Динамическое зондирование
Метод динамического зондирования – один из основных методов исследования грунтов, входящих в состав комплексного инженерно-геологического изыскания, проводимого специалистами компании ООО «ГеоЭкоСтройАнализ». Суть данного метода исследования заключается в том, что зонд погружается в грунт ударным способом, с применением специального оборудования. В комплексе инженерно-геологических изысканий метод динамического зондирования дает возможность для точного определения физико-механических свойств грунтов в полевых условиях. У технической стороны этого метода есть явные преимущества, если сравнивать с методом статического зондирования. Прежде всего динамическое зондирование проще выполнять. Использование данного метода возможно при работе с различными видами грунтов. Оборудование для динамического зондирования отличается простотой конструкции, а также сравнительно небольшой массой, но имеет приличную производительность, поэтому данный метод настолько популярен и распространен.
Благодаря использованию динамического зондирования в комплексе полевых испытаний совместно с другими геологическими изысканиями можно обеспечить заказчика следующими дополнительными показателями:
— мощностью грунтов, границами распространения грунтов в разном состоянии и с разным составом;
— однородностью грунтов по площади и глубине;
— сопротивлением грунтов при нагрузке на них свай, а также боковых поверхностей свай;
— глубиной залегания грунтов скального и крупнообломочного типа;
— степенью уплотнения насыпных и намывных грунтов;
— приблизительными показателями плотности, угла внутреннего трения, удельного сцепления, модуля деформации грунтов и другими показателями.
Благодаря применению метода динамического зондирования грунта появляется возможность в полевых условиях для выбора мест размещения площадок исследования, а также для определения точной глубины проведения испытаний. Применение динамического зондирования – это отличный поисковик для выбора мест изъятия образцов грунта, необходимых для детальных лабораторных исследований.
Описываемые испытания грунтов должны проводиться в соответствии со всеми требованиями ГОСТа, а оборудование и приборы должны быть укомплектованы в соответствии с нормами.
Применение тех или иных методов испытаний грунтов зависит от геологии участка. Не для каждого грунта подходит некий метод испытаний. На основании многолетнего опыта наших сотрудников мы можем гарантировать оперативное и качественное проведение инженерно-геологических изысканий, включающих метод динамического зондирования. Мы знакомы со всеми геологическими исследованиями, и работаем с применением усовершенствованного высокотехнологичного оборудование, а пробы грунтов и почв исследуем в собственной аккредитованной грунтовой лаборатории.
Принцип метода динамического зондирования, как полевого метода исследования грунтов, заключается в определении сопротивления грунтов внедренному зонду при воздействии динамической нагрузки. На основании данных, полученных методом динамического зондирования, мы получаем информацию о:
— составе и свойствах грунтов;
— глубинах залегания крупнообломочных и скальных пород;
— физико-механических свойствах грунтов;
— прочности и плотности грунтов за период времени;
— местах проведения испытаний грунтов с использованием других полевых методов.
Для испытания грунтов динамическим зондированием пользуются установками динамического зондирования трех типов.
Источник
Динамическое зондирование. Есть ли перспектива?
В настоящей статье автор, являющийся разработчиком установки динамического зондирования грунтов, рассматривает перспективы применения данного метода в нашей стране и предлагает решение известных проблем динамического зондирования. Вместе с тем, поскольку на сегодняшний день не решена проблема применения полученных при динамическом зондировании данных на практике в связи со сложностью решения соответствующих уравнений, автор предлагает коллегам и инвесторам присоединиться к проекту на этапе разработки программного обеспечения.
Ким Анатолий Филенович Генеральный директор ООО «Экспресстест» akim37@bk.ru
Отрасль инженерно-геологических изысканий находится на очень низком научно-техническом уровне, вернее, на уровне середины XX века. Большинство применяемых сегодня приборов, технологий и нормативов созданы еще тогда. Всё это хорошо известно. Достаточно ознакомиться с публикациями Е.А.Вознесенского, Е.П.Тарелкина и других исследователей.
Вместе с тем, поскольку материалы инженерных изысканий есть ни что иное, как информация, изыскателям важно, чтобы для оправдания их стоимости отчёт имел достаточную пухлость за счёт, например, страниц с компрессионными или штамповыми испытаниями. Но эти методики совершенно не удовлетворяют запросы проектировщиков, работающих в современных, как правило, импортных программах, требующих для расчетов совсем других данных. Именно поэтому в последние годы так остро стоит вопрос о необходимости разработки новых технологий выполнения инженерно-геологических изысканий.
В подтверждение сказанному можно привести множество примеров. Например, известно, что модули деформаций, определяемые различными методами, могут отличаться на одной площадке в несколько раз.
Другим показательным примером является статическое зондирование. При выполнении данных исследований в каждой точке по глубине зондирования мы получаем две цифры: силу лобового сопротивления наконечника зонда и силу трения по боковой поверхности зонда. Этого часто недостаточно для получения необходимого для расчетов объема данных
Динамическое зондирование
Возможной альтернативой перечисленным и другим методам выполнения инженерно-геологических изысканий может стать технология динамического зондирования. У нее есть ряд преимуществ, которые, в случае доведения разработки «до ума», позволят не только получать больший объем данных, но и значительно ускорить проведение исследований.
Так, например, при каждом ударе по наконечнику зонда мы получаем график лобового сопротивления во времени, а также данные по осадке зонда во времени (рис. 3). На рисунке 4 видно, что графики лобового сопротивления для различных видов грунтов (в данном случае, глинистых и песчаных) имеют различное очертание. Если же совместить графики лобового сопротивления и осадок и условно назвать получившуюся кривую «механическим портретом грунта», то у разных типов грунтов будут свои портреты, что и показано на рисунке 5.
К этому можно добавить, что мы можем измерять и силу трения по боковой поверхности муфты трения, что важно для тех, кто занимается определением несущей способности свай.
Что необходимо доработать
По нашему мнению, статическое зондирование применяется не потому, что отвечает всем требованиям, а лишь потому, что обладает высокой технологичностью. А динамическое зондирование не получило широкого распространения в связи с целым рядом недостатков, на решение которых и были направлены наши усилия при разработке технологии (см. таблицу).
Предлагаемая установка динамического зондирования имеет массу 2,5 тонны, то есть она весит в 2-3 раза меньше существующих установок для статического зондирования. Тоже касается и стоимости. При этом производительность выполнения зондирования у предлагаемой установки такая же.
При динамическом зондировании в отличие от статического, мы получаем весьма насыщенную информацию. Но, к сожалению, для практического применения полученных при динамическом зондировании данных необходимо применение математического моделирования в форме решения обратной задачи, с которой способен справиться лишь инженер, хорошо владеющий программированием и знакомый с современной математикой.
Тем не менее, в связи с тем, что в настоящее время для определения механических характеристик грунтов традиционными методами требуется несколько месяцев, а с применением динамического зондирования и математического моделирования — всего несколько дней, дальнейшая проработка данной технологии с созданием специализированного программного обеспечения для выполнения требуемых расчетов, представляется актуальной и интересной.
Таблица. Недостатки технологии динамического зондирования и их решение
Традиционные представления о технологии динамического зондирования
Особенности разработки ООО «Экспресстест»
Немобильное сборно-разборное оборудование, например, УБП 15.
Недостатки: Трудозатраты на монтаж и разборку на каждой точке зондирования.
Наша установка динамического зондирования имеет полностью мобильную
компоновку и монтируется на а/машине УАЗ ФЕРМЕР.
Внедрение штанги с зондом производится при помощи сбрасывания груза лебёдочным механизмом.
Недостатки: Один удар груза по наголовнику штанги длится не менее 3-4 секунд. Процесс, кроме прочего, затратен по времени, что снижает производительность выполнения работ.
Для ударного внедрения штанги с зондом в грунт разработана специальная
гидроударная машина с регулируемой энергией удара. На производство одного удара уходит примерно секунда.
Регулирование энергии удара производится путём применения грузов разной массы
Недостатки: Это довольно громоздкое мероприятие.
Регулирование энергии удара выполняется путём изменения давления рабочей жидкости в системе.
Получение результатов зондирования в виде УСЛОВНОГО лобового сопротивления.
Кстати этот показатель регламентирован ГОСТом. Условное лобовое сопротивление определяется по довольно сложной формуле с учётом трения штанг о грунт, потери энергии удара при соударении груза и наголовника штанги и др.
Недостатки: Дело в том, что УСЛОВНОЕ лобовое сопротивление никак невозможно сформулировать физически, а значит оно не имеет право на существование. Все измеряемые нами параметры имеют чёткое физическое или математическое обоснование, например, плотность, сила, удельный вес и т.д., а УСЛОВНОЕ лобовое сопротивление не отвечает этому критерию.
В качестве данных зондирования мы выдаём адекватные графики лобового сопротивления и
осадок, полученные по показаниям электронных датчиков.
Изыскателям и инвесторам
Из всего вышеизложенного следует, что отрасль инженерно-геологических изысканий находится на очень низком научно-техническом уровне. Необходимо сделать шаг по выходу из застоя и воспользоваться плодами научно-технического прогресса. При этом повысится качество проектирования сооружений, снизится трудоёмкость выполнения работ, сократятся сроки.
Предлагаемая технология динамического зондирования не просто какая-то проходная задача, а дело большое и важное, имеющее отраслевое значение, которое выполнено без бюджетного финансирования. Несмотря на то, что уже имеется промышленный образец, для выхода на линейку готовности необходимо получить сертификат, доработать электронику наконечника и разработать программное обеспечение. К этой работе мы приглашаем заинтересованные организации.
Если задача получения механических характеристик грунтов путём математического моделирования по данным динамического зондирования будет решена, то производительность изыскательских работ может повыситься в несколько раз.
Источник
Статическое и динамическое зондирование грунтов
Большое количество исследований, которые включают геологические изыскания, требования к их точности, говорят о важности той информации, которую получают в результате лабораторных и полевых работ. В числе востребованных в нашей компании «Геология.ОРГ» — для целей проектирования объекта, подготовки участка к строительству — статическое зондирование грунтов и динамическое зондирование грунтов на участке. Прочность и долговечность сооружения зависит, в первую очередь, от правильности конструкторских решений проектной организации, которая при проектировании учитывает все нюансы природной среды на месте постройки — гидрогеологические особенности территории, рельеф, экологию, климат. Самой значимой для строительства характеристикой является прочность грунта (грунтов) в месте возведения объекта. Именно грунты подлежат наиболее тщательному исследованию на предпроектной стадии работ. Как же получить достоверную информацию о прочностных свойствах породы? Наш многолетний опыт геологических изысканий показывает: для того, чтоб понять, как грунт «поведет» себя под многотонной нагрузкой после постройки сооружения, нужно подвергнуть его аналогичному испытанию. Статическое и динамическое зондирование грунтов — высокоточный способ определения несущих свойств грунта в условиях, приближенных к эксплуатационным.
Статическое зондирование грунтов
Нагрузка статическая — это нагрузка, которая с течением времени не изменяется или изменяется настолько незначительно, что этой величиной можно пренебречь. Статическое зондирование грунтов — это способ вдавливания наконечника определенной конфигурации и диаметра (зонда) в исследуемый грунт с постоянной силой. Подобное испытание максимально достоверно имитирует процессы, происходящие в грунте после застройки территории, ведь построенное сооружение «давит» на грунтовое основание именно так.
Оборудование, которое мы используем, производя статическое зондирование — механизм для вдавливания и изымания зонда, собственно зонд, измерительный прибор, опорный механизм. Во время процесса внедрения мы точными приборами замеряем сопротивление грунтовой породы силе давления:
- под наконечником;
- на зонд с боковой стороны.
Замеры мы снимаем во время зондирования — постоянно либо через определенные промежутки времени. Применение в работе специальных зондов и датчиков дает нам возможность одновременно с характеристиками сопротивления получить следующие данные о грунте:
- его влажность (естественную);
- температуру;
- фоновое гамма-излучение;
- гидродинамическое давление в порах грунта, создаваемое содержащейся в них водой (поровое давление);
- плотность породы.
Мы контролируем износ рабочей поверхности зонда, скорость его погружения (устанавливается с учетом прочности проходимой породы), прямолинейность штанг; показания измерительных сенсоров и датчиков фиксируем в журнале испытаний, на лентах в виде диаграммы или на регистрирующем цифровом носителе. Наши специалисты производят полевые испытания грунтов статическим зондированием, соблюдая все требования отраслевого ГОСТ 19912-2012.
Статическое зондирование свай
Почему широкое применение в строительстве находит метод статического зондирования? Кроме получения развернутого описания свойств залегающих пород, мы применяем его для установления возможности использования свайного фундамента (забивки свай) на участке застройки, а также величины их заглубления. Поскольку свайный и столбчатый фундамент — самый экономичный, застройщик нередко дает задачу нашим профессионалам выполнить проверку грунта на деформацию и структурную прочность.
Лабораторные исследования такой информации не дают. Натурные же испытания грунтовых пород, в частности, статическое зондирование и его применение при изысканиях позволяют получить характеристики грунтов непосредственно на месте застройки, благодаря показаниям точных измерительных приборов и специальных расчетов, которые выполняют наши специалисты. Расшифровка полученных данных позволяет получить следующие сведения:
- глубину залегания грунтов с высокими прочностными свойствами (крупнообломочных, скальных пород);
- сопротивление под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности;
- толщину залегающих грунтовых горизонтов и линз, распространенность по участку грунтов различных подвидов;
- плотность породы;
- деформационный модуль.
Использование результатов изысканий, которые мы проводим, включая статическое зондирование свай, позволяет застройщику выбрать оптимальный тип фундамента, посредством специальных вычислений рассчитать их необходимое количество и глубину установки. Это позволяет значительно сэкономить финансовые вложения на нулевом этапе строительства.
Динамическое зондирование грунтов
В отличие от стабильной (неизменной во времени) нагрузки, которую прикладывают к зонду при статическом нагружении, динамическое зондирование грунтов мы выполняем, применяя несколько другой способ углубления зонда — ударный либо ударно-вибрационный метод. Заглубление наконечника происходит за счет работы ударного механизма (молота либо вибромолота). Наши специалисты в зависимости от геологических условий территории выбирают:
- массу молота;
- высоту его подъема для обеспечения свободного падения;
- частоту ударов;
- тип установки.
Мы, при наличии в техническом задании пункта об отборе проб в процессе изысканий, выполняем динамическое зондирование специальным пробоотборником, что допускается действующим стандартом (применение метода SPT).
Наши преимущества
Сотрудники нашей компании «Геология.ОРГ», используя огромный опыт профильной работы, выполняют статическое и динамическое зондирование грунтов качественно и в оговоренные контрактом сроки, используя современное оборудование и механизмы, которые регулярно проходят поверку соответствия установленному качеству.
Цена на наши услуги зависит от объема полевых испытаний, сложности пород и природных условий территории. Мы проводим испытания грунтов на открытых стройплощадках и в условиях плотной городской застройки, соблюдая действующие в РФ нормативы (по охране окружающей среды, охране труда и прочие).
Наше долгосрочное партнерство с крупными строительными компаниями свидетельствует о высоком профессионализме наших специалистов.
Источник
Динамическое зондирование грунтов
Одним из методов полевого обследования грунтов является динамическое зондирование, применяемое геологами фирмы ООО “ГеоГИС” при изучении геологического строения площадок строительства. Указанные испытания служат для определения границ развития различных слоев и установления свойств отложений.
Порядок проведения динамического зондирования грунтов
Установку, оснащенную оборудованием для выполнения испытаний, устанавливают на заранее намеченную геологами и разбитую геодезистами на местности точку. Посредством забивания погружают инструмент в толщу пород, наращивая периодически штанги. Породы сопротивляются продвижению инструмента. Зонд воспринимает сопротивление. Испытание продолжается до нужной глубины или до отказа, когда скорость продвижения инструмента резко уменьшается. В продолжении динамического зондирования грунтов идет запись показаний.
- ударные (заглубление инструмента производится молотом, падающим свободно);
- ударно-вибрационные (продвижение забоя обеспечивается беспружинным вибромолотом).
Во время ударного зондирования ведется регистрация значений величины продвижения зонда за залог (фиксированное количество ударов) в журнале, во время ударно-вибрационного записывается скорость углубления в автоматическом режиме.
Преимущества использования метода для изучения геологии
Располагают точки испытаний рядом со скважинами и в промежутках между ними. Применение динамического зондирования пород дает возможность увеличивать расстояния между скважинами, экономя средства и повышая качество исследований.
Для литологических разностей, отбор проб ненарушенной структуры которых затруднен, по полученной информации устанавливают:
- плотность сложения;
- модуль деформации;
- угол внутреннего трения.
При изучении геологии для строительства на свайных фундаментах динамическое зондирование грунтов — составляющая комплекса исследовательских работ. Произведенные испытания предоставляют информацию о возможности погружения свай до нужной отметки.
Для песков определяется вероятность разжижения при возникновении динамических нагрузок.
Положительным фактором является то, что опыт проводится в естественном массиве. Характеристики, полученные в результате полевых испытаний, отличаются достоверностью. При наклонном залегании слоев, выклинивании применение метода позволяет оконтуривать в плане границы развития грунтов с разными характеристиками, отбивать кровлю прочных пород.
Интерпретация и представление результатов
Используя записанные цифры, рассчитывают условное динамическое сопротивление. Формула для расчета включает следующие показатели.
- Для ударного зондирования — характеристики установки, величины залога и продвижения за залог.
- Для ударно-вибрационного — скорость зондирования и коэффициенты, зависящие от потерь энергии и параметров оборудования.
График динамического зондирования, представляющий собой ступенчатую кривую изменения сопротивления с глубиной и расположенный рядом с колонкой скважины, является наглядным. Используя информацию по скважине, интерпретируют результаты зондирования. По показателям испытаний отбивают границы слоев. Изменение сопротивления в пределах одного слоя позволяет оценить изменчивость характеристик в плане и по глубине на обследованной площадке строительства.
Источник
Динамическое зондирование грунтов
Преимущества технологии динамического зондирования грунтов
Список преимуществ технологии – и это несмотря на явно второстепенное её положение среди методик исследования и испытания грунтов – весьма обширен. Вот только некоторые из них:
- Экономичность (буровые установки, которые используются для динамического зондирования, могут быть весьма малогабаритными и совсем не энергоемкими);
- Возможность с высокой точностью определять структуру грунта на выделенной под строительство и благоустройство площадке;
- Простота настройки и работы, высокая производительность – геологическое оборудование для проведения динамического зондирования недорогое, простое в обслуживании и ремонте;
- Получение достоверной информации о структуре слоев грунта в условиях, когда другие методы исследований невозможны;
- Быстрота проведения исследования.
Кроме того, методика прекрасно себя зарекомендовала в условиях ограниченности пространства на площадках, готовящихся под строительство: физико-механические характеристики участков грунта между скважинами перестают быть «Terra Incognita».
Применение на практике
Хотя, теоретически, нет никаких противопоказаний для использования динамического зондирования на любых типах грунта, наибольшее распространение методика получила при исследовании песчаных и песчано-глинистых грунтов. Особенно актуально проведение динамического исследования на площадках, где основу составляют песчаные грунты – по берегам водоемов, вокруг искусственных возвышений вроде насыпных холмов и дорог, поднятых на местностью, благоустроенных с использованием толстых песчаных подушек территорий. Именно здесь, в условиях, когда более дорогие технологии исследования ибо вообще невозможны, либо не отличаются экономичностью, динамическое зондирование показывает себя во всей красе.
Итак, использование методики оправданно перед проектированием дорог и насыпей, разработкой проектов благоустройства берегов и подпорных стен, перед такими работами как закрепление грунтов и строительство – как на свайных, так и на монолитных плавающих фундаментах.
Звоните +7 (499) 340-49-73
Или оставьте заявку и мы перезвоним Вам в течение 5 минут!
Источник