Испытания грунтов штампом проводят для определения деформационных характеристик грунтов перед проектированием, строительством или при контроле качества уплотнения грунтов.
Мы рассмотрим этот процесс на примере строящегося путепровода через ул. Нефтяную на 8 этапе трассы Таврида. Здесь выполнялись испытания грунта перед бетонированием первой сваи устойной опоры.
В ходе испытаний определяют модуль деформации, начальное просадочное давление, относительную деформацию просадочности основания. Деформационные характеристики грунтов необходимы при расчетах оснований по второй группе предельных состояний.
Испытания проводят следующим образом: круглый, плоский или винтовой штамп (в нашем случае это трубчатая конструкция, состоящая из отдельных секций) нагружается поэтапно с помощью домкрата. В нашем случае домкрат упирается в специальную балку, которая приваривается к обсадной трубе. Нагрузка при проведении испытаний увеличивается ступенями. Величины нагрузки и длительность выдержки на каждой ступени указаны в специально разработанной программе испытаний.
Стенд смонтирован. Для избежания извлечения обсадной трубы применен пригруз в виде буровой установки массой около 90 т.
На каждой ступени нагружения с помощью индикаторов часового типа замеряется вертикальное перемещение штампа (деформация основания), соответствующее величине нагрузки на данной ступени. Величина давления устанавливается по манометру на домкрате. Нагрузка ступенчато увеличивается, затем так же ступенчато снимается. Такие испытания могут длиться 8 и более часов.
Данные обрабатываются, заносятся в журнал. По полученным данным строится график зависимости осадки штампа от давления.
В результате определяется модуль деформации грунта в МПа.
Модуль деформации возможно определить тремя методами:
- компрессионные испытания;
- испытания трехосным сжатием;
- полевые испытания штампом.
Компрессионные сжатия выполняют в лабораторных условиях. Для более точного определения характеристик грунта и для проверки правильности выбора проектных решений выполняют полевые испытания штампом.
Штамповые испытания позволяют избежать перерасхода материалов при проектировании фундаментов за счет получения более точных данных о характеристиках грунта.
С помощью штампов можно так же моделировать реальные нагрузки от зданий и сооружений.
Более подробно с методикой проведения испытаний и расчетов можно ознакомиться в соответствующих документах:
- ГОСТ 20276-2012 "Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости"
- СТП 7.3.3-82-2009 "Определение модуля деформации грунтов методом нагружения штампа". М.: ГУП "Мосгоргеотрест", 2009.
- ГОСТ 30672-2012 "Грунты. Полевые испытания. Общие положения".
