ГОСТ 19912-2001 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием.
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
Наименование государства | Наименование органа государственного управления строительством |
Азербайджанская Республика | Госстрой Азербайджанской Республики |
Республика Армения
| Министерство градостроительства Республики Армения |
Республика Казахстан | Казстройкомитет |
Республика Молдова | Министерство экологии и благоустройства территорий Республики Молдова
|
Российская Федерация | Госстрой России |
Республика Узбекистан | Госархитектстрой Республики Узбекистан |
Украина | Госстрой Украины |
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:
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
Тип установки | Предельное усилие вдавливания и извлечения | Диапазоны показателей сопротивления грунта | ||
| зонда, кН
| q , МПа | f , кПа | Q , кН |
Легкая |
До 50 включ. |
0,5-10 |
2-100 |
0,5-10 |
Средняя | Св. 50 до 100 включ. | 1-30 | 5-200 | 1-30 |
Тяжелая | Св. 100 | 1-50 | 10-500 | 2-60 |
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
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.
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
Тип установки | Удельная энергия зондирования А, Н/см | Условное динамическое сопротивление грунта р , МПа |
Легкая | 280 | До 0,7 включ. |
Средняя | 1120 | Св.0,7 до 17,5 включ. |
Тяжелая | 2800 | Св.17,5 |
Примечания
| ||
1 Предварительное определение условного динамического сопротивления грунта для выбора типа установки производят по фондовым материалам, данным испытаний в первых точках зондирования или по данным бурения.
| ||
2 При испытании грунтов в стесненных условиях возможно применение малогабаритных установок при наличии данных сопоставительных испытаний на стандартных установках. | ||
6.2.3 Ударное устройство должно отвечать требованиям, приведенным в таблице 3.
Таблица 3
Характеристика оборудования | Ударное зондирование установкой | Ударно- вибрационное зондирование | ||
| легкой | средней | тяжелой |
|
Масса молота (вибромолота), кг | 30 | 60 | 120 | 350 |
Высота падения молота, см | 40 | 80 | 100 | - |
Максимальный ход ударной части, см | - | - | - | 13,5 |
Момент массы дебалансов, кг·см | - | - | - | 200 |
Частота ударов, уд/мин | 20-50 | 15-30 | 15-30 | 300-1200 |
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
Таблица 4
Глубина погружения зонда, м | Коэффициент при установке | ||
| легкой | средней | тяжелой |
Св.0,5 до 1,5 включ. | 0,49 | 0,62 | 0,72 |
" 1,5 " 4,0 " | 0,43 | 0,56 | 0,64 |
" 4,0 " 8,0 " | 0,37 | 0,48 | 0,57 |
" 8,0 " 12,0 " | 0,32 | 0,42 | 0,51 |
" 12,0 " 16,0 " | 0,28 | 0,37 | 0,46 |
" 16,0 " 20,0 " | 0,25 | 0,34 | 0,42 |
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 __________________
Объект (пункт) ___________________________________________________________
|
Сооружение ___________________________________________________________
|
Дата проведения испытания: начало ________________________________________________ |
окончание _____________________________________________ |
Точки зондирования N ____________________________________________________________ |
Тип установки ___________________________________________________________
|
_ |
Тип зонда _______________________________________________________________________ |
Измерительные устройства и приборы (тип и номер) ___________________________________ |
________________________________________________________________________________ |
________________________________________________________________________________ |
Форма последующих страниц журнала
Журнал
испытания грунта методом статического зондирования
Точка зондирования N _______________ | Схема расположения точки |
Дата проведения испытания: начало _________________
окончание ______________ |
|
Координаты точки: Х= __________________
Y= __________________ Абсолютная отметка точки __________________ м
Глубина зондирования ___________ м
Расстояние до ближайшей выработки _____________ м |
|
Глубина погружения зонда, см | Сопротивление грунта по показаниям измерительного прибора | Удельное сопротивле- ние грунта под наконеч- ником | Удельное сопротив- ление на муфте трения | Общее сопротив- ление грунта Q, кН | Общее сопротив- ление грунта на боковой поверхности | Приме- чание | |
| под наконеч- ником | по боковой поверх- ности | зонда  , МПа | зонда  , кПа |
| зонда  , кН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Журнал
испытания грунта методом динамического зондирования
Точка зондирования N _______________ | Схема расположения точки |
Дата проведения испытания: начало _________________
окончание ______________ |
|
Координаты точки: Х= __________________
Y= __________________ Абсолютная отметка точки __________________ м
Глубина зондирования ___________ м
Расстояние до ближайшей выработки _____________ м |
|
Глубина погру- жения зонда, см | Число ударов в залоге | Глубина погружения зонда за залог, см | Поправочные коэффи- циенты | Исправленное число ударов в залоге  | Удельная энергия зондиро- вания А, Н/см | Условное динамическое сопротивление грунта  , МПа | Приме- чание | |
|
|
|
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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
Части зондов | Основные параметры зондов | |
| Тип I | Тип II |
Конус: |
|
|
угол при вершине конуса, град | 60 | 60 |
диаметр основания конуса, мм | 35,7 | 35,7 |
Муфта трения: |
|
|
наружный диаметр муфты, мм | - | 35,7 |
длина муфты, мм | - | 90,0-310,0 |
Кожух: |
|
|
наружный диаметр кожуха по низу, мм | 35,7 | - |
длина кожуха, мм | 74,0 | - |
Штанги зондов: |
|
|
наружный диаметр, мм | 36,0 | 36,0 |
длина звеньев, м, не менее | 1,0 | 1,0 |
Таблица В.2 - Основные параметры зондов для динамического зондирования
Части зондов | Основные параметры зондов | |
| ударного | ударно- вибрационного |
Конус: |
|
|
угол при вершине конуса, град | 60 | 60 |
диаметр основания конуса, мм | 74,0 | 100,0 |
Штанги зондов: |
|
|
наружный диаметр, мм | 42,0 | 62,5 |
длина звеньев, м, не менее | 1,0 | 1,5 |
Приложение Г
(рекомендуемое)
Образец графического оформления результатов испытания грунта
методом статического зондирования
а) Тип зонда I
Масштаб графиков:
по вертикали: для H 1 см - 1 м
по горизонтали:
Рисунок Г.1
б) Тип зонда II
Масштаб графиков:
по вертикали: для H 1 см - 1 м
по горизонтали:
Рисунок Г.2
Приложение Д
(рекомендуемое)
Глубина погружения зонда, м | Коэффициент К для грунтов | |
| песчаных | глинистых |
Св.0,5 до 1,5 включ. | 1,00 | 1,00 |
" 1,5 " 4,0 " | 0,92 | 0,83 |
" 4,0 " 8,0 " | 0,84 | 0,75 |
" 8,0 " 12,0 " | 0,76 | 0,67 |
" 12,0 " 16,0 " | 0,68 | 0,59 |
" 16,0 " 20,0 " | 0,60 | 0,50 |
Приложение Е
(рекомендуемое)
Определение условного динамического сопротивления грунта погружению
зонда при ударно-вибрационном зондировании
Глубина погружения зонда, м | Коэффициент |
Св.0,5 до 1,5 включ. | 0,74 |
" 1,5 " 4,0 " | 0,72 |
" 4,0 " 8,0 " | 0,70 |
" 8,0 " 12,0 " | 0,68 |
" 12,0 " 16,0 " | 0,65 |
" 16,0 " 20,0 " | 0,62 |
Приложение Ж
(рекомендуемое)
Образец графического оформления результатов испытания грунта
методом динамического зондирования
Масштаб графиков:
по вертикали: для Н 1 см - 1 м
по горизонтали:
Рисунок Ж.1