УДК 624.131.38 : 006.354 Группа Ж39
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ГРУНТЫ
МЕТОДПОЛЕВОГО ИСПЫТАНИЯ СТАТИЧЕСКИМ ЗОНДИРОВАНИЕМ
Soils. Field test method by static sounding
ГОСТ20069-81
Взамен ГОСТ 20069-74
Постановлением Государственного комитета СССР по деламстроительства от 31 декабря 1980г. № 222 срок введения установлен
с 01.011982г.
Несоблюдениестандарта преследуется по закону
РАЗРАБОТАН
Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским институтомоснований и подземных сооружений (НИИОСП) им. Н. М. ГерсевановаГосстроя СССР
Производственным и научно-исследовательским институтом по инженернымизысканиям в строительстве (ПНИИИС) Госстроя СССР
Государственным институтом по проектированию оснований и фундаментов«Фундаментпроект» Минмонтажспецстроя СССРНаучно-исследовательским институтом промышленного строительства(НИИпромстрой) Минпромстроя СССР
ИСПОЛНИТЕЛИ
Л.Г. Мариупольский, канд. техн. наук; Ю.Г. Трофименков,канд. техн. наук (руководители темы); Б.И. Кулачкин, канд.техн. наук; Б.В. Бахолдин, канд. техн. наук; Л.С.Амарян, д-р техн. наук; А.В. Васильев, канд.геол.-минер. наук; Ю.Ф. Якимов; А.А. Шерман; И.А.Матяшевич; Б.В. Гончаров, д-р техн. наук; И.Б.Рыжков, канд. техн. наук; И.Д. Демин
ВНЕСЕН Ордена Трудового Красного Знаменинаучно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР
Зам. директора В. И. Ильичев
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ ПостановлениемГосударственного комитета СССР по деламстроительства от 31 декабря 1980г. № 222
Настоящий стандарт распространяется на песчаные и глинистыегрунты и устанавливает метод полевого испытания их статическимзондированием при инженерно-геологических исследованиях длястроительства.
Стандарт не распространяется на грунты: песчаные и глинистые,содержащие частицы крупнее 10 мм более25% по массе, всех видов в мерзлом состоянии, исследуемыестатическим зондированием с одновременным замачиванием.
Определения основных терминов, применяемых в настоящем стандарте,приведены в справочном приложении 1.
1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Статическое зондирование следуетпроизводить путем вдавливания в грунт зонда с одновременнымизмерением непрерывно (или через заданные интервалы по глубине)значений сопротивления грунта под наконечником и на боковойповерхности зонда.
1.2. Метод полевых испытаний грунтов статическимзондированием следует применять самостоятельно или в сочетании сдругими видами инженерно-геологических исследований для:
выделения инженерно-геологических элементов (толщины слоев илинз, границ распространения грунтов различного состава и состояния);
оценки пространственной изменчивости состава и свойств грунтов;
определения глубины залегания кровли скальных и крупнообломочныхгрунтов;
оценкивозможности забивки свай и определения глубины их погружения;
определения данных для расчета свайных фундаментов (сопротивлениягрунта под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности);
приближеннойколичественной оценки физико-механических характеристикгрунтов (плотности, сопротивления срезу, модуля деформации и др.);
определениястепени уплотнения и упрочнения грунтов во времени;
выборамест расположения опытных площадок и отбора образцов грунтов длядетального изучения их физико-механических свойств.
1.3.В результате полевых испытаний грунтов статическим зондированиемопределяют:
удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда q3,МПа(кгс/см2);
сопротивление грунта на боковой поверхности зонда Q3,кН (тс), или удельное сопротивление грунта на участке боковойповерхности (муфте трения) зонда f3,кПа (кгс/см2).
1.4. Глубина зондирования и расположение точекзондирования в плане должны определяться заданием на проведениеинженерно-геологическихисследований грунтов.
2.ОБОРУДОВАНИЕ
2.1.Для испытания грунтов статическим зондированием должныприменяться установки, состоящие из следующих основных узлов:
зонда(наконечника и штанги);
устройствадля вдавливания и извлечения зонда;
опорно-анкерногоустройства;
измерительногоустройства.
2.2.В зависимости от конструкции наконечника зонды подразделяются натри типа, приведенные в рекомендуемом приложении2:
I- зонд с наконечником из конуса и кожуха;
II- зонд с наконечником из конуса муфты трения;
III - зонд снаконечником из конуса, муфты трения и уширителя.
2.3. Площадь основания конуса зондов всех типовдолжна составлять 10 см2,а величина угла при вершине конуса - 60°.
2.4.Наружный диаметр муфты трения должен быть равным диаметруоснования конуса, а длина муфты трения - 310 мм.
2.5. Наконечники зондов типов IIи III должны иметь надмуфтой трения цилиндрическую часть длиной не менее72 мм и наружным диаметром, равным диаметру муфты трения.
2.6.Наружный диаметр штанги зонда типа I должен бытьравен 36 мм, а зондов типов IIи III - назначается изконструктивных соображений,но принимается не более 55 мм.
Длиназвеньев штанги должна быть не менее 800 мм.
2.7. Устройство для вдавливания и извлечениязонда должно обеспечиватьперемещение зонда в грунте. В зависимости от максимальныхусилий, развиваемых при вдавливании и извлечении зонда, установки длястатического зондирования подразделяются в соответствии с табл. 1.
Таблица1
Наибольшее усилие вдавливанияи извлечения зонда, кН (тс) | Установкадля статического зондирования |
До50 (5) включ. | Легкая |
Св. 50 (5)до 100 (10) включ. | Средняя |
100(10) | Тяжелая |
2.8.Опорно-анкерное устройство должно воспринимать реактивныеусилия, возникающие при вдавливании и извлечении зонда.
2.9.Измерительное устройство, состоящее из датчиков сопротивлениягрунта вдавливанию зонда, канала связи и регистрирующихприборов, применяется двух типов:
механическое,у которого сопротивление грунта вдавливанию зонда измеряетсярегистрирующими приборами, связанными с зондом;
электрическое,у которого сопротивление грунта вдавливанию зонда преобразуется вэлектрический сигнал и по каналу связи подается на регистрирующиеприборы.
Допускаетсяприменять комбинации указанных типов измерительных устройств.
2.10.На регистрирующих приборах должны фиксироваться измеряемыепоказатели сопротивления грунта вдавливанию конуса зонда в диапазонахне менее указанных в табл. 2.
Таблица2
Показателисопротивления грунта вдавливанию конуса зонда | |||
Установкадля статического зондирования | Удельное сопротивлениегрунта под наконечником (конусом) зонда q3,МПа (кгс/см2) | Сопротивлениегрунта на боковой поверхности зонда Q3,кН (тс) | Удельное сопротивление грунтана участке боковой поверхности (муфте трения)зонда f3,кПа (кгс/см2) |
Легкая | 0,5-10(5-100) | 0,5-10(0,05-1) | 2-100(0,02-1) |
Средняя | 1-30(10-300) | 1-30(0,1-3) | 5-200(0,05-2) |
Тяжелая | 1-50(10-500) | 2-60(0,2-6) | 10-500(0,1-5) |
2.11.Класс точности регистрирующих приборов должен быть не ниже1,5.
Основная погрешность измерительного устройства d,%, должна удовлетворять условию
d£(5+Pmax/Px),
где Px- значение измеряемой величины;
Рmax- максимальное значение измеряемой величины.
3.ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ
3.1. Поверку установки (оборудования) длястатического зондированиянадлежит проводить согласно инструкции по ее эксплуатации,выдаваемой предприятием-изготовителем установки (оборудования), приполучении с завода и перед выездом на полевые работы, но не режеодного раза в 3 мес, а также после выявленияи устранения неисправностей оборудования или заменыего деталей. Результаты поверок надлежит оформлять актом.
3.2.Прямолинейность и степень износа зонда необходимо проверятьпериодически, но не реже чем через 15 точекзондирования.
Прямолинейность зонда надлежит проверять путем сборки его звеньев вотрезки длиной не менее 3м. При этом отклоненияот прямой линии в любой плоскости не должны превышать5мм на 3м по всей длине проверяемогоотрезка зонда.
Уменьшениевысоты конуса наконечника зонда при максимальном его износе недолжно превышать 5мм, а диаметра -0,3мм.
3.3.Подготовку к работе установки для статического зондированияследует выполнять в соответствии с требованиями инструкции по ееэксплуатации.
3.4.Точки зондирования необходимо выносить в натуру геодезическимиметодами и закреплять на местности временными знаками.
Планово-высотная привязка точек зондирования должнаконтролироваться после проведения зондирования.
3.5. В случаях невозможности (по условиямприродного рельефа) расположить установку на точке зондированиядолжна производиться вертикальная планировка площадки.
3.6. Отклонение мачты установки для статическогозондирования от вертикали не должно превышать 5°.
4.ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
4.1. Порядок операций в процессе проведенияполевых испытаний грунта должен соответствовать предусмотренномуинструкцией по эксплуатации установки для статическогозондирования.
4.2. Показатели статического зондирования грунтав процессе вдавливания зонда необходимо регистрироватьнепрерывно либо с интервалом по глубине не более0,2м.
4.3. Скорость погружения зонда в грунт должнабыть (1,0±0,3) м/мин.
4.4.Испытание грунта следует заканчивать после достижения заданнойглубины или предельных усилий на зонд.
4.5. Регистрацию результатов испытаний грунтовстатическим зондированием следует производить в «Журналестатического зондирования» (рекомендуемое приложение3) или на диаграммной ленте.
4.6. После окончания испытания грунтазондировочную скважину надлежит тампонировать грунтом изакреплять знаком с соответствующей маркировкой (номер точкииспытаний, организация), а также очистить площадку от мусора ивосстановить почвенно-растительный слой в местах, где он былнарушен в результате производства работ по зондированию.
5.ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Результаты статического зондированияследует оформлять в виде графиков изменения по глубине показателейзондирования, приведенных в рекомендуемом приложении4, составляемых по данным «Журнала статическогозондирования» или по диаграммным лентам, полученным приавтоматической записи результатов зондирования (если записьведется не в масштабе, предусмотренном п. 5.2).
5.2.Масштаб графиков статического зондирования следует принимать:
по вертикали - 1 см награфике равен 1м глубины зондирования:
погоризонтали - 1 см награфике равен:
2 МПа (20 кгс/см2)удельного сопротивления грунта под наконечником (конусом) зонда,если это сопротивление равно или более 1 МПа(10 кгс/см2);
0,2 МПа (2 кгс/см2)удельного сопротивления грунта под наконечником (конусом) зонда,если это сопротивление менее 1 МПа (10кгс/см2);
5 кН (500 кгс)сопротивления грунта на боковой поверхности зонда;
20 кПа (0,2 кгс/см2)удельного сопротивления грунта на участке боковой поверхности зонда(муфте трения).
Допускается изменение масштабов графиков при обязательном сохранениисоотношения между указанными выше масштабами вертикальных игоризонтальных координат.
5.3. Графики статического зондирования следует,как правило, совмещать с инженерно-геологическими колонками горныхвыработок, расположенных вблизи (не далее 5м)от точки испытания статическим зондированием, и синженерно-геологическими разрезами.
ПРИЛОЖЕНИЕ1
Справочное
ТЕРМИНЫИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Термин | Определение |
Статическоезондирование | Процесс погружения зонда вгрунт статической вдавливающейнагрузкой с измерением показателей сопротивлениягрунта |
Точка испытаний(зондирования) | Пункт(точка), в котором планируется или проведено испытание грунтов |
Зонд | Устройство,воспринимающее сопротивление грунта в процессевдавливания |
Измерительное устройство | Устройство,преобразующее сопротивление грунта в механический илиэлектрический сигнал |
Устройство для вдавливанияи извлечения зонда | Силовоеустройство механического, гидравлического илипневматического действия |
Опорно-анкерное устройство | Конструкция,на которой размещено устройство для вдавливания иизвлечения зонда |
Штанга | Частьзонда, служащая для передачи усилия от устройства для вдавливанияк извлечения |
Наконечник | Нижняя часть зонда |
Конус | Нижняя часть наконечника,воспринимающая сопротивление грунта |
Муфта трения | Частьнаконечника зонда типов IIили III,расположенная между конусом и штангой и воспринимающаясопротивление грунта на боковой поверхности |
Кожух | Часть наконечника зондатипа I, расположенная между конусом иштангой |
Канал связи | Устройство,служащее для передачи сигналаот зонда к регистрирующим приборам |
Регистрирующий прибор | Прибор, фиксирующийпоказатели сопротивлениягрунта |
Удельноесопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда | Сопротивление грунтанаконечнику (конусу) зонда, отнесенноек площади основания наконечника (конуса) зонда |
Сопротивлениегрунта на боковой поверхности зонда | Сопротивлениегрунта на боковой поверхности штанги зонда типаI |
Удельноесопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфтетрения) зонда | Сопротивлениегрунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда типовIIили III, отнесенное к площади боковойповерхности муфты трения |
ПРИЛОЖЕНИЕ2
Рекомендуемое
Схемаконструкций зондов
1- конус; 2- кожух;3- штанга; 4- муфта трения;5- уширитель.
ПРИЛОЖЕНИЕ3
Рекомендуемое
(Перваястраница журнала)
Организация____________________________________________
Экспедиция____________________________________________
Партия(отряд)__________________________________________
Дататекущей поверки установки____________________________
ЖУРНАЛ№
СТАТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ГРУНТОВ
Объект________________________________________________
Участок_______________________________________________
Заказ№_______________________________________________
Датавыполнения работ: Точки зондирования №
начало"____" _________________19____г.
окончание"____" _______________19_____г.
Начальникэкспедиции___________________________________
(инициалы,фамилия)
Начальникпартии (отряда)________________________________
(инициалы,фамилия)
Старшийгеолог_________________________________________
(инициалы,фамилия)
Установкадля статического зондирования___________________
(тип)
Измерительноеустройство и приборы_______________________
(типы)
Зонд__________________________________________________
(тип)
Устройстводля вдавливания и извлечения зонда_______________
(тип)
Максимальноеусилие погружения и извлечения зонда ____ кН(тс)
Наличиедефектов установки и ее отдельных узлов____________
_____________________________________________________
Нашедшегожурнал просим вернуть по адресу:_______________
(Последующиестраницы журнала)
Точка зондирования №_______________________________ Дата выполненияработ: начало "____"____________19____г. | Схема расположенияточки №____ |
окончание"____" ___________19____г. Местоположение____________________________________ Элементы рельефа___________________________________ Координаты точки №_____:Х=___________________________Y=___________________________ Абсолютная отметка точки №______Н=_______________ м Конечная глубина зондирования _____________________ м Расстояние до ближайшей выработки__________________м |
Глубиназондирования, м | Сопротивление грунта попоказаниям шкалы измерительного прибора | Удельное сопротивлениегрунта под наконечником зонда | Общеесопротивление грунта, | Сопротивление грунта набоковой поверхности | Удельноесопротивление на участке боковой поверхности(муфте трения) | Примечание | |
поднаконечником | набоковой поверхности | МПа(кгс/см2) | кН(тс) | зонда, кН (тс) | зонда, кПа (кгс/см2) | ||
1 | 2 | 3 | 4 | Б | 6 | 7 | 8 |
(Последняя страница журнала)
В журнале пронумеровано____ стр. Заполнено___________ стр."_____" ___________________19___г.
Исполнитель____________________________________________________________________________
(должность, подпись, инициалы,фамилия)
Журналпроверен"___"___________19___г.___________________________________________________
(должность, подпись, инициалы,фамилия)
Замечания_______________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
Журнал принят "____"_______________________19_____г.Начальник экспедиции (партии) __________
(подпись)
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Рекомендуемое
Образец графического оформления результатовстатического зондирования