ГОСТ 20069-81
УДК 624.131.38 : 006.354 Группа Ж39
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ГРУНТЫ
МЕТОД ПОЛЕВОГО ИСПЫТАНИЯ СТАТИЧЕСКИМ ЗОНДИРОВАНИЕМ
Soils. Field test method by static sounding
ГОСТ 20069-81
Взамен ГОСТ 20069-74
Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 31 декабря 1980 г. № 222 срок введения установлен
с 01.01 1982 г.
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
РАЗРАБОТАН
Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений (НИИОСП) им. Н. М. Герсеванова Госстроя СССР
Производственным и научно-исследовательским институтом по инженерным изысканиям в строительстве (ПНИИИС) Госстроя СССР
Государственным институтом по проектированию оснований и фундаментов «Фундаментпроект» Минмонтажспецстроя СССР Научно-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 Знамени научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР
Зам. директора В. И. Ильичев
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 31 декабря 1980 г. № 222
Настоящий стандарт распространяется на песчаные и глинистые грунты и устанавливает метод полевого испытания их статическим зондированием при инженерно-геологических исследованиях для строительства.
Стандарт не распространяется на грунты: песчаные и глинистые, содержащие частицы крупнее 10 мм более 25% по массе, всех видов в мерзлом состоянии, исследуемые статическим зондированием с одновременным замачиванием.
Определения основных терминов, применяемых в настоящем стандарте, приведены в справочном приложении 1 .
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Статическое зондирование следует производить путем вдавливания в грунт зонда с одновременным измерением непрерывно (или через заданные интервалы по глубине) значений сопротивления грунта под наконечником и на боковой поверхности зонда.
1.2. Метод полевых испытаний грунтов статическим зондированием следует применять самостоятельно или в сочетании с другими видами инженерно-геологических исследований для:
выделения инженерно-геологических элементов (толщины слоев и линз, границ распространения грунтов различного состава и состояния);
оценки пространственной изменчивости состава и свойств грунтов;
определения глубины залегания кровли скальных и крупнооб ломочных грунтов;
оценки возможности забивки свай и определения глубины их погружения;
определения данных для расчета свайных фундаментов (сопротивления грунта под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности);
приближенной количественной оценки физико-механических характеристик грунтов (плотности, сопротивления срезу, модуля деформации и др.);
определения степени уплотнения и упрочнения грунтов во времени;
выбора мест расположения опытных площадок и отбора образцов грунтов для детального изучения их физико-механических свойств.
1.3. В результате полевых испытаний грунтов статическим зондированием определяют:
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 боковой поверхности (муфте трения) зонда f3 , кПа (кгс/см2 ).
1.4. Глубина зондирования и расположение точек зондирования в плане должны определяться заданием на проведение инженерно-геоло гических исследований грунтов.
2. ОБОРУДОВАНИЕ
2.1. Для испытания грунтов статическим зондированием должны применяться установки, состоящие из следующих основных узлов:
зонда (наконечника и штанги);
устройства для вдавливания и извлечения зонда;
опорно-анкерного устройства;
измерительного устройства.
2.2. В зависимости от конструкции наконечника зонды подразделяются на три типа, приведенные в рекомендуемом приложении 2:
I - зонд с наконечником из конуса и кожуха;
II - зонд с наконечником из конуса муфты трения;
III - зонд с наконечником из конуса, муфты трения и уширителя.
2.3. Площадь основания конуса зондов всех типов должна составлять 10 см2 , а величина угла при вершине конуса - 60°.
2.4. Наружный диаметр муфты трения должен быть равным диа метру основания конуса, а длина муфты трения - 310 мм.
2.5. Наконечники зондов типов II и III должны иметь над муфтой трения цилиндрическую часть длиной не менее 72 мм и наружным диаметром, равным диаметру муфты трения.
2.6. Наружный диаметр штанги зонда типа I должен быть равен 36 мм, а зондов типов II и III - назначается из конструктивных сооб ра же ний, но принимается не более 55 мм.
Длина звеньев штанги должна быть не менее 800 мм.
2.7. Устройство для вдавливания и извлечения зонда должно обес печивать перемещение зонда в грунте. В зависимости от максимальных усилий, развиваемых при вдавливании и извлечении зонда, установки для статического зондирования подразделяются в соответствии с табл. 1.
Таблица 1
Наибольшее усилие вдавливания и извлечения зонда, кН (тс) |
Установка для статического зондирования |
До 50 (5) включ. |
Легкая |
Св. 50 (5) до 100 (10) включ. |
Средняя |
100 (10) |
Тяжелая |
2.8. Опорно-анкерное устройство должно воспринимать реактивные усилия, возникающие при вдавливании и извлечении зонда.
2.9. Измерительное устройство, состоящее из датчиков сопротивления грунта вдавливанию зонда, канала связи и регистрирующих приборов, применяется двух типов:
механическое, у которого сопротивление грунта вдавливанию зонда измеряется регистрирующими приборами, связанными с зондом;
электрическое, у которого сопротивление грунта вдавливанию зонда преобразуется в электрический сигнал и по каналу связи подается на регистрирующие приборы.
Допускается применять комбинации указанных типов измерительных устройств.
2.10. На регистрирующих приборах должны фиксироваться измеряемые показатели сопротивления грунта вдавливанию конуса зонда в диапазонах не менее указанных в табл. 2.
Таблица 2
|
Показатели сопротивления грунта вдавливанию конуса зонда |
||
Установка для статического зондирования |
Удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда q 3 , МПа (кгс/см2 ) |
Сопротивление грунта на боковой поверхности зонда Q3 , кН (тс) |
Удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда f 3 , 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 ниже 1,5.
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) для статического зонди рования надлежит проводить согласно инструкции по ее эксплуатации, выдаваемой предприятием-изготовителем установки (оборудования), при получении с завода и перед выездом на полевые работы, но не реже одного раза в 3 мес, а также после выявления и устранения неисправностей оборудования или замены его деталей. Результаты поверок надлежит оформлять актом.
3.2. Прямолинейность и степень износа зонда необходимо проверять периодически, но не реже чем через 15 точек зондирования.
Прямолинейность зонда надлежит проверять путем сборки его звеньев в отрезки длиной не менее 3 м. При этом отклонения от прямой линии в любой плоскости не должны превышать 5 мм на 3 м по всей длине проверяемого отрезка зонда.
Уменьшение высоты конуса наконечника зонда при максимальном его износе не должно превышать 5 мм, а диаметра - 0,3 мм.
3.3. Подготовку к работе установки для статического зондирования следует выполнять в соответствии с требованиями инструкции по ее эксплуатации.
3.4. Точки зондирования необходимо выносить в натуру геодезическими методами и закреплять на местности временными знаками.
Планово-высотная привязка точек зондирования должна контролироваться после проведения зондирования.
3.5. В случаях невозможности (по условиям природного рельефа) расположить установку на точке зондирования должна производиться вертикальная планировка площадки.
3.6. Отклонение мачты установки для статического зондирования от вертикали не должно превышать 5°.
4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
4.1. Порядок операций в процессе проведения полевых испытаний грунта должен соответствовать предусмотренному инструкцией по эксплуатации установки для статического зондирования.
4.2. Показатели статического зондирования грунта в процессе вдавливания зонда необходимо регистрировать непрерывно либо с интервалом по глубине не более 0 ,2 м.
4.3. Скорость погружения зонда в грунт должна быть (1,0±0,3) м/мин.
4.4. Испытание грунта следует заканчивать после достижения заданной глубины или предельных усилий на зонд.
4.5. Регистрацию результатов испытаний грунтов статическим зондированием следует производить в «Журнале статического зондирования» (рекомендуемое приложение 3) или на диаграммной ленте.
4.6. После окончания испытания грунта зондировочную скважину надлежит тампонировать грунтом и закреплять знаком с соответствующей маркировкой (номер точки испытаний, организация), а также очистить площадку от мусора и восстановить почвенно-растительный слой в местах, где он был нарушен в результате производства работ по зондированию.
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Результаты статического зондирования следует оформлять в виде графиков изменения по глубине показателей зондирования, приведенных в рекомендуемом приложении 4, составляемых по данным «Журнала статического зондирования» или по диаграммным лентам, полученным при автоматической записи результатов зондирования (если запись ведется не в масштабе, предусмотренном п. 5.2).
5.2. Масштаб графиков статического зондирования следует принимать:
по вертикали - 1 см на графике равен 1 м глубины зондирования:
по горизонтали - 1 см на графике 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 (10 кгс/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 сохранении соотношения между указанными выше масштабами вертикальных и горизонтальных координат.
5.3. Графики статического зондирования следует, как правило, совмещать с инженерно-геологическими колонками горных выработок, расположенных вблизи (не далее 5 м) от точки испытания статическим зондированием, и с инженерно-геологическими разрезами.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Термин |
Определение |
Статическое зондирование |
Процесс погружения зонда в грунт статической вдавливающей нагрузкой с измерением показателей сопротивления грунта |
Точка испытаний (зондирования) |
Пункт (точка), в котором планируется или проведено испытание грунтов |
Зонд |
Устройство, воспринимающее сопротивление грунта в процессе вдавливания |
Измерительное устройство |
Устройство, преобразующее сопротивление грунта в механический или электрический сигнал |
Устройство для вдавливания и извлечения зонда |
Силовое устройство механического, гидравлического или пневматического действия |
Опорно-анкерное устройство |
Конструкция, на которой размещено устройство для вдавливания и извлечения зонда |
Штанга |
Часть зонда, служащая для передачи усилия от устройства для вдавливания к извлечения |
Наконечник |
Нижняя часть зонда |
Конус |
Нижняя часть наконечника, воспринимающая сопротивление грунта |
Муфта трения |
Часть наконечника зонда типов II или III, расположенная между конусом и штангой и воспринимающая сопротивление грунта на боковой поверхности |
Кожух |
Часть наконечника зонда типа I, расположенная между конусом и штангой |
Канал связи |
Устройство, служащее для передачи сигна ла от зонда к регистрирующим приборам |
Регистрирующий прибор |
Прибор, фиксирующий показатели сопроти в ления грунта |
Удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда |
Сопротивление грунта наконечнику (конусу) зонда, отнесенное к площади основания наконечника (конуса) зонда |
Сопротивление грунта на боковой поверхности зонда |
Сопротивление грунта на боковой поверхности штанги зонда типа I |
Удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда |
Сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда типов II или III, отнесенное к площади боковой поверхности муфты трения |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое
Схема конструкций зондов
1 - конус; 2 - кожух; 3 - штанга; 4 - муфта трения; 5 - уширитель.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое
(Первая страница журнала)
Организация____________________________________________
Экспедиция ____________________________________________
Партия (отряд)__________________________________________
Дата текущей поверки установки____________________________
ЖУРНАЛ №
СТАТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ГРУНТОВ
Объект________________________________________________
Участок_______________________________________________
Заказ №_______________________________________________
Дата выполнения работ: Точки зондирования №
начало "____" _________________19____г.
окончание "____" _______________19_____г.
Начальник экспедиции___________________________________
(инициалы, фамилия)
Начальник партии (отряда)________________________________
(инициалы, фамилия)
Старший геолог_________________________________________
(инициалы, фамилия)
Установка для статического зондирования___________________
(тип)
Измерительное устройство и приборы_______________________
(типы)
Зонд__________________________________________________
(тип)
Устройство для вдавливания и извлечения зонда_______________
(тип)
Максимальное усилие погружения и извлечения зонда ____ кН(тс)
Наличие дефектов установки и ее отдельных узлов____________
_____________________________________________________
Нашедшего журнал просим вернуть по адресу:_______________
(Последующие страницы журнала)
Точка зондирования № _______________________________ Дата выполнения работ: начало "____" ____________19____г. |
Схема расположения точки №____ |
окончание "____" ___________19____г. Местоположение____________________________________ Элементы рельефа_________________________________ __ Координаты точки № _____: Х=___________________________ Y= ________________________ ___ Абсолютная отметка точки № ______ Н=_______________ м Конечная глубина зондирования _____________________ м Расстояние до ближайшей выработки________________ __ м
|
|
Глубина зондирования, м |
Сопротивление грунта по показаниям шкалы измерительного прибора |
Удельное сопротивление грунта под наконечником зонда |
Общее сопротивление грунта, |
Сопротивление грунта на боковой поверхности |
Удельное сопротивление на участке боковой поверхности (муфте трения) |
Примечание |
|
|
под наконечником |
на боковой 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)
Журнал проверен "___"___________19 ___г.___________________________________________________
(должность, подпись, инициалы, фамилия)
Замечания_______________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
Журнал принят "____"__________________ _____19_____ г. Начальник экспедиции (партии) __________
(подпись)
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Рекомендуемое
Образец графического оформления результатов статического зондирования