Штамповые испытания - один из самых эффективных методов получения данных о свойствах грунтов. Исследования выполняются в составе геологических изысканий. По итогам испытаний можно получить подробную информацию о несущей способности грунтовых пород участка, на котором будут проводится строительные работы.
В Москве и других городах России штамповые испытания проводит исследовательская компания «ЦИИАК», тел.: 8 (800) 333-09-86
Чаще всего штамповые испытания выполняются при изучении неустойчивых грунтов: песчаных, глинистых и крупнообломочных. Оценивается степень деформации грунтов природного происхождения и искусственных оснований. Тестирование осуществляется с применением штампов - жестких металлических установок, которые вдавливаются в грунтовые слои. Благодаря жесткости такие конструкции не подвергаются деформациям при оказании избыточного давления на грунт.
Штамповые испытания могут осуществляться в скважинах, шурфах и котлованах. Штампы должны быть жесткими, круглой формы, следующих типов:
I - с плоской подошвой площадью 2500 и 5000 см2;
II - с плоской подошвой площадью 1000 см2 с кольцевой пригрузкой по площади, дополняющей площадь штампа до 5000 см2;
III - с плоской подошвой площадью 600 см2;
IlIa - с плоской подошвой площадью 600 см2 и встроенным зачистным устройством;
IV - винтовой штамп площадью 600 см2.
Цели проведения штамповых испытаний
Штамповые испытания выполняются перед началом строительных и реконструкционных работ для получения точных данных о характеристиках грунтовых пород на стройплощадке.
Грунтовые слои получают под весом строения сильную статистическую нагрузку, происходит уплотнение грунта. Параметры уплотнения зависят от силы оказываемой нагрузки и от физико-механических свойств грунтовых пород. При этом здания с одинаковыми весовыми показателями могут по-разному подвергать деформациям грунтовые слои. Важно предварительно разработать проект, в котором будет учтено, насколько грунты могут деформироваться в заданных условиях. Получить эту информацию и помогают штамповые испытания. В процессе их выполнения выявляется фактическая несущая способность грунтовых пород.
При испытании штампами ключевыми задачами являются:
- определить свойства сжимаемости грунтов;
- установить модуль деформации грунтовых пород на ветви разгрузки;
- выявить модуль упругости грунтов;
- оценить показатель расчетного сопротивления буронабивных свай.
Как выполняются испытания штампом
- Подготовительный этап. Специалисты бурят скважины для получения данных о геологическом разрезе и определения глубины протекания подземных вод.
- Отбор образцов для камеральных тестов.
- Лабораторные исследования. В лаборатории специалисты устанавливают характеристики грунтовых пород. На основании этой информации подбирается подходящий тип штампа, определяется количество мест для испытаний и их глубина. Отдельно рассчитывается глубина заложения фундамента и его ширина.
- Штамповые испытания. Если результаты изысканий показывают, что пласт грунта однородный, исследования выполняются только в месте укладки фундамента. При обнаружении разнородных пластов испытания проводятся не менее 2 раз.
- Итоговый осмотр участка. На этой стадии специалисты отбирают пробы грунта для выполнения дополнительных тестов.
- Составление техотчета. После сбора всех необходимых данных, формируется итоговая отчетность, которая передается заказчику в бумажном и электронном формате.
При проведении штамповых испытаний наши инженеры тщательно предохраняют штамп от негативного воздействия поверхностных вод. Зимой оборудование защищается от промерзания. Если исследования выполняются на участках с глинистыми или текучепластичными грунтами, устройство размещается в предварительно подготовленной выемке.
Выполняя испытания, специалисты постепенно увеличивают нагрузку на штамп, одновременно наблюдая за реакцией грунтовых пород. Давление на грунт должно повышаться не менее 4 раз. По завершении исследований оборудование разгружается ступенями нагрузки, в 2 раза более интенсивными, чем при загрузке. После снятия каждой ступени выполняются наблюдения за грунтами в течение как минимум часа. По завершении полной разгрузки наблюдения длятся не менее 3 часов.
Точное количество ступеней нагрузки обозначается в программе штамповых испытаний. При выполнении исследований специалисты ведут полевой журнал, заполняемый по форме, утвержденной ГОСТ.
При выполнении штамповых исследований в котлованах применяется следующий комплект оборудования:
- Жесткий штамп круглой формы.
- Домкраты, представляющие собой приборы для создания внешней нагрузки.
- Система, помогающая создать необходимое усилие (зачастую это грузовые машины, тяжелая стройтехника, тарированный груз или катки).
- Реперная система. Используется для исключения воздействия грунта за пределами применения штампа.
- Индикаторы. Применяются для обеспечения максимальной точности измерений с погрешностью не более 0,1 мм.
- Контрольный датчик за перемещениями. Помогает оценить температурные деформации при осуществлении штамповых испытаний грунтов.
При выполнении исследований штампом в скважинах используются:
- Жесткий штамп круглой или винтовой формы.
- Оборудование для воссоздания внешней нагрузки (домкраты).
- Анкерные балки. Применяются для обеспечения выдергивания установок из шурфов. Анкерные балки могут совмещаться с обсадными трубами (при выполнении исследований в основании свай бурового или набивного типа) или с анкерными сваями (при исследовании грунтов в скважинах во время геологических изысканий).
- Реперная система.
- Прогибомеры. Используются для обеспечения точности измерений с погрешностью не более 0,1 мм.
- Контрольный прогибомер. Применяется за пределами выполнения испытаний с целью исключить температурные погрешности при осуществлении штамповых исследований.
Преимущества испытаний штампом
У штамповых исследований есть ряд очевидных плюсов:
- максимально достоверные сведения о свойствах деформации грунтов;
- широкий спектр применения - испытания можно осуществлять на участках с разными геологическими условиями, в том числе с песчаными, скальными и глинистыми грунтовыми породами;
- минимальное количество исследований для получения точных результатов.
В России штамповые испытания грунтов проводят на большинстве участков, где планируется проведение строительных работ. Эксперты-геологи рекомендуют выполнять их в котлованах, скважинах и дудках с применением штампов, площадью 2500 и 5000 см2. Рекомендуется также использовать данную технологию в скважинах и массивах с применением плоских/винтовых штампов, площадь которых равна 600 см2.
Таким образом, проведение штамповых исследований - единственно эффективный на сегодняшний день способ получения информации о деформационных характеристиках несвязных и неустойчивых грунтов. Прежде всего он позволяет добыть максимально точные данные о модуле деформации грунтовых пород.
Изучения грунтов жестким штампом круглого типа в котлованах и шурфах
Испытания такого плана проводятся нашей компанией в соответствии с ГОСТ 20276.1-2020. При выполнении исследований площадь штампа назначается с учетом типа грунтов на участке. В соответствии с ГОСТ, специалисты отбирают пробы на отметке испытаний для установления физических свойств грунтовых пород в лабораторных условиях.
Изучение грунтов винтовым и глубинным штампом
Штамповые исследования такого типа осуществляются для оценки модуля деформационных свойств грунта на заданной глубине. Особенно эффективны подобные испытания при изучении участков с водянистыми глинистыми грунтовыми породами и водонасыщенными песками, поскольку отпадает необходимость использовать обсадные трубы и бурить поверхность под бентонитовым раствором.
При выполнении исследований к винтовому штампу предъявляются строгие требования. Его геометрические пропорции должны соответствовать нормам ГОСТ. Это необходимо, чтобы исключить нарушение структуры грунтовых пород при ввинчивании и не допустить эффекта буксования лопастей в земле.
Испытания проводятся с применением штампа IV типа. Если его погружение затруднено, допускается выполнение исследований оборудованием III или IIIа типа. Подходящий вариант подбирается с учетом уровня протекания грунтовых вод под объектом. Подобные исследования называются испытаниями грунтов в скважинах с применением плоского шестисотого штампа.
Штамповые исследования просадочных грунтов с замачиванием
Испытания такого типа выполняются по схеме «одной» или «двух кривых» по графикам, обозначенным в ГОСТ. В процессе исследований добывается следующая информация:
- размер штамповых модулей деформации грунтовых пород, соответствующих природной влажности;
- величина модулей деформации в условиях полного водонасыщения;
- размер относительной просадочности esl;
- величина стартового просадочного давления psl (данные добываются по схеме «двух кривых»).
На основании выявленных значений формируются выводы об уровне просадочности грунтового основания. У штамповых исследования просадочных грунтов есть несколько ключевых особенностей:
- небольшая величина ступеней нагрузки (0,025 МПа);
- продолжительный период условной стабилизации (не менее 2 часов) - это больше, чем в случае с песчаными и глинистыми грунтами;
- основательные подготовительные работы (необходимо заранее определить, сколько воды потребуется для замачивания).
Стоимость штамповых исследований
Стоимость штамповых исследований зависит от целого ряда факторов. Принимается во внимание состояние грунтов на участке, вид необходимых испытаний, сезон проведения работ, месторасположение объекта и количество шурфов.
Заказывая в ЦИИАК штамповые испытания грунтов, вы получаете:
- проведение работ в соответствии с нормами ГОСТ;
- бесплатные предварительные консультации;
- выполнение работ точно в сроки, прописанные в договоре;
- согласование документов во всех необходимых ведомствах.
Для подачи заявки на испытания штампом в Москве и других городах РФ обращайтесь в компанию «ЦИИАК» по телефону: 8 (800) 333-09-86
