Статическое зондирование грунтов на объектах Санкт-Петербурга и Ленинградской области выполняется нашей компанией на основании Свидетельства о допуске к работам по выполнению инженерных изысканий И-011-024.4 от 20 марта 2015 года (без ограничения срока).

Установкой статического зондирования на базе автомашины Камаз-43118 под руководством опытных специалистов выполняются точки статического зондирования и их повторы, при необходимости.

В результате составляется реестр точек статического зондирования, представляемый в приложении 2 отчета о статическом зондировании.

Местоположение и глубина точек статического зондирования определяются Заказчиком и показываются на схеме расположения фактических измерений. Камеральная обработка полевых инженерно-геологических материалов, а также составление Отчета выполнены под руководством ведущих специалистов нашей компании.

Отчет представляет данные, полученные в ходе полевых работ и камеральной обработки, а также описание аппаратуры и методики исследований. Работы выполненяются в соответствии со СП 47.13330.2012, СП 11-105-97, ГОСТ 19912-2001, ТСН 50-302-2004, СП 22.13330.2011, СП 24.13330.2011.

В основные задачи статического зондирования входит обеспечение исходными инженерно-геологическими данными проектирования и строительства (для предварительного выбора типа фундаментов, определения глубины заложения и предварительных размеров фундаментов, выбора несущего слоя грунтов под сваи, определение несущей способности и размеров свай, контроля разуплотнения грунтов при производстве земляных работ и т.д.).

Статическое зондирование следует применять в сочетании с другими видами инженерно-геологических исследований для:

  • выделения инженерно-геологических элементов (мощность, граница распространения грунтов различного состава и состояния);
  • определения однородности грунтов по площади и глубине;
  • определение глубины залегания кровли крупнообломочных грунтов;
  • приближенной количественной оценки характеристик свойств грунтов;
  • определение сопротивления грунта под сваей и по ее боковой поверхности;
  • определения степени уплотнения и упрочнения во времени искусственно сложенных (насыпных и намывных) грунтов;
  • выбора мест расположения опытных площадок для детального изучения физико-механических свойств грунтов и т.д.

При проведении инженерно-геологических изысканий под конкретные здания и сооружения зондирование грунтов следует производить в пределах их контуров или на расстоянии от контуров зданий и сооружений не более 5 м.

В результате полевых испытаний грунтов статическим зондированием определяется:

  • удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда qc (cone resistance), МПа;
  • удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда fs (sleeve friction), МПа;
  • вычисляется показатель R(%) = F/Q*100, где F — удельное трение по боковой поверхности зонда, Q — сопротивление внедрению конуса. Этот показатель является важным для идентификации грунтов.

Результаты работ (графики статического зондирования), обработанные на ЭВМ, представляются в приложении 3 отчета.

Аппаратура зондирования

 При выполнении зондирования использован тензометрический пьезоконус типа F7,5CKEW2/V (далее по тексту – зонд), позволяющий производить измерения лобового сопротивления, сопротивления муфты трения, а также измерять отклонение от вертикали при помощи инклинометра (зонд II типа). Зонд имеет форму конуса с диаметром основания и штанг 35,7 мм, а угол у основания составляет 60º. Данное оборудование соответствует требованиям ГОСТ 19912-2001.

Прибор представляет многоканальное тензометрическое устройство. Зонд оттарирован для измерения давления, приложенного к конусу в диапазоне до 75 kN. Диапазон измерения усилия, приложенного в осевом направлении к фрикционной муфте зонда, составляет до 75 kN.

Методика зондирования

Грузовик для выполнения испытаний устанавливается так, чтобы направление задавливливания было бы как можно ближе к вертикальному. Отклонение начального направления погружения не превышало 2°.  Оси труб должны совпадать с направлением погружения. Трубы проверены на прямолинейность.

Погружение зонда в грунт производится с постоянной скоростью 1м/мин ± 30% при помощи силовой установки с синхронной записью показаний приборов на персональный компьютер.

Лобовое сопротивление и сопротивление муфты трения регистрируются тензометрическими датчиками, расположенными в зонде.

Сигналы измеряющих устройств передаются посредством кабеля, протянутого внутри полых штанг толкателя, к компьютеру, выполняющему непрерывную графическую запись показателей лобового сопротивления, сопротивления муфты трения. Опрос датчиков производится 1 раз в секунду, что соответствует примерно 2 см погружения в грунт; при этом уровень погружения поддерживается постоянным (2 см/c). Одновременно происходит автоматическая компьютерная обработка данных и рисование графиков. По окончании испытания зонд извлекают из грунта.

Для используемых нами установок статического зондирования, исходя из их технических характеристик, следует обеспечивать соблюдение следующих условий, обосновывающих остановку эксперимента («отказ») — достижение проектной глубины, либо зондирование производится до появления, либо песчаных грунтов с лобовыми сопротивлениями 400-450 кгс/см2, либо до глинистых грунтов с лобовыми сопротивлениями 200 кгс/см2, либо до грунтов с включениями гравия (гальки) и валунов, либо останавливается при опасном превышении угла отклонения колонны штанг от вертикали (более 15°).

При выполнении зондирования за соблюдением перечисленных параметров и условий, обосновывающих остановку эксперимента («отказ»), следит оператор установки статического зондирования, который принимает решение об остановке эксперимента, чтобы не допустить облома колонны штанг и конусов, то есть избежать повреждения дорогостоящего оборудования.

В том случае, если проектируемая по заданию глубина не достигнута, то делается одна попытка продублировать эксперимент (если Заказчик не требует больше попыток), при этом, установка статического зондирования смещается на расстояние в среднем до 1,5-2,0м от первоначального места и выполняет повторный эксперимент. Если и вторая попытка не позволяет достигнуть проектируемой глубины, то статическое зондирование в заданном месте прекращается до появления дополнительных распоряжений Заказчика или его полномочного представителя.

Обработка данных, и оплата работ на объекте производится по общему количеству погонных метров выполненного статического зондирования, если иное не оговорено с Заказчиком договором.

Интерпретация графиков точек статического зондирования

Расшифровку графиков статического зондирования следует производить с выделением характерных интервалов с одинаковыми или близкими значениями удельного сопротивления грунта под наконечником и на участке боковой поверхности.

Многочисленные исследования указывают на то, что соотношение сопротивления муфты трения к лобовому сопротивлению (“пропорция трения”) помогает идентифицировать тип грунта. Этот показатель может варьировать в значительных пределах в зависимости от того, является ли грунт песчаным или глинистым.

Сопротивление конуса в песках и глинистых грунтах резко различны. В то время как в глинах удельное сопротивление конуса возрастает медленно, равномерно и редко превышает 4МПа, сопротивление конуса в песках, как правило, быстро и зигзагообразно увеличивается с глубиной и составляет более 4 МПа. Эта зигзагообразность объясняется снижением сопротивления при разрушении песчаного основания и последующим увеличением сопротивления конуса погружению. В глинистых грунтах последовательность снижения и восстановления прочности происходит так часто, что не отражается на графике зондирования.

Интерпретировать и расшифровывать, в общих чертах, графики статического зондирования можно и не имея данных бурения с отбором проб грунтов и лабораторией, поэтому часть расчетов по данным статического зондирования может выполняться независимо от применения других методик определения характеристик грунтов, что уменьшает срок выдачи материалов и является весомым аргументом в пользу данной методики полевых исследований.

Следует отметить, что статическое зондирование дает более высокие показатели, чем лабораторные исследования. Это объясняется рядом причин:

  • при статическом зондировании сохраняется ненарушенное сложение грунтов при проведении опытов, чего невозможно достичь при бурении и опробовании;
  • статическое зондирование может не учитывать тиксотропных свойств грунтов;
  • нормативная база и методики могут не учитывать возможностей современного оборудования.