Приложение Л (рекомендуемое). Определение состояния, свойств и несущей способности оснований свай в многолетнемерзлых грунтах по результатам статического зондирования

Информация об изменениях:

Изменением N 1, утвержденным приказом Минстроя России от 7 ноября 2016 г. N 779/пр, в наименование внесены изменения, вступающие в силу с 8 мая 2017 г.

См. текст наименования в предыдущей редакции

Приложение Л

(рекомендуемое)

Определение состояния, свойств и несущей способности оснований свай в многолетнемерзлых грунтах по результатам статического зондирования

С изменениями и дополнениями от:

7 ноября 2016 г.

Информация об изменениях:

Изменением N 1, утвержденным приказом Минстроя России от 7 ноября 2016 г. N 779/пр, пункт Л.1 изложен в новой редакции, вступающей в силу с 8 мая 2017 г.

См. текст пункта в предыдущей редакции

Л.1 На территории распространения многолетнемерзлых грунтов статическим зондированием испытывают мерзлые и талые дисперсные грунты, состав и состояние которых позволяет выполнять непрерывное внедрение зонда. Для испытаний должен использоваться специальный электрический зонд II типа по ГОСТ 19912, дополнительно оснащенный датчиком температуры, расположенным в конусе наконечника зонда.

Испытания следует выполнять установками тяжелого типа по ГОСТ 19912, обеспечивающими усилие вдавливания и извлечения зонда не менее 100 кН.

Примечание - В соответствии с требованиями технического задания, с учетом цели и задач изысканий, могут использоваться специальные электрические зонды, имеющие другие дополнительные датчики и устройства, позволяющие измерять дополнительные характеристики грунта или контролировать процесс зондирования.

Метод статического зондирования в условиях распространения многолетнемерзлых грунтов применяют в комплексе с другими методами инженерно-геокриологических изысканий для:

- выделения инженерно-геологических элементов;

- оценки пространственной изменчивости состава, состояния и свойств грунтов;

- определения глубины залегания кровли мерзлых грунтов;

- определения температуры грунтов;

- определения состояния (талое, мерзлое) грунтов;

- определения границ зон оттаивания (замораживания) при оттаивании (замораживании) грунтов;

- определения характеристик механических свойств грунтов;

- оценки возможности забивки свай;

- определения сопротивлений грунта под нижним концом и по боковой поверхности свай;

- определения степени уплотнения (разуплотнения) и упрочнения (снижения прочности) грунтов во времени и пространстве при их оттаивании (замораживании);

- контроля качества геотехнических работ.

Информация об изменениях:

Изменением N 1, утвержденным приказом Минстроя России от 7 ноября 2016 г. N 779/пр, в пункт Л.2 внесены изменения, вступающие в силу с 8 мая 2017 г.

См. текст пункта в предыдущей редакции

Л.2 Статическое зондирование выполняют путем вдавливания зонда с постоянной скоростью м/мин с периодическими остановками по глубине (рекомендуемый интервал 0,5 - 1 м), при которых испытание переводят в релаксационно-ползучий режим ("стабилизация" зонда), сопровождаемый вмерзанием зонда в грунт и изменением сопротивлений грунта зондированию во времени. Переход в режим "стабилизации" достигается путем прекращения подачи масла в гидродомкраты вдавливания зонда. Заданием на проведение инженерно-геокриологических изысканий может предусматриваться выполнение других режимов статического зондирования мерзлых грунтов.

При испытании измеряют и фиксируют: удельные сопротивления грунта под конусом и вдоль боковой поверхности муфты трения при вдавливании зонда ( и , кПа), испытании зонда в режиме "стабилизации" ( и , кПа) и в начальный момент дополнительного вдавливания (додавливания) зонда после завершения его вмерзания в грунт в процессе испытания в режиме "стабилизации" ( и , кПа); температуру , °С, конуса зонда; глубину и скорость вдавливания , м/мин, зонда; время , прошедшее после начала режима "стабилизации" зонда. Вмерзание зонда в грунт допустимо считать завершенным, если изменение температуры конуса зонда за последние 5 мин составляет не более 0,05°С.

Регистрация сопротивлений грунта и температуры выполняется: при вдавливании зонда с постоянной скоростью - непрерывно или с интервалами по глубине не более 0,1 м, при испытании в режиме "стабилизации" на заданной глубине - непрерывно или с интервалами во времени согласно указаниям приложения А ГОСТ 19912.

Л.3 Для предварительных расчетов оснований сооружений I-II уровней ответственности, а также для окончательных расчетов оснований сооружений III уровня ответственности в глинистых пластично-мерзлых (кроме засоленных и заторфованных) грунтах допускается определять нормативные значения характеристик механических свойств грунтов согласно Л.6, сопротивлений грунтов под нижним концом и по боковой поверхности вертикально нагруженных висячих забивных и бурозабивных свай согласно Л.8.

Окончательные расчеты сооружений допускается выполнять с использованием Л.6, Л.8 в случае выполнения контрольных сопоставлений результатов расчетов по данным статического зондирования и прямых методов испытаний грунтов, выполненных на ключевых участках.

Информация об изменениях:

Изменением N 1, утвержденным приказом Минстроя России от 7 ноября 2016 г. N 779/пр, в пункт л.4 внесены изменения, вступающие в силу с 8 мая 2017 г.

См. текст пункта в предыдущей редакции

Л.4 При проведении инженерно-геокриологических изысканий под конкретные сооружения статическое зондирование грунтов выполняют в пределах их контуров или на расстояниях от контуров не более 5 м. Для получения сопоставительных данных часть точек зондирования располагают на расстоянии не более 3 м от горных выработок, в которых производят отбор монолитов для лабораторных исследований, и выполняют другие полевые исследования грунтов, но не менее 1 м от границы выработки и не менее 2 м от оси испытываемой сваи.

Расположение точек в плане и глубину статического зондирования необходимо назначать согласно указаниям СП 47.13330 и части IV [3]. При отсутствии соответствующих указаний, учитывающих особенности проектируемого сооружения, допускается руководствоваться аналогичными указаниями для инженерно-геологических скважин.

Л.5 Состояние грунта и границу между талыми и мерзлыми грунтами по данным зондирования определяют по показаниям температурного датчика зонда и (или) диаграммам, составляемым на основе местного опыта сопоставления результатов бурения разведочных скважин и данных статического зондирования. В случае отсутствия местного опыта для глинистых пластично-мерзлых (кроме засоленных и заторфованных) грунтов допустимо использовать диаграмму рисунка Л.1, при условии выполнения контрольных сопоставлений с результатами бурения.

Информация об изменениях:

Изменением N 1, утвержденным приказом Минстроя России от 7 ноября 2016 г. N 779/пр, приложение Л дополнено пунктом Л.5а, вступающим в силу с 8 мая 2017 г.

Л.5а Природную температуру грунта определяют по показаниям температурного датчика зонда, фиксируемым в процессе его "стабилизации". Допустимо считать, что конус зонда в мерзлом грунте принял природную температуру грунта, если изменение температуры конуса зонда за последние 5 мин составляет не более 0,05°С. В талом грунте допустимо определять его природную температуру на основе аппроксимации результатов измерений температуры конуса зонда функцией (экспотенциального, степенного или логарифмического вида), наиболее точно описывающей результаты измерений.

Время выдержки зонда при "стабилизации" должно быть не менее: 5 мин - для мерзлых грунтов, 20 мин - для талых грунтов. Указанные методики обеспечивают определение температуры грунта с точностью не ниже: 0,1°С - для мерзлых грунтов, 0,3°С - для талых грунтов.

С целью контроля и внесения необходимых поправок (при необходимости) в результаты или методику измерений часть точек зондирования должна располагаться в непосредственной близости (на расстоянии 1-2 м) от термометрических скважин.

Примечания

1 Перед погружением и после извлечения зонда на каждой точке зондирования следует выполнять проверку смещения нуля температурного датчика зонда. Результаты проверки следует учитывать при обработке результатов измерений и балансировке измерительной системы.

2 Температурный датчик и измерительное устройство должны периодически поверяться и калиброваться согласно паспорту на зонд, но не реже чем через три месяца или 100 точек зондирования.

Л.6 Нормативные величины предельно длительных значений эквивалентного сцепления , кПа, и компрессионного модуля деформации , МПа, пластично-мерзлых грунтов определяют по таблице Л.1. Расчетные значения характеристик определяют в соответствии с требованиями ГОСТ 20522 с учетом указаний 5.8.

Таблица Л.1

, кПа	5000	10000	15000	20000
, кПа	34	96	170	260
, МПа	16	23	28	32
Примечание - Для промежуточных значений значения и определяют интерполяцией.

Значения характеристик и при расчетной температуре мерзлого грунта определяют на основе откорректированного (корректировка выполняется на основе региональных корреляционных зависимостей между сопротивлением и температурой грунта) значения , соответствующего расчетной температуре грунта или путем умножения их значений, полученных по таблице Л.1, на поправочный температурный коэффициент (определяется на основе региональных корреляционных зависимостей между значениями характеристик и и температурой грунта).

Л.7 Несущую способность основания , кН, вертикально нагруженной висячей сваи в пластично-мерзлых грунтах по результатам статического зондирования, определяют по формуле

, (Л.1)

где - температурный коэффициент, учитывающий изменения температуры грунтов основания из-за случайных изменений температуры наружного воздуха, определяется по указаниям приложения П;

- частное значение предельно длительного сопротивления основания сваи, определяемое в соответствии с указаниями Л.8;

- коэффициент надежности по грунту, определяемый в соответствии с требованиями ГОСТ 20522;

- коэффициент надежности, учитывающий метод определения несущей способности основания сваи, при использовании результатов статического зондирования принимается:

Информация об изменениях:

Изменением N 1, утвержденным приказом Минстроя России от 7 ноября 2016 г. N 779/пр, в перечисление а) внесены изменения, вступающие в силу с 8 мая 2017 г.

См. текст перечисления в предыдущей редакции

а) при отсутствии в зоне проектируемого объекта статических испытаний свай ,

Информация об изменениях:

Изменением N 1, утвержденным приказом Минстроя России от 7 ноября 2016 г. N 779/пр, в перечисление б) внесены изменения, вступающие в силу с 8 мая 2017 г.

См. текст перечисления в предыдущей редакции

б) при проведении на ключевом участке в зоне проектируемого объекта сопоставительных испытаний грунтов сваей статической вдавливающей нагрузкой и статическим зондированием рассчитывается по формуле

,

где - предельно длительное сопротивление основания сваи на ключевом участке, рассчитанное по данным статического зондирования;

- предельно длительное сопротивление основания опытной сваи на ключевом участке, определенное по данным испытания сваи статической нагрузкой;

n - число точек зондирования.

Л.8 Частное значение предельно длительного сопротивления основания , кН, вертикально нагруженной висячей сваи в пластично-мерзлых грунтах в точке зондирования определяют по формуле

, (Л.2)

где k - коэффициент, учитывающий различие в состоянии многолетнемерзлых грунтов в период статического зондирования (при природной температуре грунта) и эксплуатации (при расчетной температуре грунта) проектируемого сооружения, определяемый согласно указаниям 7.2.10; при вычислении коэффициента k температура грунта определяется как средняя на участке, расположенном в пределах одного диаметра d выше и четырех диаметров d ниже отметки острия проектируемой сваи (где d - диаметр круглого или сторона квадратного сечения сваи, м);

- удельное предельно длительное сопротивление пластично-мерзлого грунта под нижним концом сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, кПа;

А - площадь поперечного сечения сваи, ;

- коэффициент, зависящий от вида поверхности смерзания, принимаемый согласно В.3;

- удельное предельно длительное сопротивление пластично-мерзлого грунта сдвигу по боковой поверхности смерзания сваи в пределах i-го слоя грунта, кПа;

- площадь поверхности смерзания i-го слоя грунта с боковой поверхностью сваи, .

Удельное предельно длительное сопротивление пластично-мерзлого грунта под нижним концом сваи , кПа, по данным статического зондирования в рассматриваемой точке определяется по формуле

, (Л.3)

где - коэффициент перехода от к , принимаемый для забивных и бурозабивных свай по таблице Л.2,

- среднее значение удельного сопротивления грунта, кПа, под конусом зонда, полученное из опыта, на участке, расположенном в пределах одного диаметра d выше и четырех диаметров d ниже отметки острия проектируемой сваи.

Таблица Л.2

, кПа	5000	10000	15000	20000
	0,42	0,31	0,25	0,22
Примечания 1 Приведенные значения коэффициента могут использоваться при глубине заложения сваи 5...10 м и погружении ее нижнего конца глубже забоя лидерной скважины не менее чем на четыре диаметра сваи. 2 Для промежуточных значений значения определяют интерполяцией.

Удельное предельно длительное сопротивление пластично-мерзлого грунта сдвигу по боковой поверхности смерзания сваи в пределах i-го слоя грунта , кПа, по данным статического зондирования в рассматриваемой точке определяется по формуле

, (Л.4)

где - коэффициент, принимаемый для забивных и бурозабивных свай по таблице Л.3;

- среднее значение удельного сопротивления i-го слоя грунта, кПа, вдоль боковой поверхности муфты трения, замеренное в начальный момент дополнительного вдавливания (додавливания) зонда после завершения его вмерзания в грунт в процессе испытания в режиме "стабилизации".

Таблица Л.3

, кПа	Значения в зависимости от отношения
	0,00	0,25	0,50	0,75	1,00
50	0,18	0,17	0,17	0,16	0,14
100	0,26	0,25	0,24	0,22	0,19
150	0,33	0,31	0,29	0,27	0,22
200	0,38	0,36	0,34	0,31	0,24
Примечания 1 - площадь поперечного сечения лидерной скважины для бурозабивных свай, . 2 Для забивных свай принимается . 3 Для бурозабивных свай . 4 Для промежуточных значений значения определяют интерполяцией.

Для несливающегося типа мерзлоты сопротивление участка талого грунта сдвигу по боковой поверхности сваи по данным статического зондирования рассчитывается согласно указаниям СП 24.13330.