Приложение А (рекомендуемое). Метод испытания грунта прессиометром с секторным приложением нагрузки

Приложение А
(рекомендуемое)

Метод испытания грунта прессиометром с секторным приложением нагрузки

А.1 Сущность метода

А.1.1 Испытание грунта прессиометром с секторным приложением нагрузки проводят для определения модуля деформации Е и модуля упругости песков плотных и средней плотности, глинистых грунтов с показателем текучести , а также полускальных и скальных грунтов.

А.1.2 Модуль деформации определяют по результатам нагружения грунта в стенках скважины горизонтальной нагрузкой, передаваемой на грунт двумя стальными пуансонами-штампами, располагаемыми на диаметрально противоположных сторонах скважины. Модуль упругости определяют по результатам последующей разгрузки грунта.

Результаты испытания оформляют в виде графика зависимости горизонтальных перемещений грунта от горизонтального давления.

А.1.3 При проходке опытной скважины следует соблюдать требования 4.4

А.1.4 Диаметр скважины не должен превышать диаметр зонда прессиометра более чем на 10 мм.

А.2 Оборудование и приборы

А.2.1 В состав установки (прессиометрического комплекса) для испытания грунта прессиометром с секторным приложением нагрузки должны входить:

- зонд с двумя стальными пуансонами (один из которых является выдвижным), обеспечивающими секторную передачу нагрузки на стенки скважины;

- нагрузочно-распределительное устройство для создания и измерения давления в камере зонда и объема закачиваемой в гидросистему рабочей жидкости. Нагрузочно-распределительное устройство включает в себя пресс-объемомер, ручной насос, манометр, рабочий и сбросной вентили;

- напорный трубопровод, с помощью которого давление рабочей жидкости от нагрузочно-распределительного устройства передается в камеру зонда;

- мерная емкость с рабочей жидкостью. В качестве последней используют гидравлическое, трансформаторное или другие неагрессивные по отношению к резине масла;

- тарировочные кольца.

А.2.2 Конструкция установки должна обеспечивать:

- возможность создания давления на грунт ступенями, величина которых в зависимости от типа и состояния грунта может меняться от 0,05 до 1,0 МПа;

- постоянство давления на каждой ступени нагружения;

- свободный ход пуансона (выдвижение его из корпуса зонда) на 15-20 мм;

- возможность тарировки зонда.

А.2.3 Площадь нагружения грунта пуансонами должна быть не менее 200 .

А.2.4 Погрешность измерения давления в камере зонда не должна превышать 5% ступени давления.

А.2.5 Погрешность измерения диаметральных перемещений стенок скважины не должна превышать 0,02 мм в пределах рабочего хода пуансона, который должен быть не менее 5 мм.

А.2.6 Измерение перемещений пуансона проводят определением объема рабочей жидкости, расходуемой на расширение камеры зонда.

А.3 Подготовка к испытанию

А.3.1 Перед проведением испытаний в скважине проводят опрессовку гидросистемы давлением выше максимального рабочего на 20% и тарировку прессиометрического комплекса. Для этого зонд помещают в тарировочные кольца и проводят нагружение всего комплекса в режиме, принятом для опытов. Эти операции повторяют после опытов в каждой скважине и после каждого перемонтажа гидросистемы (изменения длины трубопровода, замены поврежденного эластичного силового элемента и пр.).

Учет деформируемости самих колец проводят по результатам специальной их тарировки с использованием индикаторов часового типа.

А.3.2 После проведения тарировки зонд на буровых штангах опускают в скважину на заданную глубину. Зонд устанавливают так, чтобы его середина была расположена на отметке испытания.

С помощью ручного насоса в гидросистеме установки плавно поднимают давление до начальной величины , при которой обеспечивается надежный контакт пуансонов со стенкой скважины, после чего ручной насос отключают от гидросистемы. При этом измеряют начальный и конечный уровни рабочей жидкости в мерной емкости, что необходимо для определения диаметра скважины в месте испытания.

Давление при обработке опытов и построении графиков испытаний принимают равным нулю.

А.3.3 При устойчивых стенках скважины опыты начинают с более глубоких отметок, постепенно поднимая зонд на другие заданные отметки испытаний.

А.4 Проведение испытания

А.4.1 Испытания прессиометром с секторным приложением нагрузки проводят в соответствии с 6.4.1.

А.4.2 Каждую ступень давления выдерживают до условной стабилизации деформации грунта в соответствии с 6.4.2.

За критерий условной стабилизации деформации принимают скорость увеличения радиуса скважины, не превышающую 0,1 мм за время, указанное в таблице 6.2, скорректированное с учетом примечания 2.

А.4.3 Режим испытаний назначают в соответствии с указаниями 6.4.3 и 6.4.4.

А.4.4 Измерения деформаций грунта на каждой ступени давления проводят с погрешностью измерения перемещений 0,02 мм и с частотой, приведенной в таблице А.1.

Таблица А.1 - Порядок снятия отсчетов деформаций при испытаниях прессиометром с секторным приложением нагрузки

Грунты	Режим испытания
	Медленный	Быстрый
Пески	Через каждые 2 мин в течение первых 10 мин, далее через 5 мин	Через каждые 20 с в течение первых 2 мин, далее через 1 мин
Глинистые	Через каждые 4 мин в течение первых 20 мин, далее через 10 мин	Через каждую минуту в течение первых 5 мин, далее через 3 мин
Полускальные и скальные	Через каждую минуту в течение первых 5 мин, далее через 3 мин	Через каждые 15 с в течение первой минуты, далее через 1 мин

А.5 Обработка и представление результатов

А.5.1 Построение графиков испытания проводят в соответствии с 6.5.1.

А.5.2 Модули деформации грунта Е, МПа, определяют в соответствии с 6.5.2 и 6.5.3.

А.5.3 Для сооружений уровней ответственности II и III при быстром режиме нагружения модуль деформации грунта Е, МПа, допускается определять по формуле

, (A.1)

где K - поправочный коэффициент на объемный эффект (K = 0,86);

- коэффициент условий нагружения, зависящий от коэффициента Пуассона и от углового размера площадки нагружения , который определяется по номограмме (см. рисунок А.1);

- начальный радиус скважины, соответствующий значениям и на графике испытания , см;

- приращение давления на стенку скважины между двумя точками, взятыми на осредняющей прямой, МПа;

- приращение перемещения стенки скважины (по радиусу), соответствующее , см.