Динамическое зондирование грунтов

Динамическое зондирование грунтов — метод полевого обследования для определения сопротивления грунта погружению зонда под влиянием молота (вибромолота). Данные испытания позволяют выявить несущие свойства породы в условиях, которые приближены к эксплуатационным.

Для чего требуется

Одним из значимых показателей является прочность грунта в месте возведения объекта. Грунты подлежат тщательным испытаниям, поскольку влияют на выбор типа фундамента.

Динамическое зондирование грунтов позволяет: 

• определить физические и механические свойства грунтов в полевых условиях;

• оценить качество уплотнения пылевато-глинистых и скальных грунтов при сооружении насыпей, выполнении обратных засыпок под полы и в пазухи фундаментов, пр.

• ошибки при выборе типа фундамента;

• неточности при определении места расположения объекта на участке;

• миллионные убытки в процессе проектирования, строительства и эксплуатации здания.

Преимущества метода

При статическом методе испытаний к зонду прикладывают статическую (неизменную) нагрузку. Динамическое зондирование осуществляется путем воздействия динамической нагрузки (ударного либо ударно-вибрационного метода).

Статическое зондирование трудно применять при исследовании грунтов:

• плотных несвязных;

• глинистых. 

• увеличивать расстояния между скважинами для экономии средств без потери качества (при проведении геологических исследований);

• получать данные о погружении свай до требуемой отметки (при строительстве на свайных фундаментах);

• определять вероятность разжижения для песков (под влиянием изменчивых нагрузок), пр.

• плотности сложения;

• модуле деформации;

• угле внутреннего трения.

Испытания проводятся в естественном массиве, что повышает их достоверность. При выклинивании, наклонном залегании слоев использование методики способствует оконтурированию в плане границ развития грунтов с отличающимися характеристиками, а также отбивке кровли прочных пород.

Порядок проведения работ

Испытания осуществляются с помощью использования:

• зонда в виде полой трубы;

При использовании зонда в виде полой трубы (диаметром ≈ 50 мм) производятся удары молота. Он имеет вес ≈ 63,5 кг и падает с высоты 76 см. При этом вхождение зонда осуществляется в 3 этапа по 150 мм каждый. 

Плюс метода в том, что он позволяет не только оценить динамическое сопротивление грунта, но и отобрать образцы грунта с нарушенной структурой для дальнейшего исследования.

• зонда с конусным наконечником;

В этом случае динамическое зондирование осуществляется с помощью конуса, диаметр которого ≥ диаметру штанг. 

Зонд погружается благодаря ударам молота массой 6–60 кг. Он падает с высоты 60 см. Количество ударов N меняется от 1–20 и рассчитывается в зависимости от типа грунта. Глубина погружения за 1 удар ≈ 10–15 см. 

В обоих случаях рабочая часть зонда погружается под действием падающей части:

• падающего свободно молота (ударные испытания);

• беспружинного вибромолота (ударно-вибрационный забой).

Результаты испытаний

При проведении испытаний регистрируются результаты:

• значений величины продвижения зонда за установленное количество ударов (залог) — для ударного зондирования;

• скорости углубления зонда (автоматический режим для ударно-вибрационного забоя).

Согласно ГОСТ 19912-2001, его определяют по формуле pd = AK1K2n/h, где:

•  A — удельная энергия зондирования, Н/см, определяемая в зависимости от типа установки;

• K1 — коэффициент учета потерь энергии при ударе молота о наковальню и на упругие деформации штанг, определяемый в зависимости от типа установки и глубины погружения зонда; 

• K2 — коэффициент учета потерь энергии на трение штанг о грунт.

• при ударном зондировании на расчетный показатель влияют: количество ударов и продвижение за 1 удар, характеристики установки;

• при ударно-вибрационном испытании динамическое сопротивление зависит от: скорости зондирования, коэффициента потери энергии, параметров оборудования.