Инженерно-геологические изыскания на стройплощадке (инженерно-геологическая разведка).

Специальная часть отчета по практике включает в себя результаты изучения инженерно-геологических условий площадки для строительства отдельного здания или сооружения. По результатам инженерно-геологической разведки студентами должны быть получены количественные физические и механические характеристики грунтов в сфере взаимодействия сооружения с геологической средой.

Разведочные работы включают в себя:

Проходку горных выработок (скважин или шурфов).

С помощью буровых скважин (шурфов) выясняют геологическое строение и гидрогеологические условия строительной площадки на необходимую глубину, отбирают пробы грунтов и подземных вод.

В соответствии с СП 11-105-97 (ч.1):

– общее количество выработок в пределах контура здания – не менее 3-х;

– расположение выработок – по углам и в центре участка на расстоянии друг от друга 50-40м (для зданий и сооружений II уровня ответственности);

– глубина выработок для одноэтажных зданий и сооружений, проектируемых на естественных основаниях – 4-6м от подошвы фундамента (согласно табл. 8.2. СП 11-105-97).

Бурение скважин производится с помощью комплекта ручного бурения студентами на геологическом полигоне или на промышленных стройплощадках города специализированными изыскательскими организациями механическим (вращательно-колонковым) способом. Во время буровых работ студенты описывают геологический разрез (колонку) скважины по форме (таблица 2).

Скважина №1

Таблица 2

Отбор образцов грунтов из скважин.

Пробы грунта отбирают послойно, через 0,5-1,0м; монолиты отбирают с помощью вдавливаемого или обуривающего грунтоноса. В каждую пробу грунта укладывают этикетку с указанием номера скважины, глубины отбора и предварительного наименования грунта.

3) Лабораторные исследования отобранных образцов проводят с целью определения их физических характеристик в соответствии с ГОСТ 25100-95 в лаборатории ИжГТУ.

Методика проведения лабораторных работ.

Для использования грунтов в инженерно-строительных целях необходимо знать основные характеристики, определяющие их состояние и возможное его изменение под влиянием различных факторов. Физическое состояние грунтов устанавливается по основным физическим характеристикам: плотность грунта, плотность частиц грунта, природная влажность, границы пластичности – для глинистых грунтов, (ГОСТ 5180-84).

В строительной практике наиболее часто служат основаниями разнообразных сооружений глинистые грунты (супеси, суглинки, глины), поэтому монолиты и образцы грунта, отобранные студентами во время буровых работ также в основном глинистые породы.

Порядок определения физических свойств грунтов в лаборатории следующий.

1) Определение плотности грунта методом «режущего кольца»

Для определения плотности грунта необходимо измерить массу образца и определить его объем, сохранив естественное состояние грунта. Для связных грунтов используется метод режущего кольца, который состоит в задавливании в грунт цилиндрической обоймы известного объема, масса образца грунта находится по разности массы кольца с грунтом и собственной массы кольца, взвешенного заранее.

Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 3.

Объем кольца – 50см³

Таблица 3 Определение плотности (ρ ) грунта методом

режущего кольца по ГОСТ 5180-84

Плотность грунта определяют по формуле:

(1)

2) Определение природной (естественной) влажности грунта, границ пластичности глинистых грунтов.

Влажность природная W, % или доли ед. – отношение массы воды, содержащейся в грунте, к массе этого грунта, высушенного до постоянной массы.

Влажность определяют по формуле:

(2)

Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 4.

Таблица 4.Определение влажности, границ текучести и раскатывания пылевато-глинистых грунтов по ГОСТ 5780-84

Камеральный период.

Остальные показатели физических свойств грунтов определяют расчетным способом.

2.3.1. Для глинистых грунтов классификационными характеристиками являются – число пластичности, показатель текучести, просадочность, набухаемость, водопроницаемость, наличие органики, степень водонасыщения

7) Наименование (разновидность) глинистого грунта определяют по числу пластичности (таблица 5).

Число пластичности I_p — разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести W_L и на границе раскатывания W_p. W_L и W_p определяют по ГОСТ 5180 (таблица 4).

(3)

Таблица 5. Основные разновидности грунтов по I_p (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.11)

Примечание — Илы подразделяют по значениям числа пластичности, указанным в таблице, на супесчаные, суглинистые и глинистые.

7) Для характеристики консистенции глинистого грунта в строительных целях используют показатель текучести (консистенции) I_L:

(4)

W – естественная влажность грунта, д.ед.;

W_p – нижний предел пластичности (влажность на границе раскатывания), д.ед.;

I_p – число пластичности, д.ед.

Таблица 6. Основные разновидности глинистых грунтов по I_L

r_d – плотность сухого грунта, г/см³.

Средние значения ρ_s песчаных и пылевато-глинистых грунтов следующие (в г/см³): песок – 2,66; супесь – 2,70; суглинок – 2,71; глина – 2,74.

7) Коэффициент пористости е, доли ед., – отношение объема пор к объему твердой части скелета грунта:

или(7)

6) Коэффициент водонасыщения (степень влажности) S_r, д.ед. – степень заполнения объема пор водой:

(8)

где ρ_s – плотность частиц грунта, г/см³;

W –природная влажность, доли ед.;

е–коэффициент пористости, доли ед.;

ρ_w –плотность воды, принимаемая равной 1,0 г/см³.

7) Определяют степень морозной пучинистости грунта по его полной характеристике (таблица 7).

Таблица 7. Разновидности грунтов по относительной деформации пучения (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.27)

2.3.2. Для несвязных (песчаных и крупнообломочных) грунтов в лаборатории определяются аналогичными методами плотность грунта и естественная влажность грунта (см. формулы (1),(2).

Классификационными характеристиками для песчаных грунтов служат: гранулометрический состав, степень неоднородности, коэффициент пористости, степень плотности и содержание органических веществ.

1) Гранулометрический состав- количественное соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах. Определяется по ГОСТ 12536.

По гранулометрическому составу крупнообломочные грунты и пески подразделяют согласно таблице 8.

Таблица 8. Разновидности песчаных и крупнообломочных грунтов по гранулометрическому составу (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.10)

Примечание - При наличии в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя более 40 % или глинистого заполнителя более 30 % от общей массы воздушно-сухого грунта в наименовании крупнообломочного грунта добавляется наименование вида заполнителя и указывается характеристика его состояния. Вид заполнителя устанавливается после удаления из крупнообломочного грунта частиц крупнее 2 мм.

В инженерно-геологической практике выделяют также пески глинистые, содержащие свыше 3% глинистых частиц и не обладающие свойством пластичности (I_p<1).

2)Плотность сложения песков оценивается по величине коэффициента пористости е (таблица 9), (по ГОСТ 25100-95 табл.Б.18).

Таблица 9.

Для определения е применяют расчеты согласно формул (5.7), как и для глинистых грунтов.

3) По коэффициенту водонасыщения S_r (согласно формуле (6) крупнообломочные грунты и пески подразделяют согласно таблице 10 (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.17).

Таблица 10.

4) Степень неоднородности гранулометрического состава C_u- показатель неоднородности гранулометрического состава. Определяется по формуле:

(9)

где d₆₀, d₁₀ - диаметры частиц, мм, меньше которых в грунте содержится соответственно 60 и 10 % (по массе) частиц.

Результаты гранулометрического анализа песчаных грунтов представляют в виде интегральной кривой, выполненной в полулогарифмическом масштабе, по этой кривой находят действующий (эффективный) диаметр частиц d₁₀ и контролирующий диаметр частиц d₆₀ (Рис.3).

По степени неоднородности гранулометрического состава С_u, крупнообломочные грунты и пески подразделяют на:

- однородный грунт С_u £ 3;

- неоднородный грунт С_u > 3.

5) Определяют степень морозной пучинистости песчаногогрунта по его полной характеристике, таблица 7 (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.27).

По таблицам 12 и 13 (Приложение 1 СНиП 2.02.01-83^*). для исследованного грунта определить нормативные значения прочностных (сцепление – с, кПа, угол внутреннего трения φ, град) и деформационных (модуль общей деформации Е, МПа) показателей.

Таблица 11. Показатели механических свойств пород рыхлых отложений.

Таблица 12. Нормативные значения удельного сцепления с_n, кПа (кгс/см²), угла внутреннего трения j_n, град. и модуля деформации Е, МПа (кгс/см²), пылевато-глинистых нелессовых грунтов четвертичных отложений (Приложение 1 СНиП 2.02.01-83^*)

Таблица 13. Нормативные значения модуля деформации пылевато-глинистых нелессовых грунтов(Приложение 1 СНиП 2.02.01-83^*)

Продолжение таблицы 13

Сделать заключение о каждом образце исследованного грунте, охарактеризовав и обобщив особенности его физического состояния, водных и механических свойств.

Результаты определений занести в таблицу 14:

Таблица 14. Данные лабораторных исследований образцов грунтов.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: