Статическое зондирование грунтов

Статическое зондирование грунтов — метод полевого испытания, базирующийся на вдавливании наконечника (зонда) в испытуемую почву с постоянной силой. Осуществляется в процессе проведения инженерно-геологических изысканий для изучения свойств и характеристик грунтового покрытия.

Для чего проводится

Прочность грунта влияет на принятие проектных решений, в том числе выбор места расположения объекта на участке и типа фундамента. 

Методика статического зондирования — наиболее быстрый и эффективный способ получения данных о грунтовом покрытии для создания проекта свайного фундамента. 

Испытания проводятся с целью:

• оценки целесообразности, возможности применения свайного фундамента;

• получения полного объема данных, требуемых для изготовления рабочих чертежей свайного фундамента;

• расчета несущей способности свай;

• установки свойства грунтов в их естественном залегании, пр.

Преимущества метода

Метод является более точным, чем лабораторные исследования. Он позволяет получить характеристики грунтовых покрытий прямо в местах застройки благодаря измерительным приборам и расчетам экспертов Гектар Групп.

Статическое зондирование позволяет определить:

• вид грунта;

• мощность слоев;

• недренированную прочность связных грунтов сu;

• недренированный угол внутреннего трения;

• упругий модуль сдвига G;

• коэффициент относительной плотности ID;

• коэффициент переуплотнения OCR;

• коэффициент бокового давления Ko;

• коэффициент консолидации в горизонтальном направлении ch;

• коэффициент фильтрации kf;

• параметры для определения несущей способности свай;

• параметры для определения осадки и несущей способности фундаментов мелкого заложения.

Кроме того, метод имеет другие преимущества:

• экологичность (актуально при обследовании в застроенных и исторических местах);

• относительно невысокая цена (стоимость исследования погонного метра разреза этим способом обходится в 4 раза дешевле бурения);

• высокая скорость исследований (углубления зонда). 

Данный метод нерационально использовать для плотных несвязных и глинистых грунтов. Здесь требуется применение установок высокой грузоподъемности из-за больших значений усилий вдавливания. Поэтому применяется динамическая нагрузка.

Принцип работы

Гидравлическая система осуществляет непрерывное погружение зонда в грунт со скоростью (1,2+-0,3) м/мин. В ходе испытаний осуществляется фиксация показателей сопротивления грунтового покрытия — непрерывно или с интервалом по глубине (0,2 метра).

Зонд с тензометрическим наконечником включает чувствительные элементы. В зависимости от конструкции установки, они измеряют:

• сопротивление грунта конусу зонда;

• трение по боковой поверхности чувствительной поверхности наконечника;

• отклонение наконечника зонда от вертикали.

Перспективным дополнением к обычным установкам являются пьезозонды. Они имеют встроенный датчик для измерения избыточного порового давления. Этот показатель используется при определении консолидационных характеристик грунтов, уточнении измеренного сопротивления конуса, пр.

Процесс статического зондирования совместим с отбором образцов. Для этого используются устройства с извлекаемым зондом. 

Результаты работ

Зондирование заканчивают по достижении установленной глубины погружения. Также испытания могут завершиться досрочно при достижении предельного значения усилий используемого оборудования. По окончании работ зонд извлекается из грунта, а скважина тампонируется. 

В результате производится анализ полученных данных и расчет:

• удельного сопротивления под наконечником qc, МПа;

• удельного сопротивления на муфте трения fs, МПа;

• показателя Rf (%) = F/Q*100, (F – удельное трение по боковой поверхности, Q – сопротивление внедрению конуса).