ГОСТ 19912-2001

Группа Ж39

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ


ГРУНТЫ

Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

Soils.
Field test methods by static and dynamic sounding

    
ОКС 13.080.20
ОКСТУ  5709

Дата введения 2002-01-01

Предисловие

    1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным  унитарным предприятием - Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им. Н.М.Герсеванова (НИИОСП им. Герсеванова)
    
    ВНЕСЕН Госстроем России
    
    2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 30 мая 2001 г.
    
    За принятие проголосовали     

    
    
    3 ВЗАМЕН ГОСТ 19912-81, ГОСТ 20069-81
    
    4 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 января 2002 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 22 августа 2001 г. N 99
    
    

    1 Область применения

    
    Настоящий стандарт распространяется на дисперсные природные, техногенные и мерзлые грунты, состав и состояние которых позволюет производить непрерывное внедрение зонда, и устанавливает методы полевых испытаний зондированием при их исследовании для строительства.
    
    Стандарт не распространяется на грунты, содержащие частицы крупнее 10 мм более 25% по массе, при статическом зондировании и грунты, содержащие частицы крупнее 10 мм более 40% по массе, при динамическом зондировании.
    
    

    2 Нормативные ссылки

    
    В настоящем стандарте использована ссылка на стандарт:
    
    ГОСТ 30672-99 Грунты. Полевые испытания. Общие положения
    
    

    3 Определения

    
    Термины, применяемые в настоящем стандарте, приведены в приложении А.
    
    

    4 Общие положения

    
    4.1 Настоящий стандарт устанавливает следующие методы полевых испытаний грунтов зондированием:
    
    статическое зондирование;
    
    динамическое зондирование.
    
    4.2 Общие требования к полевым испытаниям грунтов, оборудованию и приборам, подготовке площадок для испытаний приведены в ГОСТ 30672.
    
    4.3 Методы полевых испытаний грунтов зондированием применяют в комплексе с другими видами инженерно-геологических работ или отдельно для:
    
    выделения инженерно-геологических элементов (толщины слоев и линз, границ распространения грунтов различных видов и разновидностей);
    
    оценки пространственной изменчивости состава и свойств грунтов;
    
    определения глубины залегания кровли скальных и крупнообломочных грунтов;
    
    количественной оценки характеристик физико-механических свойств грунтов (плотности, модуля деформации, угла внутреннего трения и сцепления грунтов и др.);
    
    определения степени уплотнения и упрочнения грунтов во времени и пространстве;
    
    оценки возможности забивки свай и определения глубины их погружения;
    
    определения данных для расчета свайных фундаментов;
    
    выбора мест расположения опытных площадок и глубины проведения полевых испытаний, а также мест отбора образцов грунтов для лабораторных испытаний;
    
    контроля качества геотехнических работ.
    
    4.4 Зондирование грунтов производят вдавливанием в грунт зонда при статическом зондировании, забивкой или вибропогружением в грунт зонда при динамическом зондировании с одновременным измерением непрерывно (или через заданные интервалы по глубине) показателей, характеризующих сопротивление грунта внедрению зонда.
    
    4.5 Количественную оценку характеристик физико-механических свойств грунтов проводят на основе статистически обоснованных зависимостей между  показателями сопротивления грунта внедрению зонда и результатами определения характеристик другими стандартными методами.
    
    4.6 Метод зондирования, глубина зондирования и расположение точек зондирования определяют программой инженерно-геологических изысканий.
    
    Часть точек зондирования должна быть расположена в непосредственной близости от горных выработок (2-5 м) с целью получения данных, необходимых для интерпретации результатов зондирования.
    
    4.7 В процессе проведения испытаний зондированием следует вести журналы испытаний по формам, приведенным в приложении Б, с приложением автоматических записей при их наличии, а результаты испытаний - оформлять в виде графиков изменения параметров сопротивления грунта внедрению зонда в зависимости от глубины зондирования.
    
    Масштабы графиков допускается изменять по сравнению с установленными настоящим стандартом при обязательном сохранении соотношения между масштабами вертикальных и горизонтальных координат.
    
    Графики испытаний должны сопровождаться инженерно-геологическим разрезом по ближайшей к точке зондирования горной выработке.
    
    

    5 Статическое зондирование

    
    5.1 Сущность метода

    
    5.1.1 Испытание грунта методом статического зондирования проводят с помощью специальной установки, обеспечивающей вдавливание зонда в грунт.
    
    5.1.2 При статическом зондировании по данным измерения сопротивления грунта под наконечником зонда и на боковой поверхности зонда определяют:
    
    удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда q;
    
    общее сопротивление грунта на боковой поверхности Q (для зонда типа I);
    
    удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда f (для типа II).     
    
    Примечания
    
    1 По специальному заданию возможно измерение порового давления, возникающего в поровой воде при зондировании, с применением датчиков порового давления. Датчики устанавливают на конусе зонда (пьезо-конусы) или сразу после конуса (пьезо-зонды).
    
    2 При использовании специально оборудованных зондов в процессе зондирования могут измеряться плотность, объемная влажность и естественный гамма-фон грунта с помощью радиоактивного каротажа, температура грунта и электрическое сопротивление грунта.          

    5.2 Оборудование и приборы

    
    5.2.1 В состав установки для испытания грунта статическим зондированием должны входить:
    
    зонд (набор штанг и конический наконечник);
    
    устройство для вдавливания и извлечения зонда;
    
    опорно-анкерное устройство;
    
    устройства для измерения нагрузки и показателей сопротивления грунта.
    
    5.2.2 В зависимости от усилий, необходимых для вдавливания зонда в различных грунтовых условиях, и диапазонов значений измеряемых показателей сопротивления грунта установки подразделяют в соответствии с таблицей 1.
    
    
Таблица 1     
    

    
    5.2.3 В зависимости от конструкции наконечника зонды могут быть следующих типов:
    
    I - зонд с наконечником из конуса и кожуха;
    
    II - зонд с наконечником из конуса и муфты трения.
    
    Схемы конструкций зондов и их основные параметры приведены в приложении В.
    
    Примечание - Для зонда типа II допускается применение уширителя, расположенного не ближе 1000 мм от конуса.
    
    
    5.2.4 Периодически (но не реже чем через 15 точек зондирования) необходимо проверить прямолинейность штанг зонда и степень износа наконечника.
    
    Прямолинейность штанг проверяют путем сборки звеньев в отрезки длиной 3 м на ровной поверхности. Отклонение отрезков штанг от прямой линии не должно превышать 3 мм в любой плоскости по всей длине проверяемого отрезка.
    
    Уменьшение высоты конуса наконечника не должно превышать 5 мм, а уменьшение его диаметра - 0,3 мм.
    
    5.2.5 Опорно-анкерное устройство должно воспринимать реактивные усилия, возникающие при вдавливании и извлечении зонда.
    
    5.2.6 Основная погрешность измерительных устройств (приборов) должна быть не более:
    
    5% - при измерении прикладываемой нагрузки;
    
    10% - при измерении показателей сопротивления грунта (но не более 5% максимально измеренного значения);
    
    1,0 см - при измерении глубины погружения зонда.
    
    5.2.7 Устройства для измерения показателей сопротивления грунта внедрению зонда могут быть механическими или автоматическими. Возможно применение комбинации этих устройств.
    
    При этом предусматривают регистрацию информации в ходе испытания на диаграммной ленте, в блоке памяти системы регистрации и др.
    
    5.2.9 Измерительные устройства (приборы) необходимо тарировать в соответствии с паспортными данными (но не реже чем через 3 мес.).         

    5.3 Подготовка к испытанию

    
    5.3.1 Подготовку к работе установки для испытания грунта статическим зондированием выполняют в соответствии с требованиями инструкции по ее эксплуатации.
    
    5.3.2 При необходимости проверяют прямолинейность штанг и степень износа наконечника в соответствии с 5.2.4.
    
    5.3.3 Отклонение мачты установки от вертикали не должно превышать 2°.   
         
    5.4 Проведение испытания

    
    5.4.1 Статическое зондирование следует выполнять путем непрерывного вдавливания зонда в грунт, соблюдая порядок операций, предусмотренный инструкцией по эксплуатации установки.
    
    5.4.2 Перерывы в погружении зонда допускаются только для наращивания штанг зонда.
    
    5.4.3 В процессе зондирования необходимо осуществлять постоянный контроль за вертикальностью погружения зонда.
    
    5.4.4 Показатели сопротивления грунта следует регистрировать непрерывно или с интервалами по глубине погружения зонда не более 0,2 м.
    
    5.4.5 Скорость погружения зонда в грунт должна быть (1,2±0,3) м/мин.
    
    5.4.6 Испытание заканчивают после достижения заданной глубины погружения зонда или предельных усилий, приведенных в таблице 1. По окончании испытания зонд извлекают из грунта, а скважину тампонируют.
    
    5.4.7 Регистрацию показателей сопротивления грунта внедрению зонда производят в журнале испытания (приложение Б), на диаграммной ленте или в блоке памяти системы регистрации.     

    5.5 Обработка результатов

    
    По данным измерений, полученных в процессе испытания, вычисляют значения Q (для зонда типа I), q, f ( для зонда типа II)  и строят графики изменения этих величин по глубине зондирования (приложение Г).
    
    

    6 Динамическое зондирование     

    
    6.1 Сущность метода

    6.1.1 Испытание грунта методом динамического зондирования проводят с помощью специальной установки, обеспечивающей внедрение зонда ударным или ударно-вибрационным способом.
    
    6.1.2 При динамическом зондировании измеряют:
    
    глубину погружения зонда h от определенного числа ударов молота (залога) при ударном зондировании;
    
    скорость погружения зонда v при ударно-вибрационном зондировании.
    
    По данным измерений вычисляют условное динамическое сопротивление грунта погружению зонда p.      

    6.2 Оборудование и приборы

    
    6.2.1 В состав установки для испытания грунта динамическим зондированием должны входить:
    
    зонд (набор штанг и конический наконечник);
    
    ударное устройство для погружения зонда (молот или вибромолот);
    
    опорно-анкерное устройство (рама с направляющими стойками);
    
    устройства для измерения глубины погружения зонда или скорости погружения зонда.
    
    6.2.2 В зависимости от значений необходимой удельной энергии зондирования в различных грунтовых условиях и диапазона измеряемого условного динамического сопротивления грунта установки подразделяют в соответствии с таблицей 2.
    
         
Таблица 2     
    

    
    6.2.3 Ударное устройство должно отвечать требованиям, приведенным в таблице 3.
    
    
Таблица 3

    
    6.2.4 Схемы конструкций зондов и их основные параметры приведены в приложении В.
         

    6.3 Подготовка к испытанию

    
    6.3.1 Подготовку к работе установки для испытания грунта динамическим зондированием выполняют в соответствии с требованиями инструкции по ее эксплуатации.
    
    6.3.2 При необходимости проверяют прямолинейность штанг и степень износа наконечника в соответствии с 5.2.4.
    
    6.3.3 Отклонение мачты установки от вертикали не должно превышать 2°.     

    6.4 Проведение испытания

    
    6.4.1 Динамическое зондирование следует выполнять непрерывной забивкой зонда в грунт свободно падающим молотом или вибромолотом, соблюдая порядок операций, предусмотренный инструкцией по эксплуатации установки.
    
    6.4.2 Перерывы в забивке зонда допускаются только для наращивания штанг зонда.
    
    6.4.3 При ударном зондировании следует фиксировать глубину погружения зонда h от определенного числа ударов молота (залога), а при ударно-вибрационном зондировании следует производить автоматическую запись скорости погружения зонда v.
    
    6.4.4 Число ударов в залоге при ударном зондировании следует принимать в зависимости от состава и состояния грунтов в пределах 1-20 ударов, исходя из глубины погружения зонда за залог 10-15 см, определяемой с точностью ±0,5 см.
    
    Примечание - По специальному заданию допускается фиксировать число ударов при погружении зонда на определенный интервал глубины (например, на 10 см).
    
    
    6.4.5 В процессе зондирования необходимо осуществлять постоянный контроль за вертикальностью погружения зонда.
    
    При наращивании звеньев колонну штанг поворачивают вокруг оси по часовой стрелке с помощью штангового ключа. Сопротивление повороту штанг, возникающее в результате трения штанг о грунт, при крутящем моменте до 15 кН·см следует учитывать при обработке результатов испытания по 6.5.2. В случае значительного сопротивления повороту колонны штанг (при крутящем моменте более 15 кН·см), вызванного искривлением скважины, зонд извлекают из грунта и повторяют испытание в новой точке зондирования на расстоянии 2-3 м от прежней.
    
    6.4.6 Испытание заканчивают после достижения заданной глубины погружения зонда или в случае резкого уменьшения скорости погружения зонда (менее 2-3 см за 10 ударов или менее 1 см/с). По окончании испытания зонд извлекают из грунта, а скважину тампонируют.
    
    6.4.7 Регистрацию результатов испытания производят в журнале испытания (приложение Б) или на диаграммной ленте.     

    6.5 Обработка результатов

    
    6.5.1 По данным измерений, полученных в процессе испытания, вычисляют условное динамическое сопротивление грунта p.
    
    6.5.2 При испытании ударным способом значение , МПа, определяют по формуле
    

,                                                                                                        (1)

    
где - удельная энергия зондирования, Н/см, определяемая по таблице 2 в зависимости от типа установки;
    
     - коэффициент учета потерь энергии при ударе молота о наковальню и на упругие деформации штанг, определяемый по таблице 4 в зависимости от типа установки и глубины погружения зонда;
    
     - коэффициент учета потерь энергии на трение штанг о грунт, определяемый в зависимости от усилия при повороте штанг.
    
    При крутящем моменте менее 5 кН·см =1; от 5 до 15 кН·см определяют опытным путем по результатам двух параллельных испытаний ударным зондированием, одно из которых производят обычным способом, а другое в разбуриваемой интервалами скважине. При отсутствии таких данных допускается для ориентировочных расчетов принимать значения К по приложению Д;
    
     - число ударов молота в залоге;
    
     - глубина погружения зонда за залог, см.
    
    
Таблица 4     
    

    
    
    6.5.З При испытании ударно-вибрационным способом значение определяют в соответствии с приложением Е.
    
    6.5.4 По вычисленным значениям строят ступенчатый график изменения условного динамического сопротивления грунта по глубине погружения зонда (приложение Ж). На графике выделяют интервалы, на которых осредняют значения .
         
    

Приложение А
(обязательное)

Термины и определения

    
    Статическое зондирование - процесс погружения зонда в грунт под действием статической вдавливающей нагрузки с измерением показателей сопротивления грунта внедрению зонда.
    
    Динамическое зондирование - процесс погружения зонда в грунт под действием ударной нагрузки (ударное зондирование) или ударно-вибрационной нагрузки (ударно-вибрационное зондирование) с измерением показателей сопротивления грунта внедрению зонда.
    
    Кожух - часть наконечника зонда типа I для статического зондирования, расположенная над конусом.
    
    Муфта трения - часть наконечника зонда типа II для статического зондирования, расположенная над конусом и воспринимающая сопротивление грунта на боковой поверхности.    
    
    Удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда - сопротивление грунта наконечнику (конусу) зонда при статическом зондировании, отнесенное к площади основания наконечника (конуса) зонда.
    
    Удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда - сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда типа II, отнесенное к площади боковой поверхности муфты трения.
    
    Сопротивление грунта на боковой поверхности зонда - сопротивление грунта на боковой поверхности штанг зонда типа I.
    
    Условное динамическое сопротивление грунта - сопротивление грунта погружению зонда при забивке его падающим молотом (вибромолотом).
    
    Залог - число ударов молота, после которых производят измерение глубины погружения зонда.
    
    

ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(рекомендуемое)

ФОРМА ПЕРВОЙ И ПОСЛЕДУЮЩИХ СТРАНИЦ ЖУРНАЛОВ
ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТОВ СТАТИЧЕСКИМ И
ДИНАМИЧЕСКИМ ЗОНДИРОВАНИЕМ

Форма первой страницы журнала

    Организация ___________________________________________________________________________
    
    

Журнал
испытания грунта методом __________________

    
Форма последующих страниц журнала

Журнал
испытания грунта методом статического зондирования

Журнал
испытания грунта методом динамического зондирования

Приложение В
(обязательное)

Схема конструкций зондов

    
                                                                           а)

а - для статического зондирования; б - для динамического зондирования (ударного);

1 - конус; 2 - кожух; 3 - штанга; 4 - муфта трения

Рисунок В.1

Таблица В.1 - Основные параметры зондов для статического зондирования     
    

         

Таблица В.2 - Основные параметры зондов для динамического зондирования     
    

Приложение Г
(рекомендуемое)

Образец графического оформления результатов испытания грунта
методом статического зондирования

а) Тип зонда  I

Графики изменения и по глубине погружения зонда Н

    Масштаб графиков:
    
    по вертикали: для H 1 см - 1 м
    
    по горизонтали:
    
    для 1 см - 2 МПа (1 МПа); 1 см - 0,2 МПа (<1 МПа)
    
    для 1 см - 5 кН     
    

Рисунок Г.1


б) Тип зонда II

Графики изменения и по глубине погружения зонда Н

    Масштаб графиков:
    
    по вертикали: для H 1 см - 1 м
    
    по горизонтали:
    
    для 1 см - 2 МПа (1 МПа); 1 см - 0,2 МПа (<1 МПа)
    
    для 1 см - 20 кПа
    

Рисунок Г.2

Приложение Д
(рекомендуемое)

Коэффициент К учета потерь энергии на трение штанг о грунт

Приложение Е
(рекомендуемое)

Определение условного динамического сопротивления грунта погружению
зонда при ударно-вибрационном зондировании

    
    Значение вычисляют по формуле
    

    ,                                                                                                     (Е.1)

где - коэффициент, учитывающий потери энергии при ударно-вибрационном зондировании;

     - коэффициент, учитывающий параметры применяемого оборудования;

       - скорость погружения зонда при ударно-вибрационном зондировании, м/с.
    
    

    Для параметров оборудования, принятых в таблице 3 настоящего стандарта, =224·10 Н/см.
    
    

Приложение Ж
(рекомендуемое)

Образец графического оформления результатов испытания грунта
методом динамического зондирования

Графики изменения и по глубине погружения зонда Н

    
    
    Масштаб графиков:
    
    по вертикали: для Н 1 см - 1 м
    
    по горизонтали:
    
    для 1 см - 100 ударов
    
    для 1 см - 2,0 МПа
    
    

      1 - номер точки, указывающий число ударов в залоге нарастающим итогом;
    
     - номер интервала осредненного значения

Рисунок Ж.1

Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: ГУП ЦПП, 2001