Метод лабораторного определения характеристик просадочности (заменен на ГОСТ 23161-2012)

ГОСТ 23161-78

ГРУНТЫ

Метод лабораторного определения

характеристик просадочности

Soils. Laboratory method for determination

of subsiding characteristics

Постановлением Государственного комитета Совета Министров СССР по делам строительства от 29 мая 1978 г. № 102 срок введения установлен

с 01.01.79

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на глинистые просадочные грунты и устанавливает метод лабораторного определения характеристик просадочности при замачивании грунта водой (относительной просадочности и начального просадочного давления).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Характеристики просадочности следует определять по относительной деформации, полученной по результатам испытаний образцов грунта ненарушенного сложения в компрессионных приборах.

Испытания надлежит проводить на образцах грунта с замачиванием их водой при давлении, последовательно увеличиваемом ступенями.

1.2. Испытания просадочных грунтов в компрессионных приборах следует выполнять по схемам:

«одной кривой» - для определения относительной просадочности при одной заданной величине давления;

«двух кривых» - для определения относительной просадочности при различных давлениях и начального просадочного давления.

1.3. Образцы грунтов (монолиты) для испытаний следует отбирать из открытых выработок - шурфов, котлованов, расчисток и т.д.

Отбор образцов из скважин допускается производить при помощи грунтоносов, обеспечивающих сохранение природного сложения и влажности грунта.

Отбор образцов грунтов надлежит производить по ГОСТ 12071-84.

1.4. Термины и определения приведены в приложении 1.

2. АППАРАТУРА

Для испытаний просадочных грунтов надлежит применять компрессионные приборы, состоящие из следующих основных узлов и деталей:

рабочего кольца с внутренним диаметром 70-90 мм и высотой от 20 до 30 мм;

цилиндрической обоймы;

перфорированного штампа;

поддона с емкостью для воды и перфорированной крышкой;

двух индикаторов с ценой деления шкалы 0,01 мм для измерений вертикальных деформаций образца грунта;

механизма вертикальной нагрузки образца грунта.

2.2. Конструкция компрессионного прибора должна обеспечивать:

подачу воды к образцу снизу и отвод ее;

центрированную передачу нагрузки на штамп (образец грунта);

возможность нагрузки на штамп ступенями давления от 0,1 до 0,5 кгс/см²;

постоянство каждой ступени давления;

неподвижность рабочего кольца при испытаниях;

измерение вертикальных деформаций образцов грунта с точностью 0,01 мм.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

3.1. Компрессионные приборы необходимо тарировать не реже одного раза в год для учета из собственных упругих деформаций при определении деформаций образцов грунта. Для тарировки прибора в рабочее кольцо следует заложить специальный металлический вкладыш с двумя бумажными фильтрами, смоченными водой, и производить нагрузку ступенями давления 0,5 кгс/см², выдерживая их по 2 мин, до максимального давления на вкладыш 8,0 кгс/см², измеряя по индикаторам упругие деформации прибора.

По результатам тарировки следует составить таблицу величин упругих деформаций прибора при различных давлениях (r).

3.2. Образцы грунта для испытаний следует отбирать из монолита рабочим кольцом компрессионного прибора методом режущего кольца по ГОСТ 5180-84 с учетом выполнения следующего требования: подготовленные образцы грунта при испытании должны иметь по отношению к направлению нагрузки ориентировку, соответствующую залеганию грунта в массиве.

Подготовленный образец грунта в рабочем кольце следует сразу же взвесить с точностью 0,01 гс и поместить в компрессионный прибор.

3.3. Для испытываемых образцов грунта необходимо определить физические характеристики: влажность, плотность, плотность скелета, влажность на границах раскатывания и текучести - по ГОСТ 5180-84, а также вычислить коэффициент пористости, степень влажности и число пластичности.

3.4. Рабочее кольцо с образцом грунта следует поместить на крышку поддона компрессионного прибора острым краем вверх (предварительно торцы образца покрыть бумажным фильтром) и затем произвести сборку компрессионного прибора: завинтить соединительную муфту и установить штамп. К собранному прибору необходимо присоединить механизм нагрузки, далее следует укрепить индикаторы и записать их начальные показания в рабочем журнале (приложение 2).

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

4.1. При испытаниях по схеме «одной кривой» нагрузку штампа на образец грунта с природной влажностью следует производить ступенями до заданного давления Р₃. Величину Р₃ следует принимать равной (с погрешностью ±10%) суммарному давлению от собственной массы грунта в водонасыщенном состоянии и от проектируемого фундамента или только от массы грунта (в зависимости от вида просадочных деформаций, для расчета которых определяются характеристики просадочности) на глубине отбора образца.

После условной стабилизации осадки образца грунта на последней ступени давления, соответствующей Р₃, образец грунта необходимо замочить водой, продолжая замачивание до условной стабилизации просадки.

4.2. Испытания по схеме «двух кривых» надлежит проводить на двух образцах грунта, отобранных из одного монолита. Один образец следует испытывать в соответствии с п. 4.1, второй образец необходимо до его нагрузки замочить (без применения арретира) до полного водонасыщения, начиная замачивание не менее чем за 3 ч до передачи первой ступени давления при испытаниях просадочных супесей и 6 ч - при испытаниях просадочных суглинков и глин. Затем следует производить нагрузку штампа на образец ступенями до заданного давления Р₃, продолжая замачивание.

Величину Р₃ в испытаниях по схеме «двух кривых» следует принимать в интервале 2,0—4,0 кгс/см² с учетом предполагаемого суммарного давления в основании проектируемых фундаментов.

Образцы грунта, испытываемые по схеме «двух кривых», не должны отличаться по плотности скелета более чем на 0,03 гс/см³ и по влажности — на 2% (0,02 долей единицы).

4.3. Ступени давления в испытаниях по пп. 4.1 и 4.2 следует принимать равными 0,5 кгс/см².

В отдельных случаях, при испытаниях по схеме «одной кри­вой» и Р₃ < 1,5 кгс/см², ступени давления должны составлять 0,25 кгс/см².

Каждую ступень давления необходимо выдерживать до услов­ной стабилизации осадки образца грунта. За условную стабили­зацию осадки и просадки надлежит принимать приращение де­формации образца, не превышающее 0,01 мм за 3 ч.

4.4. После приложения каждой ступени давления или после замачивания образца грунта следует производить отсчеты по индикаторам, регистрирующим деформации образца: через 5, 10 и 30 мин от начала испытаний, затем через каждый час до конца рабочего дня, а в последующие дни через каждые 3 ч до услов­ной стабилизации деформаций.

4.5. Замачивание образцов грунта водой следует производить снизу вверх в последовательности, определяемой схемой испыта­ний (пп. 4.1 и 4.2) при неизменном градиенте напора, равном 1—1,1. Воду необходимо залить в поддон компрессионного при­бора через отводную трубку с воронкой и затем поддерживать уровень воды в воронке по верхнему торцу образца грунта до окончания испытаний.

Для замачивания образцов грунта надлежит использовать воду питьевого качества температурой 10—25°С.

4.6. После окончания испытаний необходимо слить воду из прибора, быстро разгрузить образец грунта, извлечь рабочее коль­цо с образцом, удалить капли воды с его поверхности при помощи фильтровальной бумаги, взвесить рабочее кольцо с образцом для определения плотности скелета грунта после испытаний и отобрать две пробы для испытания на влажность.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

5.1. По результатам испытаний просадочного грунта в компрес­сионном приборе следует определять с соответствующими записями в журнале испытаний (приложение 2):

а) величины абсолютного сжатия (осадки) образца грунта Δh_i в мм с точностью 0,01, вычисленные как средние арифмети­ческие значения показаний индикаторов;

б) величины относительного сжатия образцов грунта Δδ_i с точностью 0,001 при соответствующих значениях давления P_i и ус­ловно стабилизированных деформациях по формуле

, (1)

где r — поправка на упругую деформацию прибора при давле­нии Р_i,определяемая по результатам тарировки (п. 3.1), мм;

h₀ — высота образца грунта с природной влажностью при при­род­ном давлении (на глубине отбора образца), рав­ная

(2)

где h_н — начальная высота образца грунта (высота рабочего кольца), мм;

Δh_б— абсолютное сжатие образца грунта с природной влажностью при природном давлении, мм.

5.2. По величинам относительного сжатия образцов δ следует строить график зависимости с отображением просадочных деформаций (приложение 3).

В случаях набухания образца грунта, замачиваемого до на­грузки (при испытаниях по схеме «двух кривых»), необходимо определять свободное относительное набухание δ_н, как отношение увеличения высоты образца к его начальной высоте; точку, соот­ветствующую δ_н, следует включать в график , откладывая ее на оси ординат вверх от оси абсцисс.

5.3. Относительную просадочность грунта δ_пр при заданном давлении Р_з по испытаниям по схеме «одной кривой» следует определять как дополнительное относительное сжатие образца грун­та в результате замачивания (пп. 5.1, 5.2, приложение 3) по фор­муле

(3)

где Δh_пр — дополнительное сжатие (просадка) грунта в резуль­тате замачивания;

h' — высота образца грунта с природной влажностью при заданном давлении;

h_пр — высота образца грунта после дополнительного сжа­тия (просадки) в результате замачивания.

Величины относительной просадочности δ_пр для различных давлений при испытаниях по схеме «двух кривых» надлежит оп­ределять как разность значений относительного сжатия образцов в водонасыщенном состоянии δ_е и природной влажности δ_е или разности ординат соответствующих кривых графика . По значениямδ_прследует строить график зависимости относительной просадочности от давления (приложение 3).

5.4. Начальное просадочное давление Р_пр следует определять по графику зависимости относительной просадочности от давления , принимая за величину Р_пр то давление, при котором относительная просадочность составляет 0,01 (приложение 3).

5.5. Результаты определения относительной просадочности необходимо выражать с точностью 0,001, начального просадочного давления - с точностью 0,1 кгс/см² и регистрировать в журнале испытаний с указанием наименования вида грунта и значений его физических характеристик (п. 3.3).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рекомендуемое

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

ЖУРНАЛ ИСПЫТАНИЙ ПРОСАДОЧНОГО ГРУНТА В КОМПРЕССИОННОМ ПРИБОРЕ

Наименование организацииПункт __________________________

________________________ Объект __________________________

Сооружение ___________________

Шурф (скважина) № ______ Глубина и дата отбора образца ______

Наименование грунта ___________________________________________

Лабораторный номер испытания ______ Краткие сведения о компрессионном приборе (номер, тип, механизм передачи нагрузки) ___ _____________________________________________________________

Условия проведения испытаний (схема и пр.)

_____________________________________________________________

Данные о рабочем кольце:

масса т_к ______________ ; высота h_к _____________ ; внутренний диаметр d_к ______________ ; объем V_к _______________ ; передаточное

число системы рычагов компрессионного прибора __________________

Дата испытаний:

начало __________________ окончание ___________________________

Определение физических характеристик грунта

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ

Исполнитель __________________________________________________

(фамилия, имя, отчество, личная подпись)

Журнал проверил «___» ___________ .

_____________________________________________________________

(должность, фамилия, имя, отчество, личная подпись)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Обязательное

ГРАФИКИ ИСПЫТАНИЯ ПРОСАДОЧНОГО ГРУНТА В КОМПРЕССИОННОМ ПРИБОРЕ

Масштаб графиков принимают:

для давления Р (по горизонтали): 1,0 кгс/см² - 20 мм;

для относительного сжатия δ(по вертикали): 0,01-10 мм.

По схеме «одной кривой» По схеме «двух кривых»

1, 2 - относительное сжатие δ грунта с природной влажностью и в водонасыщенном состоянии в зависимости от давления; 3 - дополнительное относительное сжатие грунта в результате замачивания (относительная просадочность) при заданном давлении; 4 - зависимость относительной просадочности δ_пр от давления; Р_пр - начальное просадочное давление