Руководство по геотехническому контролю за подготовкой оснований и возведением грунтовых сооружений в энергетическом строительстве (стр. 34 )

7.15. Определение сжимаемости песчаных и глинистых грунтов без бокового расширения

7.15.1. Общие положения

7.15.1.1. Сжимаемость песчаных и глинистых грунтов без бокового расширения определяют для образцов грунта ненарушенного и нарушенного сложения согласно ГОСТ 23908-79.

7.15.1.2. Определение сжимаемости образцов грунта ненарушенного сложения производят для глинистых грунтов:

а) в условиях сохранения естественной влажности;

б) в условиях дополнительного увлажнения водой до полного насыщения (в подводном состоянии).

7.15.1.3. Определение сжимаемости образцов грунта нарушенного сложения производят при заданной начальной плотности сложения:

а) для глинистых грунтов - при заданной начальной влажности или в условиях дополнительного увлажнения водой до полного насыщения (в подводном состоянии);

б) для песчаных грунтов - в воздушно-сухом состоянии или при полном насыщении водой (в подводном состоянии).

7.15.1.4. Для определения сжимаемости песчаных грунтов применяют образцы, предварительно высушенные на воздухе до воздушно-сухого состояния и просеянные сквозь сито с диаметром отверстий: для песков гравелистых и крупных - 5 мм; для песков средней крупности, мелких и пылеватых - 2 мм.

7.15.1.5. Для определения сжимаемости грунтов применяют образцы цилиндрической формы: для глинистых и песчаных (за исключением песков гравелистых) - диаметром не менее 70 мм, для песков гравелистых - не менее 100 мм. Высота образца глинистых и песчаных грунтов (за исключением песков гравелистых) должна относиться к диаметру как 1:3,5, а песков гравелистых - как 1:4.

7.15.1.6. Для приготовления и насыщения образцов применяют преимущественно грунтовую воду, взятую в месте отбора грунта, пользуются также водопроводной или пропущенной сквозь фильтр речной водой.

7.15.1.7. При определении сжимаемости образцов глинистых грунтов в условиях полного насыщения водой устанавливают величину давления набухания pn, МПа.

7.15.1.8. Передачу давления на образец грунта производят с помощью рычажного пресса. Давление на образец передают ступенями. Предельная величина его устанавливается заданием. Каждое сообщаемое образцу грунта давление выдерживают до условной стабилизации деформации.

Примечание. Под термином "деформация" в данном случае понимают вертикальные перемещения образца грунта под нагрузкой (осадки, разбухание), а также горизонтальные перемещения образца грунта (горизонтальные смещения при сдвиге и др.).

За условную стабилизацию деформации принимают величину сжатия грунта, не превышающую 0,01 мм: для песчаных грунтов - за 4 ч; для глинистых грунтов - за 16 ч.

7.15.1.9. Измерение сжатия образца грунта производят с точностью до 0,01 мм при помощи индикатора с ценой делений 0,01 мм. Результаты измерения выражают зависимостью:

l = f (p), (64)

где l = Dh / h - относительное сжатие (вычисляется с точностью до трех десятичных знаков); Dh - сжатие образца грунта при условной стабилизации под давлением p, мм; h - начальная высота образца грунта, мм.

7.15.1.10. Прибор для определения сжимаемости грунтов состоит из следующих основных деталей (рис. 21):

а) базы прибора 1, представляющей массивную плиту, на которой монтируют детали прибора; в выемку, сделанную на поверхности этой плиты, помещают металлическую пластину-фильтр 2, имеющий систему вертикальных отверстий диаметром не более 1 мм; верхнюю сторону пластины делают гладкой, нижнюю - с радиальными круговыми бороздками, обеспечивающими свободное поступление воды к образцу грунта и ее отвод;

б) кольца-обоймы 3 - для образца грунта; с наружной стороны нижний край его заточен на конус, толщина стенок кольца должна быть в пределах 0,03-0,04 диаметра; для определения сжимаемости образцов грунта нарушенного сложения кольцо-обойму снабжают дном; оно должно иметь такое же устройство, как и металлическая пластинка 2;

в) насадки 4, надеваемой на кольцо 3;

г) штампа 5 с гладкой нижней поверхностью - для передачи нагрузки p на образец грунта; штамп должен иметь вертикальные сквозные отверстия диаметром не более 1 мм, обеспечивающие свободное поступление воды к поверхности образца грунта;

д) арретира 6 - для предотвращения набухания образца грунта при его насыщении водой;

е) индикаторов 7 - для измерения осадки штампа 5, происходящей под действием нагрузки p;

ж) ванны 8 - для насыщения водой образца грунта.

Рис. 21. Прибор для определения сжимаемости грунтов

1 - база прибора; 2 - металлическая пластинка-фильтр; 3 - кольцо-обойма; 4 - насадка;

5 - штамп; 6 - арретир; 7 - индикатор часового типа с ценой деления 0,01мм; 8 - ванна.

7.15.1.11. Части прибора, соприкасающиеся с водой, изготовляются из нержавеющего металла. Точка приложения нагрузки p должна быть строго центрирована по отношению к образцу грунта.

Индикатор должен иметь паспорт, подтверждающий возможность производить измерения с точностью до 0,01 мм, и проходить государственную проверку по существующему положению.

7.15.1.12. Прибор для определения сжимаемости должен иметь тарировочную кривую деформаций сжатия в зависимости от давления, которая повторяется не реже 1 раза в год. В процессе испытания на сжимаемость прибор с испытуемым грунтом не должен подвергаться динамическим воздействиям. Опоры приборов должны быть массивными или заделанными в капитальные стены.

Все операции взвешивания производят на технических весах с точностью до 0,1 г.

7.15.2. Подготовка образцов глинистых грунтов ненарушенного сложения

7.15.2.1. Выполняют операции, указанные в п.7.11 и взвешивают приготовленный образец грунта вместе со стеклами.

Снимают стекла и покрывают образец грунта кружками влажной фильтровальной бумаги, слегка прижимая их для удаления воздуха. Надевают на кольцо насадку и переносят его в ванну прибора.

7.15.2.2. Определяют влажность грунта; для этого из монолита или керна рядом с местом вырезки образца отбирают не менее двух проб в стеклянные или алюминиевые стаканчики. Определение влажности производят согласно указаниям п.7.6 (ГОСТ 5180-84).

Вычисляют плотность r (г/см3) образца грунта в кольце по формуле (38) п.7.11.

7.15.2.3. Для каждого приготовленного образца грунта заполняют пп. I-VIII табл. 35.

Таблица 35

I. Лабораторный номер образца: ____________________________________________________

II. Номенклатурный вид грунта: ____________________________________________________

III. Сложение: ___________________________________________________________________

IV. Условия испытания: ___________________________________________________________

V. Прибор №:____________________________________________________________________

VI. Система прибора: _____________________________________________________________

VII. Отношение плеч рычага пресса: ________________________________________________

VIII. Данные об образце грунта до испытания на сжимаемость

Высота h, см	Площадь F, см2	Объем V, см3	Масса m, г	Влажность W, %	Плотность частиц rs, г/см3	Плотность r, г/см3	Плотность сухого грунта rd, г/см3	Пористость, n	Коэффициент пористости e	Степень влажности Sr

IX. Определение сжимаемости

Дата	Время приложения груза	Масса груза m, кг	Давление p, МПа	Время отсчета по индикатору, мм	Показание индикатора, мм	Сжатие по показанию индикатора, мм	Поправка на сжатие прибора, мм	Сжатие с учетом поправки Dh, мм	Относительное сжатие l	Конечная пористость n
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11

Значение величины пористости n вычисляют по формуле:

, (65)

Коэффициент пористости e по формуле:

, (66)

Степень влажности Sr по формуле

, (67)

где rs - плотность частиц грунта, г/см3;

rW - плотность воды, г/см3, принимаемая равной единице;

W - влажность, %.

7.15.3. Подготовка образцов глинистого грунта нарушенного строения

7.15.3.1. Находят массу и внутренний объем кольца-обоймы (рис. 21), в котором будут определять сжимаемость грунта. Переносят в заранее взвешенную чашку (фарфоровую или металлическую) образец грунта, объемом примерно в 1,5 раза больше объема кольца. Разминают грунт в чашке пестиком с резиновым наконечником до исчезновения комочков крупнее 3 мм, тщательно перемешивают и отбирают из него не менее двух проб для определения влажности. Определение влажности W производят согласно указаниям п.7.6 (ГОСТ 5180-84).

Взвешивают чашку с грунтом и, вычитая из полученной массы массу чашки, определяют массу содержащегося в ней грунта m1. Накрывают чашку стеклом и несколькими слоями влажной ткани для предохранения грунта от высыхания.

7.15.3.2. По установленным значениям влажности грунта в чашке W и ее массе m1 вычисляют массу m1,W, которую должен иметь грунт в чашке при заданной влажности W1.