Что такое штамповые испытания и зачем они нужны?
Любое построенное здание через некоторое время начинает уплотнять грунт, на котором стоит - давать усадку. Нужно чтобы она не была больше естественной. Иначе объект просядет, стены дадут трещины, последует разрушение. Чтобы подобное не произошло, применяют штамповые испытания, дающие представление о деформациях, происходящих в грунтах при нагрузке зданием. До них нужно провести инженерно-геологические изыскания грунтов участка и подземных вод в них, спроектировать на плане будущий объект, установив его параметры, конфигурацию, подсчитав величину оказываемого им давления на грунт.
При помощи какого устройства проводят штамповые испытания?
Штамповые испытания точно соответствуют требованиям, изложенным в Межгосударственном Стандарте испытания грунтов. Они проводятся в песчаных, глинистых, рыхлых, слабо удерживающих нагрузку грунтах. Для этого делается шурф или пробуривается скважина стандартного диаметра. При этом глубина скважины не может быть более 30-ти метров. Параметры шурфа должны соответствовать размерам штампа. Учитывается уровень залегания подземных вод. Если вода неглубоко - эффективнее шурф. При низком положении штамповые испытания проводят в скважине.
Штамповое устройство имеет следующие составляющие:
- штамп;
- гидравлический домкрат;
- индикаторную установку;
- продольную упорную балку;
- винтовые анкерные сваи.
Как проводятся штамповые испытания?
При помощи анкерных свай и домкрата подается нагрузка на штамп. Это происходит без рывков, плавно, в несколько этапов. Обычно, на каждый слой грунта требуется до четырех ступеней увеличения нагрузки, исчисляемой в сотых долях мегапаскалей. Показания усадки грунта снимаются через определенные промежутки времени, фиксируются в журнале. Вначале грунт под штампом уплотняется, потом сдвигается, деформируется, разрушается. На график наносятся полученные измерительным прибором значения на разных стадиях деформации. Если штамповые испытания проведены правильно, то в начале графика будет прямая наклонная линия – она соответствует нарастанию нагрузки на штамп. В критичной точке она станет опускаться вниз, что говорит о резком снижении плотности грунта. По окончании погружения штампа его плавно подымают вверх в несколько этапов. На каждом из них около шестидесяти минут следят, насколько быстро грунт восстанавливается.
Графики, построенные геологами, позволяют вычислить коэффициенты, модули изменения давления и других характеристик грунтов под нагрузкой. Штамповые испытания, проведенные таким методом очень трудоемки. На них требуется много времени, средств. Однако в слабых, рыхлых грунтах они наиболее пригодны.
Во время возведения сооружения, после заливки фундамента, почва уплотняется, предупреждая дальнейшую усадку. На участок завозят подсыпку – грунт большей плотности, чем на территории строительства. На границе дома и земли устанавливают штамп. Он тестирует плотность грунта. Если она недостаточна, его подсыпают, трамбуют.
Прессиометрия - вид штампового испытания
В скальных, полускальных, частично глинистых грунтах, которые способны немного осыпаться, штамповые испытания можно проводить в глубоких, до 50-ти метров скважинах. Используются прессиометрические испытания - нагнетание давления в эластичную камеру или жесткий штамп, опускаемый в скважину небольшого диаметра. Оно создается при помощи газа, воды, масла, раздвигающихся лопастей. Прессиометр измеряет давление, создающееся в деформированных пластах пород. Этот метод позволяет выполнить изыскания быстро, около часа времени. Он не такой затратный, как вышеописанный.
Статическое и динамическое зондирование, как виды штамповых испытаний
Статическое и динамическое зондирование проводится при помощи конусообразного наконечника на наборной штанге. Она вкручивается или вбивается в грунт. Наконечник при этом вбирает в себя породу, которую можно исследовать. Метод быстрый и дешевый. Однако он не дает полноты картины и применяется тогда, когда другие методы использовать невозможно.