòà.
Íàáóõàíèå ïîä íàãðóçêîé è äàâëåíèå íàáóõàíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ èñïûòàíèåì ñåðèè îáðàçöîâ-áëèçíåöîâ, âûðåçàåìûõ èç îäíîãî ìîíîëèòà ãðóíòà, ïóòåì îáæàòèÿ èõ äàâëåíèÿ è ïîñëåäóþùåãî âîäîíàñûùåíèÿ.
Âåëè÷èíû ñòóïåíåé äàâëåíèÿ è èõ êîëè÷åñòâî äîëæíû áûòü îïðåäåëåíû çàäàíèåì è ïðîãðàììîé èññëåäîâàíèé.
Ïðè îòñóòñòâèè òàêèõ äàííûõ èñïûòàíèÿ íàäëåæèò ïðîèçâîäèòü â äèàïàçîíå ïîëóòîðàêðàòíûõ âåëè÷èí óñëîâíûõ ðàñ÷åòíûõ äàâëåíèé íà ãëèíèñòûå ãðóíòû, ðóêîâîäñòâóÿñü òàáë.2 è 4 ïðèëîæåíèÿ 4 ê ãëàâå ÑÍèÏ II-15-74.
1.4. Îáðàçöû ãðóíòà ïðè èñïûòàíèè íà íàáóõàíèå ñëåäóåò çàëèâàòü ãðóíòîâîé âîäîé, âçÿòîé ñ ìåñòà îòáîðà ãðóíòà, âîäíîé âûòÿæêîé èëè âîäîé ïèòüåâîãî êà÷åñòâà.  ñëó÷àÿõ, îïðåäåëÿåìûõ ïðîãðàììîé èññëåäîâàíèé, äîïóñêàåòñÿ ïðèìåíåíèå äèñòèëëèðîâàííîé âîäû è èñêóññòâåííî ïðèãîòîâëåííûõ ðàñòâîðîâ çàäàííîãî õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà.
Ïðè óñàäêå èñïàðåíèå âîäû (èëè ðàñòâîðà) èç îáðàçöà ãðóíòà íå äîëæíî âûçûâàòü îáðàçîâàíèå íà íåì óñàäî÷íûõ òðåùèí.
1.5. Ìîíîëèòû ãðóíòîâ äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëåé íàáóõàíèÿ è óñàäêè ñëåäóåò îòáèðàòü èç îòêðûòûõ ãîðíûõ âûðàáîòîê: øóðôîâ, êîòëîâàíîâ, ðàñ÷èñòîê è ïð., à èõ îòáîð, òðàíñïîðòèðîâàíèå è õðàíåíèå íàäëåæèò ïðîèçâîäèòü ïî ÃÎÑÒ 12071-84.
Îòáîð îáðàçöîâ èç ñêâàæèí äîïóñêàåòñÿ ïðîèçâîäèòü ïðè ïîìîùè ãðóíòîíîñîâ, îáåñïå÷èâàþùèõ ñîõðàíåíèå ïðèðîäíîãî ñëîæåíèÿ è âëàæíîñòè ãðóíòà.
1.6. Òåðìèíû è îïðåäåëåíèÿ ïðèâåäåíû â ñïðàâî÷íîì ïðèëîæåíèè 1.
2. Àïïàðàòóðà
2.1. Ïðèáîðû äëÿ îïðåäåëåíèÿ ñâîáîäíîãî íàáóõàíèÿ ãðóíòîâ (ÏÍÃ) äîëæíû âêëþ÷àòü ñëåäóþùèå îñíîâíûå óçëû è äåòàëè:
ðàáî÷åå êîëüöî âíóòðåííèì äèàìåòðîì íå ìåíåå 50 ìì, âûñîòîé íå ìåíåå 20 ìì;
âêëàäûø, îáåñïå÷èâàþùèé âûñîòó îáðàçöà â êîëüöå íå ìåíåå 10 ìì;
ïåðôîðèðîâàííûé âåðõíèé øòàìï;
ïåðôîðèðîâàííûé ïîääîí;
âàííî÷êè äëÿ æèäêîñòè;
îñíîâàíèÿ ïðèáîðà è äåðæàòåëÿ èíäèêàòîðà;
èíäèêàòîð ÷àñîâîãî òèïà ñ öåíîé äåëåíèÿ øêàëû 0,01 ìì äëÿ èçìåðåíèÿ âåðòèêàëüíûõ äåôîðìàöèé îáðàçöà ãðóíòà.
2.1.1. Êîíñòðóêöèÿ ÏÍà äîëæíà áûòü âûïîëíåíà èç ìàòåðèàëîâ, ñòîéêèõ ïðîòèâ êîððîçèè, è îáåñïå÷èâàòü:
íåïîäâèæíîñòü ðàáî÷åãî êîëüöà ïðè èñïûòàíèè;
ïîäà÷ó âîäû ê îáðàçöó ñíèçó è îòâîä åå;
).
2.2. Ïîêàçàòåëè íàáóõàíèÿ ãðóíòà ïîä íàãðóçêîé è äàâëåíèÿ íàáóõàíèÿ ñëåäóåò îïðåäåëÿòü â êîìïðåññèîííûõ ïðèáîðàõ, ñîñòîÿùèõ èç ñëåäóþùèõ îñíîâíûõ óçëîâ è äåòàëåé:
ðàáî÷åãî êîëüöà âíóòðåííèì äèàìåòðîì áîëåå 71 ìì è âûñîòîé áîëåå 20 ìì ñ ñîîòíîøåíèåì âûñîòû ê äèàìåòðó 1:3,5;
öèëèíäðè÷åñêîé îáîéìû;
ïåðôîðèðîâàííîãî øòàìïà;
ïîääîíà ñ åìêîñòüþ äëÿ âîäû è ïåðôîðèðîâàííîãî âêëàäûøà ïîä êîëüöî;
äâóõ èíäèêàòîðîâ ñ öåíîé äåëåíèÿ øêàëû 0,01 ìì äëÿ èçìåðåíèÿ âåðòèêàëüíûõ äåôîðìàöèé îáðàçöà ãðóíòà; äîïóñêàåòñÿ ïðèìåíåíèå îäíîãî èíäèêàòîðà ïðè óñëîâèè óñòàíîâêè åãî â öåíòðå øòàìïà;
ìåõàíèçìà âåðòèêàëüíîé íàãðóçêè íà îáðàçåö ãðóíòà.
2.2.1. Êîíñòðóêöèÿ êîìïðåññèîííîãî ïðèáîðà äîëæíà áûòü âûïîëíåíà èç ìàòåðèàëîâ, ñòîéêèõ ïðîòèâ êîððîçèè, è îáåñïå÷èâàòü:
ïîäà÷ó âîäû ê îáðàçöó ñíèçó è îòâîä åå;
öåíòðèðîâàííóþ ïåðåäà÷ó íàãðóçêè íà øòàìï (îáðàçåö ãðóíòà);
);
ïîñòîÿíñòâî äàâëåíèÿ íà êàæäîé ñòóïåíè;
íåïîäâèæíîñòü ðàáî÷åãî êîëüöà ïðè èñïûòàíèÿõ;
èçìåðåíèå âåðòèêàëüíûõ äåôîðìàöèé ãðóíòà ñ ïîãðåøíîñòüþ 0,01 ìì;
).
2.3. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ óñàäêè ãðóíòîâ íåîáõîäèìî èìåòü:
ðàáî÷åå êîëüöî êîìïðåññèîííîãî ïðèáîðà âíóòðåííèì äèàìåòðîì áîëåå 71 ìì è âûñîòîé áîëåå 20 ìì ñ ñîîòíîøåíèåì âûñîòû ê äèàìåòðó 1:3,5;
ïðåäìåòíîå ñòåêëî, ïîêðûòîå òîíêèì è ðîâíûì ñëîåì ïàðàôèíà;
åìêîñòü ñ êðûøêîé (ñòåêëÿííûé êîëïàê èëè ýêñèêàòîð) îáúåìîì íå áîëåå 1 ë äëÿ ñóøêè îáðàçöîâ;
øïàòåëü;
øòàíãåíöèðêóëü ñ ïîãðåøíîñòüþ èçìåðåíèÿ 0,05 ìì è ïðèñïîñîáëåíèå äëÿ èçìåðåíèé, ïîêàçàííîå â ðåêîìåíäóåìîì ïðèëîæåíèè 2;
ìèêðîìåòð.
3. Ïîäãîòîâêà ê èñïûòàíèÿì
3.1. Ïðèáîðû äëÿ ïðîâåäåíèÿ èñïûòàíèé äîëæíû óñòàíàâëèâàòüñÿ íà æåñòêîì îñíîâàíèè, èñêëþ÷àþùåì âèáðàöèþ. Ãîðèçîíòàëüíîñòü óñòàíîâêè ïðèáîðîâ ïðîâåðÿþò ïî óðîâíþ.  ïîìåùåíèè âî âðåìÿ èñïûòàíèé äîëæíà ïîääåðæèâàòüñÿ ïîëîæèòåëüíàÿ òåìïåðàòóðà.
Íå äîïóñêàåòñÿ ïîïàäàíèå ïðÿìûõ ñîëíå÷íûõ ëó÷åé íà îáðàçöû ãðóíòà âî âðåìÿ èñïûòàíèé óñàäêè.
) ïðè îïðåäåëåíèè äåôîðìàöèé ãðóíòà.
). Äëÿ äàííîé ïàðòèè ôèëüòðîâ òàðèðîâî÷íóþ ïîïðàâêó ïðèíèìàþò êàê ñðåäíåå àðèôìåòè÷åñêîå çíà÷åíèå äåôîðìàöèé òðåõ ïàð ôèëüòðîâ.
), çàìåðÿÿ ïî èíäèêàòîðàì äåôîðìàöèè ïðèáîðà.
Òàðèðîâêó ïðîèçâîäÿò ïðè òðåõêðàòíîì íàãðóæåíèè ïðèáîðà, êàæäûé ðàç ñ çàìåíîé ôèëüòðîâ íà íîâûå.
) ïðè ðàçëè÷íûõ äàâëåíèÿõ.
).
3.4. Îáðàçåö ãðóíòà äëÿ èñïûòàíèÿ íà íàáóõàíèå èëè óñàäêó âûðåçàþò ðåæóùèì êîëüöîì â ñîîòâåòñòâèè ñ òðåáîâàíèÿìè ÃÎÑÒ 5180-84, ïðè ýòîì çàçîðû ìåæäó ãðóíòîì è ñòåíêîé ðàáî÷åãî êîëüöà íå äîïóñêàþòñÿ.
Äëÿ èñïûòûâàåìûõ ãðóíòîâ äîëæíû áûòü îïðåäåëåíû ïëîòíîñòü (îáúåìíûé âåñ), ïëîòíîñòü ìèíåðàëüíîé ÷àñòè (óäåëüíûé âåñ), âëàæíîñòü, ãðàíèöû òåêó÷åñòè è ðàñêàòûâàíèÿ ïî ÃÎÑÒ 5180-84 è ãðàíóëîìåòðè÷åñêèé ñîñòàâ ïî ÃÎÑÒ 12536-79. Ðåçóëüòàòû çàïèñûâàþò â æóðíàë èñïûòàíèé (ñì. ðåêîìåíäóåìûå ïðèëîæåíèÿ 3-5).
3.5. Ãðóíò â êîëüöå ñëåäóåò ïîêðûòü ñ äâóõ ñòîðîí ôèëüòðàìè è ïîìåñòèòü:
à) ïðè îïðåäåëåíèè ñâîáîäíîãî íàáóõàíèÿ - â ÏÍÃ;
á) ïðè îïðåäåëåíèè íàáóõàíèÿ ïîä íàãðóçêîé è äàâëåíèÿ íàáóõàíèÿ - â êîìïðåññèîííûå ïðèáîðû.
).
3.6. Ïðè èñïûòàíèè ãðóíòà íà óñàäêó îáðàçåö ãðóíòà ñëåäóåò èçâëå÷ü èç êîëüöà è ïîìåñòèòü íà ïðåäìåòíîå ñòåêëî, ïîêðûòîå òîíêèì ðîâíûì ñëîåì ïàðàôèíà. Çàòåì èçìåðÿþò âûñîòó â öåíòðå îáðàçöà, à åãî äèàìåòð - ïî òðåì, çàðàíåå ðàçìå÷åííûì íàïðàâëåíèÿì. Ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé çàïèñûâàþò â æóðíàëå èñïûòàíèé (ñì. ðåêîìåíäóåìîå ïðèëîæåíèå 5).
), âû÷èñëÿåìîãî ïî ôîðìóëå
;
, îïðåäåëÿåìàÿ ïî ôîðìóëå
;
çàäàííàÿ âëàæíîñòü ãðóíòà â äîëÿõ åäèíèöû.
3.8. Ïðè îïðåäåëåíèè õàðàêòåðèñòèê óñàäêè ãðóíòà íàðóøåííîãî ñëîæåíèÿ ñëåäóåò ïðèìåíÿòü îáðàçåö ãðóíòà âëàæíîñòüþ íà 5-10% áîëüøå âëàæíîñòè ãðóíòà íà ãðàíèöå òåêó÷åñòè. Ãðóíò ñëåäóåò âûäåðæàòü â ïóñòîì ýêñèêàòîðå â òå÷åíèå ñóòîê. Çàòåì ïðè ïîìîùè øïàòåëÿ çàïîëíÿþò ãðóíòîì ðàáî÷åå êîëüöî, âíóòðåííÿÿ ïîâåðõíîñòü êîòîðîãî ïðåäâàðèòåëüíî ñìàçàíà òîíêèì ñëîåì òåõíè÷åñêîãî âàçåëèíà. Îáðàçîâàíèå ïóñòîò ïðè ïîäãîòîâêå îáðàçöà íå äîïóñêàåòñÿ.
Ïðèãîòîâëåííûé îáðàçåö íà ïðåäìåòíîì ñòåêëå ñëåäóåò ïîìåñòèòü ïîä ñòåêëÿííûé êîëïàê èëè â åìêîñòü ñ êðûøêîé. Çà íà÷àëüíûå ðàçìåðû îáðàçöà ïðèíèìàþòñÿ ðàçìåðû êîëüöà ïî âûñîòå è âíóòðåííåìó äèàìåòðó.
4. Ïðîâåäåíèå èñïûòàíèé
4.1. Â ÏÍÃ ñëåäóåò íàëèòü æèäêîñòü è íàáëþäàòü çà ðàçâèòèåì äåôîðìàöèé âî âðåìåíè, çàïèñûâàÿ ïîêàçàíèÿ èíäèêàòîðîâ â æóðíàë èñïûòàíèé (ñì. ðåêîìåíäóåìîå ïðèëîæåíèå 3).
) íà êàæäûé ïðèáîð äî íåîáõîäèìûõ ïðåäåëîâ.
Ïîñëå íàãðóæåíèÿ îáðàçîâ ãðóíòà â êîìïðåññèîííûõ ïðèáîðàõ èõ ñëåäóåò âûäåðæàòü äî óñëîâíîé ñòàáèëèçàöèè äåôîðìàöèé, ïîñëå ÷åãî îáðàçöû íàäëåæèò çàìî÷èòü.
4.3. Êàê ïðè ñâîáîäíîì íàáóõàíèè, òàê è â êîìïðåññèîííûõ ïðèáîðàõ ïîñëå çàìà÷èâàíèÿ îáðàçöîâ ñëåäóåò ðåãèñòðèðîâàòü äåôîðìàöèè ÷åðåç 5; 10; 30; 60 ìèí, äàëåå ÷åðåç 2 ÷ â òå÷åíèå ðàáî÷åãî äíÿ, à çàòåì â íà÷àëå è êîíöå ðàáî÷åãî äíÿ äî äîñòèæåíèÿ óñëîâíîé ñòàáèëèçàöèè äåôîðìàöèé.
 ñëó÷àå îòñóòñòâèÿ íàáóõàíèÿ çàìà÷èâàíèå ïðîèçâîäÿò â òå÷åíèå òðåõ ñóòîê.
), ïðåâûøàþùóþ 0,001.
4.4. Çà êðèòåðèé óñëîâíîé ñòàáèëèçàöèè äåôîðìàöèé ñâîáîäíîãî íàáóõàíèÿ ãëèíèñòûõ ãðóíòîâ èëè äåôîðìàöèé íàáóõàíèÿ ïîä íàãðóçêîé ïðè äàííîé ñòóïåíè äàâëåíèÿ â êîìïðåññèîííûõ ïðèáîðàõ ñëåäóåò ïðèíèìàòü äåôîðìàöèþ íå áîëåå 0,01 ìì çà 16 ÷.
Ñ. Âñå ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé íàäëåæèò çàïèñàòü â ñîîòâåòñòâóþùèé æóðíàë èñïûòàíèé (ñì. ðåêîìåíäóåìûå ïðèëîæåíèÿ 3 è 4).
4.6. Èñïûòàíèå óñàäêè ãðóíòà ñëåäóåò ïðîâîäèòü â òðè ýòàïà.
Íà ïåðâîì è âòîðîì ýòàïå èñïûòàíèÿ èçìåðåíèå âûñîòû, äèàìåòðà è ìàññû îáðàçöà ãðóíòà, ïîìåùåííîãî â ýêñèêàòîðå, ñëåäóåò ïðîèçâîäèòü íå ðåæå äâóõ ðàç â ñóòêè è ðåçóëüòàòû çàíîñèòü â æóðíàë èñïûòàíèé (ñì. ðåêîìåíäóåìîå ïðèëîæåíèå 5).
Êðèòåðèåì óñëîâíîãî çàâåðøåíèÿ èñïûòàíèÿ íà ïåðâîì ýòàïå ÿâëÿåòñÿ îòñóòñòâèå èçìåíåíèé â ëèíåéíûõ ðàçìåðàõ îáðàçöîâ â äâóõ ïîñëåäîâàòåëüíûõ èçìåðåíèÿõ.
Íà âòîðîì ýòàïå ñóøêà îáðàçöà ãðóíòà ïðîèçâîäèòñÿ íà âîçäóõå.
Êðèòåðèåì óñëîâíîãî çàâåðøåíèÿ èñïûòàíèÿ íà âòîðîì ýòàïå, ïîñëå 5-6 èçìåðåíèé, ÿâëÿåòñÿ îòñóòñòâèå èçìåíåíèé â ìàññå îáðàçöà ãðóíòà.
Ñ â ñîîòâåòñòâèè ñ òðåáîâàíèÿìè ÃÎÑÒ 5180-84 äî ïîñòîÿííîé ìàññû è â êîíöå èñïûòàíèÿ ïðîèçâîäÿò êîíòðîëüíîå èçìåðåíèå ëèíåéíûõ ðàçìåðîâ îáðàçöà ãðóíòà.
5. Îáðàáîòêà ðåçóëüòàòîâ èñïûòàíèé
5.1. Íà îñíîâàíèè çàïèñåé â æóðíàëàõ èñïûòàíèé ãðóíòà â ÏÍÃ èëè êîìïðåññèîííûõ ïðèáîðàõ (ñì. ðåêîìåíäóåìûå ïðèëîæåíèÿ 3 è 4) ñëåäóåò îïðåäåëèòü:
) ïîêàçàíèé èíäèêàòîðîâ çà âû÷åòîì ïîïðàâêè íà äåôîðìàöèþ ïðèáîðîâ è ôèëüòðîâ ïðè íàáóõàíèè ñîãëàñíî ï. 3.2;
) ñ ïîãðåøíîñòüþ 0,001 ïî ôîðìóëå
(ñì. îáÿçàòåëüíîå ïðèëîæåíèå 6). Òî÷êè ãðàôèêà, ñîîòâåòñòâóþùèå ñòóïåíÿì äàâëåíèÿ, ñëåäóåò ñîåäèíèòü ëåêàëüíîé êðèâîé.
) (ñì. ãðàôèê 2 ïðèëîæåíèÿ 6)
5.3. Ïî