При проведении инженерно геологических изысканий необходимо исследование песчанисто-глинистых, скальных и полу-скальных грунтов, с целью определения их деформационных и прочностных свойств. Эти испытания проводятся в полевых условиях, с использованием специального прибора — прессиометра. Для их выполнения исследований необходимо бурение скважин на участке предполагаемой застройки.
Порядок выполнения работ
Испытания прессиометром представляет собой процесс нагнетания давления, в специальную эластичную камеру, которая устанавливается на определенной глубине пробуренной скважины. После этого выполняются замеры деформации грунта, которые возникают под воздействием давления. В процессе подготовительных работ, влажности и природному сложению исследуемого грунта должен быть нанесен минимальный вред, поэтому рекомендуется использовать вращательный способ бурения.
Данный вид испытаний проводится в соответствии с ГОСТом и прочими нормативными документами. С помощью геологических изысканий на участке исследований определяются все особенности и условия, которые необходимо учитывать при бурении, а также глубину, на которой требуется проведение испытаний прессиометром. Каждый прибор имеет технический паспорт, в котором указываются данные о диаметре скважины.
Последовательность проведения испытания гидравлическим прессиометром:
- Опущение эластичной камеры в подготовленную скважину;
- Наполнение камеры водой;
- Создание давления на грунт;
- Определение модуля деформации и прочих деформационных свойств с использованием мерного цилиндра.
Последовательность проведения испытания пневмо-электрическим прессиометром:
- Опущение камеры в подготовленную скважину;
- Создание давления на грунт;
- Определение деформационных свойств грунта с помощью преобразовательных датчиков, размещаемых в 3 точках центрального сечения снаряда, под необходимым углом.
Требования, предъявляемые к прессиометрам
Для получения максимально-точных данных при проведении испытаний и соответствии процесса исследования Госстандартам к прессиометрам предъявляются различные требования. В паспорте данного прибора обязательно должны быть сведения:
- о порядке проведения операций, связанных с различными испытаниями грунтов;
- о точных технических данных и конструкции всех деталей и узлов;
- о проведении тарировочных испытаний аппаратуры;
- об особенностях заводской сборки;
- о возможных неполадках и способах их устранения;
- о правилах техники безопасности.
Проведение тарировочных испытаний дает возможность проверить показатели давления, при расширении стенок эластичной камеры прессиометра и правильность градуировки приборов измерения.
Почему рекомендуется проводить испытания грунтов прессиометром
Существуют самые различные методы геологических исследований как в полевых, так и в лабораторных условиях. И каждое из них имеет свои преимущества и слабые стороны. Основные достоинства испытаний грунтов прессиометром:
- возможность применения практически на любых грунтах;
- короткая продолжительность исследования (30 минут — на один эксперимент);
- возможность проведения на глубине до 50 м;
- сравнительно небольшой диаметр скважины;
- определения модуля деформации независимо от направления;
- компактный комплект оборудования;
- является более экономичным, чем вертикальное испытание штампом.
Трудности, при проведении данного метода исследований возникают только в случае склонности стенок скважины к обрушению.
Суть, возможности и цели прессиометрии
Данный метод испытаний позволяет получить прочностные и деформационные характеристики грунтов, такие как удельное сцепление, угол внутреннего трения и модуль деформации. Данное исследование проводится в полевых условиях и чаще всего используется при бурении инженерно геологических скважин. С его помощью определяется уровень деформации горных пород. Для этого применяется эластичный или жесткий цилиндрический штамп.
Теоретическим обоснованием данного метода являются общие знания о деформации грунтов при воздействии штампа. Прессиометр оказывает воздействие на стенки скважины путем нагнетания давления и заставляет изучаемые породы деформироваться. Процесс проходит в три этапа. На первом происходит уплотнение, далее локальные сдвиги и затем разрушение. Для того чтобы упростить расчеты, условно предполагают только два этапа, которые проходит грунт. Уплотнение, которое характеризует линейная зависимость деформации от напряжения и разрушение, в процессе которого происходят несколько фаз локальных сдвигов, и которую характеризует криволинейная зависимость возникающая между деформациями и напряжениями.
С помощью испытаний прессиометром можно получить данные о свойствах практически всех типов грунтов на глубине до 50 м. Модуль деформации можно измерить во всех направлениях, в зависимости от расположения скважин. Длительность испытания не более 30 минут и для его проведения не требуется бурение скважин большого диаметра. Стоимость проведения значительно ниже штампового метода, а оборудование имеет компактные размеры.
Сложности возникают только в случае, если стены скважины легко-обрушаемы. Есть также небольшие трудности при изучении свойств анизотропных грунтов, так как модуль деформации требуется определять в перпендикулярном к обычному направлению.
