Методи та устаткування, що використовуються при інженерно-геологічних вишукуваннях

Інженерно-геологічні вишукування проводять з метою вивчення будови та властивостей гірських порід. За даними проходки шурфів та свердловин вивчають будову товщі, а також визначають фізико-механічні характеристики порід безпосередньо на відведеній будівельній смузі. Зразки порід, отриманих при бурінні свердловин, досліджують лабораторними методами. Для отримання повного уявлення про будову схилу, косогору або відкосу використовують також дані геофізичних досліджень. Для буріння свердловин використовують ударно-канатний, ударно-крутильний, колонковий, шнековий, вібраційний або інші способи, вибір яких залежить від виду гірської породи, глибини свердловини, якості і повноти керна та інше.

Зразки ґрунтів відбирають за допомогою ґрунтовідбірників. У лабораторних умовах зразки досліджують на спеціальних приладах і оброблюють згідно методик, викладених в ГОСТах та інших діючих нормативних документів. Основними показниками властивостей ґрунту є його міцнісні характеристики – кут внутрішнього тертя, питома вага, сили зчеплення, граничні дотичні напруження. На основі результатів компресійних випробувань визначають модуль деформації ґрунту.

При відборі зразків ґрунту не гарантують збереження його первинної щільності та структури. Тому для отримання точніших показників великий об'єм інженерно-геологічних досліджень виконується безпосередньо в польових умовах. Найчастіше в польових умовах визначається модуль деформації ґрунту. Випробування ґрунту ведуть статичним навантаженням штампами в шурфах або свердловинах.

Останнім часом модуль деформації ґрунтів визначають також пресіометричним способом, який полягає в всесторонньому стискуванні стінок свердловини тиском повітря або рідини. Циліндрові пристрої з податливими стінками передають тиск на стінки свердловини у встановленому місці. Навантаження на грунт та його деформації вимірюють приладами. Такий спосіб визначення деформаційних характеристик ґрунту найкраще відповідає умовам його роботи на горизонтальні навантаження, що характерний, наприклад, для підземних трубопроводів, вертикальних елементів утримуючих протизсувних споруд.

Міцносні характеристики ґрунту, визначені в лабораторних умовах на невеликих зразках, в не достатній мірі відображають ступінь міцності масиву ґрунту в цілому, особливо якщо він складений крупнообломковими ґрунтами, в яких є ослаблені зони, поверхні зсуву та розломи. Тому останнім часом, особливо для обґрунтування прийнятих розрахункових характеристик ґрунту для зон зминання та інше, проводять випробування на зсув в шурфах. Випробування проводять з врахуванням характеру спільної роботи ґрунтової основи та запроектованої споруди згідно таких схем: зріз призми ґрунту вздовж наявній в натурних умовах поверхні зсуву; випирання призми ґрунту; обвалення целіка ґрунту; роздавлювання целіка ґрунту.

У практиці лабораторних досліджень для визначення міцнісних характеристик використовують також лопатеві прилади (шведський спосіб), що руйнують грунт в свердловині на встановленій глибині вздовж крильчатки у кільцевій зоні зсуву. Міцнісні показники визначають за величиною моменту, який необхідно прикласти до штанги крильчатки для подолання опору ґрунту обертанню.

Властивості ґрунту в польових умовах визначають також методами динамічного та статичного зондування, що дозволяють визначити неоднорідність ґрунтової товщі по глибині, межі між окремими шарами, а також значення міцнісних та деформаційних характеристик ґрунтів згідно тарировочних залежностей. При динамічному зондуванні зонд, що складається в нижній частині із конічного наконечника та ланок (колон) штанг, занурюють в грунт ударами молотка, а при статичному зондуванні – за допомогою статичного навантаження (гідравлічним домкратом).

Для визначення щільності та вологості ґрунтів в польових умовах використовують радіоізотопні методи. Елементами датчиків для визначення щільності ґрунту служать джерела γ – випромінювання та детектор, що реєструє розсіювання γ – квантів. Датчики за конструктивними особливостях поділяють на глибинні та поверхневі.

Вологість ґрунтів вимірюють нейтронним методом. Радіоізотопні методи використовують також для визначення об'ємної ваги ґрунту.

Дата добавления: 2017-02-01