» » » СТБ 2176-2011 Строительство ЗЕМЛЯНЫЕ СООРУЖЕНИЯ Контроль степени уплотнения грунтов

СТБ 2176-2011 Строительство ЗЕМЛЯНЫЕ СООРУЖЕНИЯ Контроль степени уплотнения грунтов

1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает методы контроля степени уплотнения искусственных и техно­генных грунтов в полевых условиях при подготовке оснований фундаментов зданий и сооружений, выполнении вертикальной планировки территорий и их благоустройства, сооружении земляного по­лотна автомобильных и железных дорог, подкрановых путей, гидротехнических и других сооружений, связанных с укладкой и уплотнением грунтов.
Настоящий стандарт не устанавливает методы контроля степени уплотнения песчаных грунтов, находящихся в рыхлом или малопрочном состоянии, и глинистых — в текучем состоянии; грунтов, отсыпаемых в воду или находящихся ниже уровня поверхностных или грунтовых вод; грунтов, содер­жащих более 50 % частиц крупнее 2 мм; мерзлых грунтов, а также органоминеральных и органи­ческих грунтов.
Примечание — Соответствующий метод контроля степени уплотнения грунтов с содержанием частиц круп­нее 2 мм более 50 % установлен в СТБ 2147.

2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие технические нормативные правовые
акты в области технического нормирования и стандартизации (далее — ТНПА):1) СТБ 943-2007 Грунты. Классификация СТБ 1164.0-99 Основания и фундаменты зданий и сооружений. Контроль качества и приемка работ.
Параметры контроля и состав контролируемых показателей СТБ 1241-2000 Зонд забивной. Технические условия СТБ 1242-2000 Плотномер динамический. Технические условия СТБ 1377-2003 Грунты. Метод ускоренного определения степени уплотнения динамическим зон­
дированием СТБ 1502-2004 Грунты. Метод ускоренного определения влажности в полевых условиях СТБ 1648-2006 Строительство. Основания и фундаменты. Термины и определения СТБ 2147-2010 Строительная геотехника. Определение плотности грунтов методом замещения
1) Пособие к СНиП имеет статус технического нормативного правового акта на переходный период до его замены техническими нормативными правовыми актами, предусмотренными Законом Республики Беларусь «О техническом нормировании и стандартизации».
Издание официальное
СТБ 8003-93 Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения СТБ 8014-93 Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Калибровка средств
измерений. Организация и порядок проведения ГОСТ 166-89 Штангенциркули. Технические условия ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик ГОСТ 12071-2000 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов ГОСТ 12536-79 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового)
и микроагрегатного состава ГОСТ 19912-2001 Грунты. Методыполевыхиспытанийстатическимидинамическимзондированием ГОСТ 22733-2002 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности ГОСТ 26433.1-89 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве.
Правила выполнения измерений. Элементы заводского изготовления ГОСТ 29329-92 Весы для статического взвешивания. Общие технические требования П2-02 к СНиП 3.06.03-85 Устройство земляного полотна автомобильных дорог. Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ТНПА по Перечню технических нормативных правовых актов в области архитектуры и строительства, действующих на терри­тории Республики Беларусь, и каталогу, составленным по состоянию на 1 января текущего года, и по соот­
ветствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году.
Если ссылочные ТНПА заменены (изменены), то при пользовании настоящим стандартом следует руковод­ствоваться замененными (измененными) ТНПА. Если ссылочные ТНПА отменены без замены, то положение,
в котором дана ссылка на них, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения и обозначения
3.1 Термины и определения
В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
3.1.1 влажность грунта: По ГОСТ 5180.
3.1.2 грунт глинистый: По СТБ 943.
3.1.3 грунт искусственный: По СТБ 1648.
3.1.4 грунт песчаный: Грунт природного происхождения, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабо связанных друг с другом.
3.1.5 грунт техногенный: По СТБ 1648.
3.1.6 земляное сооружение: По СТБ 1377.
3.1.7 коэффициент относительного уплотнения грунта: Отношение плотности сухого грунта в земляном сооружении к плотности сухого грунта в резерве (карьере).
3.1.8 коэффициент уплотнения грунта: По СТБ 1648.
3.1.9 максимальная плотность грунта: По СТБ 1648.
3.1.10 образец грунта ненарушенного сложения: По СТБ 1648.
3.1.11 оптимальная влажность грунта: По СТБ 1648.
3.1.12 плотность грунта: По ГОСТ 5180.
3.1.13 плотность сухого грунта: По СТБ 943.
3.1.14 условное динамическое сопротивление грунта: Сопротивление грунта погружению зонда (штанги с коническим наконечником) при забивке его ударами груза постоянной массы, свободно падаю­щего с заданной высоты.
3.1.15 удельное сопротивление пенетрации грунта: Сопротивление грунта внедрению конического наконечника под действием статической нагрузки на глубину, меньшую, чем высота наконечника.
3.2 Обозначения
В настоящем стандарте применяют следующие обозначения:
K60/10 — коэффициент неоднородности песчаного грунта;
Ед — динамический модуль упругости грунта;
JL — коэффициент консистенции глинистого грунта;
Jp — число пластичности глинистого грунта;
Kу — коэффициент уплотнения грунта;
K1 — коэффициент относительного уплотнения грунта;

рd — условное динамическое сопротивление грунта;
R — удельное сопротивление пенетрации глинистого грунта;
Rп — удельное сопротивление пенетрации песчаного грунта;
. — плотность грунта;
.d — плотность сухого грунта;
.dнас — плотность сухого грунта в насыпи;
.dmax — максимальная плотность сухого грунта при стандартном уплотнении;
.dрез — плотность сухого грунта в резерве (карьере);
.dсл — плотность сухого грунта в уплотняемом слое;
.dтр — требуемая плотность сухого грунта;
W — влажность грунта;
Wопт — оптимальная влажность грунта.

4 Общие положения
4.1 Настоящий стандарт содержит положения, регламентирующие организацию и проведение контроля качества уплотнения грунтов, укладываемых в тело земляных сооружений и основания соору­жений и фундаментов.
4.2 В процессе возведения земляных сооружений и устройства оснований под фундаменты, дорожные конструкции и другие инженерные сооружения, когда действующими ТНПА или проектной документацией определены требования к степени уплотнения грунтов, для обеспечения требуемого качества работ должен проводиться контроль, который осуществляется персоналом производствен­ных лабораторий, оснащенных необходимыми приборами и оборудованием, и линейными работни­ками (мастерами, прорабами), осуществляющими строительство.
Средства измерений, применяемые при контроле, должны быть поверены или откалиброваны в установленном порядке по СТБ 8003 и СТБ 8014, а испытательное оборудование должно быть аттестовано по действующим ТНПА.
4.3 Контроль качества уплотнения грунтов земляного сооружения в соответствии с СТБ 1164.0 подразделяют на:
— входной контроль, который включает обследование проектируемых резервов (карьеров) и лабо­раторные испытания грунтов, предназначенных для возведения земляных сооружений, а также грунтов, залегаемых в основаниях под проектируемыми фундаментами и земляными сооружениями, которые отбирают в соответствии с ГОСТ 12071;
— операционный (текущий) полевой контроль степени уплотнения грунтов в процессе возведения земляного сооружения;
— приемочный контроль, выполняемый после завершения возведения всего земляного сооруже­ния или его отдельных частей (скрытых работ).


4.4 На стадии входного контроля проверяют соответствие установленных в проектной докумен­тации или ТНПА и фактических показателей состава и состояния грунтов в карьерах, резервах, выемках, естественных основаниях и др. Состав (вид, разновидность) и состояние (влажность) проб грунта, а также максимальную плотность и оптимальную влажность определяют в соответствии с СТБ 943, СТБ 1502, ГОСТ 5180, ГОСТ 12536 и ГОСТ 22733.
Данные по результатам входного контроля грунтов, предназначенных для возведения земляных сооружений, заносят в журнал, форма которого приведена в приложении А.
4.5 Применяемые при возведении земляных сооружений грунты должны соответствовать проектной документации. Замена предусмотренных проектной документацией грунтов, входящих в состав возво­димого сооружения, допускается только по согласованию с проектной организацией и заказчиком.
4.6 До начала работ по возведению земляного сооружения строительной организацией, с целью уточнения технологических параметров и режимов работы уплотняющих машин, должна выполняться настройка технологического процесса уплотнения грунтов, которая осуществляется методом пробного уплотнения в соответствии с П2 к СНиП 3.06.03.
4.7 Укладка грунта в земляное сооружение должна осуществляться в соответствии с требова­ниями действующих ТНПА по правилам производства (устройства) на соответствующие виды работ.
4.8 Объемгрунта, доставляемоговземляное сооружениеизкарьера (резерва), определяют, как приве­дено в приложении Б.
4.9 В процессе разработки карьеров (резервов) и транспортировки грунта в земляное сооружение производят систематические наблюдения за изменением влажности грунтов в зависимости от условий увлажнения и просыхания. Отбор проб на влажность должен производиться в соответствии с указа­ниями проектной документации или ТНПА. Результаты определения (измерения) влажности заносят в журнал производства работ.
4.10 Грунты, подлежащие уплотнению, должны иметь оптимальную или близкую к ней влажность. Численное значение оптимальной влажности следует определять при испытании данного грунта методом стандартного уплотнения по ГОСТ 22733.
4.11 Если влажность используемых грунтов в резерве (карьере, выемке) менее допустимой, необхо­димо предусматривать искусственное увлажнение их до получения оптимальной влажности. Количество воды, необходимое для увлажнения грунта, определяют, как приведено в приложении В.
4.12 При интенсивных кратковременных дождях, приводящих к переувлажнению грунта, отсыпку и уплотнение глинистых грунтов прекращают и принимают меры для их просушивания (рыхление, перевалку и др.). Допускается удалять верхний переувлажненный после дождя слой глинистого грунта в отвал с последующим его использованием после просыхания.

5 Правила контроля
5.1 Оценка степени уплотнения грунта земляного сооружения производится по величине коэф­фициента уплотнения или плотности сухого грунта.
5.2 Качество уплотнения земляного сооружения определяют сравнением полученных значений плот­ности сухого грунта или коэффициента уплотнения с требуемыми значениями по проекту или ТНПА.
5.3 Плотность сухого грунта в полевых условиях определяют объемно-весовым методом (метод «режущего цилиндра») в соответствии с 6.1.
5.4 Контроль плотности следует производить на глубине, равной 1/3 толщины уплотняемого слоя, но не менее 8 см от его поверхности.
5.5 Допускается для определения степени уплотнения грунтов земляных сооружений в полевых условиях использовать ускоренные методы:
— динамического зондирования (динамическим плотномером и забивным зондом);
— статической пенетрации (пенетрометром с коническим наконечником);
— взвешивания в воде (прибором Ковалева);
— динамического нагружения (установкой динамического нагружения легкого типа);
— сейсмические методы.


При выборе ускоренных методов оценки степени уплотнения грунтов земляных сооружений следует учитывать глубину контролируемой области, вид грунта, а также реальную обеспеченность строи­тельной организации приборами.
5.6 В производственных условиях коэффициент уплотнения грунта (плотность сухого грунта) допус­кается определять по предварительно установленным экспериментально градуировочным зависимостям между этими показателями для образцов, испытанных объемно-весовым методом по 6.1 и ГОСТ 22733, и косвенными характеристиками степени уплотнения грунта (условное динамическое сопротивление, удельное сопротивление пенетрации, динамический модуль упругости и др.), установленными в резуль­тате испытаний тех же грунтов ускоренными методами.
5.7 Градуировочные зависимости, используемые при контроле, должны быть получены в результате испытаний тех грунтов, которые применяются при возведении земляного сооружения. При построении градуировочных зависимостей для глинистых грунтов необходимо учитывать возможное изменение их влажности. Параметры приборов и установок, применяемых в ускоренных методах при контрольных испытаниях и при построении градуировочных зависимостей, должны быть одинаковы.
5.8 Градуировочная зависимость может быть использована для определения коэффициента уплот­нения грунта земляного сооружения, если относительная погрешность определения контролируемого параметра не превышает 0,015. Правила определения погрешности и примеры построения и проверки градуировочной зависимости приведены в СТБ 1377.
5.9 При определении степени уплотнения грунтов допускается использовать обобщенные корреля­ционные зависимости, полученные для данного типа и вида грунтов, при условии обязательной про­верки их пригодности для каждого грунта, применяемого для возведения земляного сооружения.
5.10 При контроле качества уплотнения земляного сооружения количество и расположение мест (точек) измерений назначают в соответствии с требованиями ТНПА или проекта. Количество параллель­ных измерений в месте (точке) испытаний принимают не менее двух. Разница между параллельными опре­делениями плотности сухого грунта не должна превышать 0,02 г/см3, коэффициента уплотнения 0,01. Если разница превышает допустимую, количество измерений следует увеличить до трех.

6 Методы контроля и применяемое оборудование
6.1 Объемно-весовой метод (метод «режущего цилиндра»)
6.1.1 Метод «режущего цилиндра» применяют для определения в полевых условиях плотности однородных по гранулометрическому составу песчаных и глинистых грунтов по СТБ 943.
6.1.2 Для отбора из уплотненного слоя образцов грунта ненарушенного сложения используют режущие цилиндры, изготавливаемые из стали с антикоррозионным покрытием или из других мате­риалов, не уступающих стали по твердости и коррозионной стойкости.
6.1.3 Для отбора образцов грунтов необходимо использовать режущие цилиндры с внутренним диаметром не менее 100 мм (dв . 100 мм). Для отбора образцов глинистых грунтов и пылеватых и мелких песков, содержащих частицы крупнее 2 мм в количестве не более 10 %, допускается использовать режущие цилиндры с внутренним диаметром не менее 70 мм (dв . 70 мм). Высота цилиндра должна составлять от 0,6dв до 1,2dв (0,6dв . h . 1,2dв). Толщина стенки режущего цилиндра должна быть в пределах от 1,5 до 2,0 мм для отбора образцов глинистых грунтов и от 2 до 3 мм — для отбора образцов песчаных грунтов. Угол заточки наружного края цилиндра (режущей кромки) должен быть в пределах от 25° до 30° (рисунок 1).

Рисунок 1 —Режущий цилиндр
Оптимальным является следующее соотношение между внутренним dв и наружным dн диаметрами режущего цилиндра:
dн 2 . dв 2
2 .0,1. (1)

6.1.4 Максимальный размер частиц d, мм, не должен превышать 1/5 внутреннего диаметра режу­щего цилиндра (d . 0,2dв).
6.1.5 Для отбора образцов песчаного грунта плотного сложения, а также образцов глинистого грунта твердой консистенции следует использовать специальное приспособление для погружения режущего цилиндра в уплотненный слой, включающее направляющую с кольцеобразным основанием и насадку или только насадку (рисунок 2). При этом для отбора таких грунтов допускается использовать режу­щие цилиндры с толщиной стенки до 5 мм.
Усилие для погружения в уплотненный грунт режущего цилиндра прилагают к насадке с помощью ударов молотка или специального ударника с падающим грузом (рисунок 2). Для того чтобы грунт при отборе образца не уплотнялся, в насадке должно быть предусмотрено свободное пространство над верхней кромкой режущего цилиндра высотой не менее 10 мм. Наблюдение за глубиной погру­жения режущего цилиндра в грунт осуществляют через отверстия в насадке или по величине освобо­дившейся части направляющей над насадкой.

1 — режущий цилиндр; 2 — насадка; 3 — груз; 4 — направляющая; 5 — рукоятка
Рисунок 2 — Отбор образцов грунта без нарушения его структуры: а — режущий цилиндр; б — приспособление для погружения режущего цилиндра; в — схемаотбораобразцагрунтарежущимцилиндром с насадкой (прибор Ковалева); г — схемаотбораобразцагрунтаспомощьюприспособленияударноготипа
6.1.6 Режущие цилиндры должны быть укомплектованы пластинками с гладкой поверхностью (из стекла, металла, пластика и т. д.) круглой или квадратной формы, сторона или диаметр которых должен быть на 2–3 см больше наружного диаметра цилиндра.
6.1.7 Для доставки отобранных образцов грунта ненарушенного сложения в лабораторию с целью сохранения естественной влажности режущие цилиндры могут быть снабжены специальными крыш­ками, как показано на рисунке 3.

1 — режущий цилиндр; 2 — крышка; 3 — резиновая прокладка; 4 — болт; 5 — гайка барашкового типа
Рисунок 3 — Режущий цилиндр с крышками:
а — съемными металлическими;
б — металлическими
с герметизирующими прокладками
6.1.8 Перед использованием режущие цилиндры взвешивают, нумеруют, измеряют штангенциркулем по ГОСТ 166 внутренний диаметр и высоту с погрешностью не более 0,1 мм методами по ГОСТ 26433.1. Порезультатамизмеренийпоформуле (2) вычисляютвнутреннийобъемцилиндрасточностьюдо 0,1 см3.
Пластинки с гладкой поверхностью также должны быть пронумерованы и взвешены.
6.1.9 Отбор образцов грунта ненарушенного сложения производят в следующем порядке.
На месте испытаний снимают верхний слой грунта толщиной не менее 8 см, выравнивают площадку, устанавливают на ней режущим краем вниз слегка смазанный вазелином или консистентной смазкой цилиндр и погружают его в грунт в соответствии с 6.1.5.
Допускается погружение режущего цилиндра в контролируемый слой грунта осуществлять усилием руки контролера, соблюдая при этом вертикальность погружения. В этом случае, при необходимости, грунт снаружи режущего цилиндра обрезают на 5–10 мм ниже режущего края цилиндра ножом с прямым лезвием, формируя столбик грунта диаметром, равным наружному диаметру цилиндра. Периодически, по мере подрезания грунта, легким нажимом на верхнюю кромку цилиндра надевают последний на стол­бик грунта, не допуская при этом перекосов.
После погружения верхней кромки режущего цилиндра в грунт на 4–5 мм ниже поверхности выров­ненной площадки режущий цилиндр с грунтом подрезают плоской лопаткой на 8–10 мм ниже режу­щей кромки и отделяют цилиндр с грунтом от уплотненного массива. При отборе образцов глинистых грунтов допускается режущий цилиндр погружать в уплотненный слой на глубину, когда его верхняя кромка будет ниже поверхности выровненной площадки на 2–3 мм.
Грунт, выступающий за края режущего цилиндра, срезают ножом с прямым лезвием вровень с ниж­ней и верхней его кромками и закрывают торцы пластинками с гладкой поверхностью. После этого наружную поверхность режущего цилиндра очищают от прилипших частиц грунта и цилиндр с грунтом и пластинками взвешивают на весах по ГОСТ 29329 с точностью до 1 г.
При транспортировании отобранных образцов грунта ненарушенного сложения в лабораторию на торцы режущих цилиндров должны быть надеты крышки (см. рисунок 3). Стыки съемных крышек с целью герметизации образца могут быть обмотаны клеящей лентой.

6.1.10 По результатам взвешивания определяют плотность грунта ., г/см3, по формуле
6.1.11 Из верхней и нижней частей образца отбирают в весовые стаканчики (бюксы) по одной пробе
массой не менее 30 г для определения влажности грунта по ГОСТ 5180. Допускается влажность грунта в полевых условиях определять по СТБ 1502.
6.1.12 В случае отбора большого количества образцов ненарушенной структуры из уплотняемого слоя иотсутствия возможности взвешивания их в полевых условиях допускается отобранные при помощи режущих цилиндров образцы грунта переносить без потерь в предварительно взвешенные пластико­вые пакеты, которые упаковывают вместе с этикетками в контрольные пакеты. На этикетке должны быть указаны номер и место отбора образца, объем или номер режущего цилиндра. После доставки в лабораторию пакеты с грунтом взвешивают. Массу отобранных образцов определяют как разность массы грунта с пакетами за вычетом массы самих пакетов.
Образцы грунта из пакетов переносят, не допуская потерь, в фарфоровые чашки и высушивают до постоянной массы по ГОСТ 5180. Влажность образцов W, %, определяют по формуле
m .m
вл.гр сух.гр
W =.100, (3)
m
сух.гр
где mвл.гр — масса влажного образца грунта, г;
mсух.гр — масса образца грунта после высушивания, г.

6.1.13 По полученным в результате испытаний значениям плотности и влажности образца опре­деляют плотность сухого грунта в уплотняемом слое .dсл, г/см3, по формуле
.
.= , (4)dсл 10,01 W
+
где W — влажность грунта, %.

6.1.14 Коэффициент уплотнения грунта Kу в соответствующем слое определяют по формуле
.
Kу =dсл , (5)
.
dmax
где .dmax — максимальная плотность сухого грунта, определенная в приборе СоюздорНИИ для стан­дартного уплотнения по ГОСТ 22733, г/см3.


6.2 Метод взвешивания в воде
6.2.1 Для ускоренного определения плотности и влажности песчаных и глинистых грунтов с включениями крупнее 2 мм до 10 % следует использовать плотномер-влагомер системы Н. П. Кова­лева (далее — прибор Ковалева) старой модификации (модель 964) с объемом режущего цилин­дра 200 см3 (рисунок 4).
Для грунтов без крупных включений (крупнее 2 мм) допускается использовать прибор Ковалева новой модификации (модель 45II) с объемом режущего цилиндра 100 см3. Техническая характеристика приборов приведена в приложении Г.
Работа прибора Ковалева основана на принципе гидростатического взвешивания образца грунта, отобранного из уплотняемого слоя с помощью режущего цилиндра объемом 200 см3 (старая модифи­кация прибора) или 100 см3 (новая модификация прибора).

1 — крышка футляра; 2 — ведро-футляр; 3 — насадка; 4 — нож; 5 — поплавок;
6 — резиновое кольцо; 7 — сосуд; 8 — трубка поплавка; 9 — крышка поплавка; 10 — замок поплавка;
11 — режущий цилиндр; 12 — тарировочный груз; 13 — замок футляра; 14 — крючки

Рисунок 4 — Прибор Ковалева модели 964
6.2.2 Перед началом работы прибор Ковалева должен быть проверен. Проверяют:
— массу режущего цилиндра;
— массу сосуда;
— объем режущего цилиндра;
— герметичность поплавка;
— поплавок (с присоединенным к нему сосудом и вложенным внутрь его режущим кольцом, без грунта), который должен погружаться в воду до черты начала шкалы «Вл», нанесенной на трубке. Если это условие соблюдается, то прибор пригоден для испытаний. Незначительные отклонения уровня воды от этой черты регулируются снятием (если уровень воды выше черты) или добавлением (если уровень воды ниже черты) тарировочного груза, находящегося в крышке поплавка;
— состояние резиновой прокладки (следует обращать особое внимание) в крышке поплавка.
Проверяемые параметры режущего цилиндра и сосуда должны соответствовать данным, приве­денным в сопроводительной документации, прилагаемой изготовителем прибора.
6.2.3 Методика определения с помощью прибора Ковалева плотности грунта, плотности сухого грунта и влажности приведена в приложении Г.
6.2.4 Параллельно с испытаниями, проводимыми с помощью прибора Ковалева, необходимо выпол­нять контрольное определение плотности грунта и его влажности объемно-весовым методом по 6.1.
Относительная погрешность определения плотности грунта прибором Ковалева не должна превы­шать 1 %, влажности — 5 %.
6.2.5 Проверку прибора Ковалева и контрольное определение плотности грунта и его влажности объемно-весовым методом по 6.1 необходимо проводить не реже 1–2 раз в месяц.
6.2.6 Если при контроле степени уплотнения земляного сооружения отбирают большое количество проб из тяжелых суглинков и глин и если необязательно получение результатов в полевых условиях, целесообразно пользоваться комбинированным методом. В этом случае плотность грунта определяют прибором Ковалева на месте отбора проб, затем из колец в бюксы берут навески массой не менее 30 г, по которым в лаборатории методом высушивания по ГОСТ 5180 определяют влажность грунтов. Плотность сухого грунта определяют расчетом по формуле (4).


6.3 Метод динамического зондирования
6.3.1 Метод ускоренного определения степени уплотнения грунтов динамическим зондированием по СТБ 1377 основан на принципе определения сопротивления грунта погружению зонда с коническим наконечником при забивке его последовательно возрастающим числом ударов груза постоянной массы, свободно падающего с заданной высоты.
Определение степени уплотнения грунтов методом динамического зондирования при глубине кон­троля до 30 см следует производить с помощью динамического плотномера по СТБ 1242 и при глубине контроляболее 30 см от поверхностиземляногосооружения — спомощьюзабивногозондапоСТБ 1241.
6.3.2 Дляоценкиуплотненияпесчаных грунтовприменяют динамическийплотномермоделиД-51 (рису­нок5), для песчаных и глинистых грунтов — модели Д-51А (рисунок 6) или Д-51М (рисунок 7).

1 — штанга с коническим наконечником; 2 — направляющая; 3 — груз; 4 — наковальня; 5 — рукоятки
Рисунок 5 — Динамический плотномер модели Д-51
Динамический плотномер модели Д-51А по сравнению с моделью Д-51 дополнительно снабжен штампом и имеет разъемное соединение направляющей с наковальней и штампом. Соединение направ­ляющей с наковальней или штампом выполнено резьбовым и фиксируется стопорным винтом.
Техническая характеристика динамических плотномеров Д-51 иД-51А приведена в СТБ 1242. Динамический плотномер модели Д-51М включает измерительный прибор Д-51А и электронный блок-приставку Д-51БЭ для расшифровки и воспроизведения результатов измерений.
Техническая характеристика динамического плотномера модели Д-51М
Масса груза, кг — 2,50±0,05. Высота падения груза, мм — 300±2. Диаметр основания конуса, мм — 16,0±0,2. Угол при вершине конуса — 60°±2°. Диаметр штампа, мм — 100,0±0,2. Глубина контроля от поверхности слоя, мм — до 300. Масса прибора, кг — до 4,8. Время, необходимое для проведения одного измерения (включая
получение результата), мин:
— для песчаных грунтов — 1,0–1,5;
— для глинистых грунтов — 2–3.

а) б)


1 — штанга с коническим наконечником; 2 — направляющая; 3 — груз; 4 — наковальня; 5 — рукоятки; 6 — штамп; 7 — стопорный винт
Рисунок 6 — Динамический плотномер модели Д-51А: а — измерительный прибор; б — трамбовка
Техническая характеристика электронного блока-приставки Д-51БЭ
Число диапазонов измерений для песчаных грунтов — 3. Число диапазонов измерений для глинистых грунтов — 1. Диапазон определения значения коэффициента уплотнения грунта:
1 — песок пылеватый — 0,86–1,02; 2 — песок мелкий — 0,86–1,03; 3 — песок средней крупности и крупный — 0,88–1,01; 4 — глинистый грунт — 0,77–1,00.
Интервал времени между ударами груза динамического плотномера,
с, не менее — 2. Напряжение питания, В — 9. Потребляемая мощность, Вт, не более — 0,2.
СТБ 2176-2011
Габаритные размеры, мм: — длина— ширина— высотаМасса электронного блока с элементом питания, кг, не болееТип используемого элемента питания — 200; — 45; — 20. — 0,15. — «Крона».
Измерительный прибор Д-51А Электронный блок-приставка Д-51БЭ


ВЫКЛ — выключение
1 — штанга с коническим наконечником; 2 — направляющая; 3 — груз; 4 — наковальня; 5 — рукоятки; 6 — штамп
Рисунок 7 — Динамический плотномер модели Д-51М
Принцип работы электронного блока заключается в подсчете числа ударов груза динамического плотномера и определении значения коэффициента уплотнения грунта в зависимости от заданного диапазона контролируемого грунта. Подсчет ударов груза осуществляется бесконтактным способом с помощью датчика, установленного в верхней части электронного блока (см. рисунок 7).
6.3.3 Контроль степени уплотнения грунтов с помощью динамического плотномера Д-51 или Д-51А выполняют в соответствии с СТБ 1377.
6.3.4 При оценке уплотнения глинистых грунтов параллельно с забивкой динамического плотно­
мера определяют влажность грунта на глубине от 20 до 30 см. Влажность грунта определяют по ГОСТ 5180 или ускоренным методом по СТБ 1502.
6.3.5 По результатам испытаний определяют показатель динамического зондирования — условное динамическое сопротивление грунта рd, МПа, по формуле
0,1 aN .
20 30
pd = , (6)
h
где а — постоянная для данного прибора величина, кг/см, определяемая по формуле (7):
(M + 0,314 m) .MH
a = , (7)
( + ) .S
Mm
здесь M — масса груза, кг;
m — масса прибора без груза, кг;
H — высота падения груза, см;
S — площадь поперечного сечения конуса, см2.

N20–30 — число ударов, необходимое для погружения наконечника на участке зондирования в интервале глубины от 20 до 30 см; h — глубина погружения наконечника, соответствующая числу ударов N20–30, см; для рас­сматриваемого случая h =10 см.
По значению условного динамического сопротивления грунта рd, используя градуировочные графики или корреляционные зависимости, определяют плотность сухого грунта или коэффициент уплотнения песчаного илиглинистогогрунта. Приэтомдляглинистогогрунтаучитываютестественнуювлажность.
6.3.6 При испытаниях песчаных грунтов плотность сухого грунта .d определяют по значениям услов­ного динамического сопротивления рd и контролирующего диаметра d60 с помощью номограммы, представленной на рисунке Д.1 (приложение Д), где d60 — диаметр частиц, соответствующий орди­нате 60 % на кумулятивной кривой гранулометрического состава песчаного грунта (приложение Е), построение которой производят по результатам определения зернового состава по ГОСТ 12536.
6.3.7 Коэффициент уплотнения песчаных грунтов Kу по результатам динамического зондиро­вания определяют в зависимости от крупности грунта по графикам, приведенным на рисунке Д.2 (приложение Д).
6.3.8 Коэффициент уплотнения Kу и плотность сухого грунта .d намывных песчаных грунтов (при воз­расте намывного грунта t .0,5 года) определяют соответственно по графикам, приведенным на ри­сунке Д.3 и номограмме, приведенной на рисунке Д.4 (приложение Д).
6.3.9 Коэффициент уплотнения глинистых грунтов Kу определяют по номограммам, приведенным на рисунке Д.5, в зависимости от значений условного динамического сопротивления рd и относительной влажности грунта Wотн.
Значение относительной влажности Wотн, %, определяют по формуле
W
Wотн =, (8)Wопт
где W — фактическая влажность грунта в теле земляного сооружения, определяемая по ГОСТ 5180 или ускоренным методом по СТБ 1502, %; Wопт — оптимальная влажность данного грунта, определяемая по ГОСТ 22733, %.
6.3.10 При контроле уплотнения глинистых грунтов без параллельного измерения влажности применяют метод двойного зондирования. В этом случае глинистый грунт испытывают динамическим плотномером модели Д-51А (см. рисунок 6) в двух состояниях: исходном и после дополнительного уплотнения нагрузкой, эквивалентной нагрузке стандартного уплотнения по ГОСТ 22733. Для этого вначале прибор собирают по схеме а) (собственно динамический плотномер — при соединении направляющей через наковальню со штангой). Первое зондирование выполняют для исходного состояния уложенного в насыпь грунта на глубину 30 см, фиксируя при этом число ударов, необходи­мое для погружения конического наконечника на глубину от 20 до 30 см. После этого собирают при­бор по схеме б) (трамбовка — при соединении направляющей со штампом). Рядом с точкой зондиро­вания в теле насыпи с помощью бура или лопатки устраивают приямок глубиной 25 см и площадью поперечного сечения, близкой к площади штампа трамбовки. На дно приямка устанавливают штамп трамбовки и производят доуплотнение нижележащего грунта 40 ударами гири.
Вынутый из приямка грунт для сохранения исходной влажности предварительно собирают в полиэти­леновый пакет, а затем укладывают обратно слоями толщиной до 5 см с размельчением агрегатов до раз­меров не более 10 мм и уплотняют 40 ударами гири на каждый слой до тех пор, пока приямок не будет полностью заполнен грунтом. Если вынутого грунта недостаточно для заполнения приямка, производят отбор грунта рядом с приямком. После этого по оси уплотненного массива забивают наконечник дина­мического плотномера на глубину 30 см и фиксируют число ударов, необходимое для погружения нако­нечника на глубину от 20 до 30 см.
По результатам двух зондирований по формуле (6) определяют условное динамическое сопро­тивление грунта рd1 для первого зондирования и рd2 — для второго. Используя зависимость:
.р .
Kу f .d1 .,
=.
р
.d 2 .
приведенную на рисунке Д.6 (см. приложение Д), определяют коэффициент уплотнения грунта в кон­тролируемой точке.
Учитывая, что влажность глинистого грунта на контролируемой захватке примерно одинакова, при проведении контроля в других точках более трудоемкую операцию по доуплотнению грунта можно опустить и принять для сравнения с рd1 значение рd2, полученное для первой точки.
Испытания глинистых грунтов можно проводить также с помощью динамического плотномера, конструкция которого приведена в [2]. В этом случае для уплотнения грунта необходимо использовать трамбовку прибора, аналогичную по параметрам трамбовке прибора Д-51А (диаметр штампа — 10 см, масса гири — 2,5 кг, высота падения гири — 30 см).
6.3.11 При контроле уплотнения грунта с помощью динамического плотномера Д-51М испытания проводят следующим образом. Устанавливают измерительный прибор в центре зачищенной и выров­ненной площадки и вдавливают (забивают) конический наконечник на глубину 20 см. Блок-приставку укладывают на подставку, направив датчик в сторону наковальни измерительного прибора. Включают устройство клавишей ВК/С. Клавишей ТАР устанавливают вид контролируемого грунта (цифры 1–4). Цифра 1 соответствует пескам пылеватым, 2 — пескам мелким, 3 — пескам средней крупности и круп­ным, 4 — глинистым грунтам.
При контроле уплотнения песчаных грунтов после нажатия клавиши ИЗМ производят забивку конического наконечника на 10 см (на глубине от 20 до 30 см) ударами свободно падающего груза с частотой один удар за 2 с. В процессе забивки наконечника блок-приставка регистрирует число уда­ров груза и высвечивает его на индикаторе. После окончания забивки конического наконечника на глубину 30 см нажатием клавиши РЕЗ получают на индикаторе значение коэффициента уплотне­ния песчаного грунта.
При контроле уплотнения глинистых грунтов измерения производят по методу двух зондирований (см. 6.3.10). Для этого в теле земляного сооружения производят уплотнение образца грунта нагрузкой, эквивалентной нагрузке стандартного уплотнения. Забивают в образец конический наконечник измери­тельного прибора и определяют число ударов, необходимое для погружения наконечника на глубину от 20 до 30 см (эталонное число ударов). Включив блок-приставку клавишей ВК/С и установив клави­шей ТАР вид контролируемого грунта (цифра 4), после нажатия клавиши ИЗМ клавишей ЭТАЛ вводят эталонное число ударов, полученное при забивке конического наконечника в уплотненный образец. Аналогично, как и для песчаного грунта, производят забивку конического наконечника прибора в уплот­ненный слой и измерение числа ударов, необходимого для забивки наконечника на 10 см (в интерва­ле глубины от 20 до 30 см), предварительно нажав клавишу ИЗМ. После окончания измерений, нажав клавишу РЕЗ, получают на индикаторе значение коэффициента уплотнения глинистого грунта.
Если необходимо произвести на данной площадке несколько измерений, то клавишей ВК/С произ­водят сброс результата предыдущего измерения и испытания повторяют. При этом не требуется вводить эталонное число ударов.
После окончания измерений устройство выключают клавишей ВЫКЛ.
6.3.12 Забивной зонд Д-53 (рисунок 8) состоит из конического наконечника, сменных штанг, нако­вальни, груза, направляющей и ограничителя высоты подъема груза.
Техническая характеристика забивного зонда аналогична приведенной в СТБ 1241 для забивного зонда модели П-400.

6.3.13 Испытания грунтов с помощью забивного зонда проводят в соответствии с СТБ 1377.
6.3.14 По результатам испытаний определяют условное динамическое сопротивление грунта рd, МПа, по формуле
0,1 Ф
рd =aN10, (9)
h
где а — постоянная величина, определяемая по формуле (7), кг/см; Ф — коэффициент, учитывающийтрениештангогрунт; принимаютвсоответствиисГОСТ 19912 (приложение Д); N10 — число ударов молота, необходимое для погружения зонда на глубину h= 10 см.

1 — конический наконечник; 2 — штанги; 3 — наковальня; 4 — груз; 5 — направляющая; 6 — ограничитель высоты подъема груза
Рисунок 8 — Забивной зонд модели Д-53
6.3.15 Результаты динамического зондирования забивным зондом оформляют в виде непрерывного ступенчатого графика изменения по глубине значения условного динамического сопротивления грун­тов рd с последующим усреднением графика и вычислением усредненных значений условного динами­ческого сопротивления для каждого слоя земляного сооружения (рисунок 9). Используя градуировочные графики или корреляционные зависимости (рисунки Д.1 – Д.5) для усредненных значений рd опреде­ляют плотность сухого грунта .d или коэффициент уплотнения Kу по глубине грунтовой толщи.
6.3.16 При проведении контроля качества уплотнения грунтов методом динамического зондиро­вания допускается использовать также другие приборы и установки, параметры которых и конструк­тивные решения удовлетворяют следующим требованиям:
— устранение трения, возникающего при движении груза по направляющей;
— применение наковальни специальной формы, чтобы обеспечить оптимальное превращение энергии удара в работу по забивке наконечника в уплотняемый грунт (отношение диаметров нако­вальни и груза должно быть около 0,7–0,8);
— масса груза M должна обеспечить легкость в работе, с одной стороны, и унификацию с анало­гичными приборами — с другой (масса груза M прибора для операционного контроля может быть принята 2,5 кг, для приемочного контроля — 10 кг);
— основополагающим при выборе значения массы движущихся частей является отношение M/m, допускаемый нижний предел которого колеблется от 1 до 2;
— выбор диаметра конического наконечника и высоты падения груза производится с учетом обеспечения оптимальных значений чувствительности прибора и минимума затрат работы на забивку наконечника, а также механической прочности прибора и удобства в работе;
— угол заострения конического наконечника должен быть 60°;
— отношение диаметров штанг и наконечника должно быть не менее 1,6.

6.4 Метод статической пенетрации
6.4.1 Воснове метода лежит принципопределения сопротивления грунта привнедрении конического наконечника под действием статической нагрузки на глубину, меньшую, чем высота наконечника. Опре­деление степени уплотнения грунтов методом статической пенетрации следует производить с по­мощью портативного пенетрометра.
6.4.2 Пенетрометр модели Д-52 (рисунок 10) состоит из корпуса, опорной площадки, сменных ко­нических наконечников, рукоятки и устройства для измерения усилия вдавливания наконечника в грунт и глубины его погружения. Для отсчета глубины погружения наконечника служит цилиндриче­ский движок, перемещающийся под действием шпильки, пропущенной в продольной прорези, по на­ружной поверхности корпуса, на которой нанесена шкала с ценой деления 1 мм. Необходимой при­надлежностью к прибору является регулятор глубины погружения наконечника, выполненный в виде набора колец в соответствии с [1].
6.4.3 Использование пенетрометра для контроля степени уплотнения грунтов предусматривает проведение испытаний при различной глубине погружения наконечника в грунт. С этой целью на выров­ненную и зачищенную поверхность грунта укладывают друг на друга два-три кольца общей высотой от 40 до 60 мм. По центру колец устанавливают наконечник прибора и вдавливают его в грунт до тех пор, пока опорная площадка не прижмется к верхнему кольцу. Второе и последующие вдавливания нако­нечника производят в этой же точке, но при каждом испытании снимают по одному кольцу.
Последнее испытание проводят без колец. После каждого вдавливания наконечника производят отсчет по шкале с точностью до 0,5 мм и записывают в журнал. Таким образом получают три-четыре ступени нагружения с различными значениями усилия вдавливания Pi и глубины пенетрации hi.
6.4.4 Высоту наконечника и общую толщину колец необходимо подбирать с учетом плотности грунта. Если глубина погружения наконечника для первой ступени нагружения менее 1 см, следует увеличить высоту наконечника или уменьшить общую толщину колец, и наоборот, если глубина погру­жения наконечника на последней ступени приближается к максимальному рабочему ходу пружины, высоту наконечника необходимо уменьшить.

1 — конический наконечник; 2 — кольца; 3 — опорная площадка; 4 — шкала; 5 — корпус; 6 — силоизмерительное устройство; 7 — рукоятка; 8 — движок
Техническая характеристика пенетрометра
Угол при вершине наконечника — 30,0°±0,5°.
Рабочая высота наконечника, мм — 80,0±0,2; 100,0±0,2.
Максимальное усилие вдавливания, Н — до 500.
Глубина контроля от поверхности слоя, см — до 10.
Масса прибора, кг — до 2.
Обслуживающий персонал, чел. — 1.
Длительность одного замера (включая получение результата), мин — до 5.

6.4.5 Для каждой глубины погружения наконечника hi определяют удельное сопротивление пенет­рации Ri, МПа:



2176-2011.pdf [0 b] (cкачиваний: 923)

Посмотреть онлайн файл: 2176-2011.pdf

Комментарии:
Нормативные документы, руководства, статьи, новости, опыт коллег
Группа брестских инженеров - техническая библиотека © 2009-2018