Проектирование и строительство нормативно-методические документы arrow Автодороги arrow Методические рекомендации Методические рекомендации по опробованию лессовых грунтов  
16.12.2018
    
Методические рекомендации Методические рекомендации по опробованию лессовых грунтов

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕ
ЛЬСТВА

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ОПРОБОВАНИЮ ЛЕССОВЫХ
ГРУНТОВ

ОДОБРЕНЫ ГЛАВТРАНСПРОЕКТОМ

Москва 1982

ПРЕДИСЛОВИЕ

В районах распространения лессовых пород, которые в Советском Союзе занимают 15 % территории, ведется и намечено большое дорожно-транспортное строительство, в связи с чем вопросы инженерно-геологических изысканий приобретают существенное значение.

В настоящих Методических рекомендациях рассмотрены направленность и специфика изысканий, обусловленные особенностями состава, сложения, состояния и свойства лессовых грунтов и характером взаимодействия этих грунтов в основаниях дорожных сооружений, откосах, теле насыпей и в качестве объектов разработки при строительстве.

Особое внимание обращено на технологию и методику отбора монолитов ненарушенного сложения лессовых пород из скважин для сокращения объемов трудоемких горнопроходческих работ и извлечения монолитов из шурфов и дудок.

Современные высокие требования к доверительной вероятности расчетных значений характеристик грунтов (при расчете оснований по деформациям 0,85-0,90 и по несущей способности 0,95-0,98) диктуют необходимость отбора большого количества образцов на каждого инженерно-геологического элемента (расчетного слоя в массивесновании, откосе). Применение рекомендуемых технологии и методики отбора монолитных образцов из скважин позволит существенно снизить затраты ручного труда, стоимость и сроки изысканий и неизбежные при горнопроходческих работах нарушения природной среды. Эффективность же изысканий возрастает за счет получения большого количества сохранных монолитов, исследования массивов лессовых пород во многих точках. Повысится информативность и надежность инженерно-геологического обоснования проектов, а значит, и качество проектирования.

Методические рекомендации разработаны в лаборатории инженерной геологии и геофизики ЦНИИС кандидатами техн. наук. Б. Л. Юровским (разд. 1-3, приложения 1-3), А. М. Гореликом азд. 1, пп. 3.12; 3.19), С. Д. Джолосомнепрогипротранс, разд. 1), канд. геол.-мин. наук М. К. Дружининым (разд. 1) и инж. Б. А. Биневичем (Днепрогипротранса, разд. 2, приложение 1).

В выполнении полевых и лабораторных экспериментальных работ по тематике участвовали Днепрогипротранс, Ташгипротранс, УзГииТи, Алма-Атагипротранс и КазГииЗ.

В выполнении лабораторных работ приняли участие: Р. И. Трубицына, Т.П. Минаева, А. Х. Фадеева, Т. В. Зобова (ЦНИИС), З. С. Черникова, А. И. Яковлева, К. И. Колесник (Днепрогипротранс), В. С. Волохова (Ташгипротранс), Ю. В. Петров, И. П. Авдеев (Мосгипротранс), Э. Н. Чернышева (КазГИиЗ).

Замечания и предложения по работе просьба направлять по адресу: 129329, Москва, Кольская ул., 1, ЦНИИС.

Зам. директора института                                                                        Н. Б. Соколов

Зав. отделением изысканий и проектирования железных дорог         А. М. Козлов

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. В подготовительный период изысканий ориентировочное распространение лессовых пород разного возраста, генезиса и просадочности рекомендуется определять по карте, составленной В. С. Быковой (с уточнениями Н. И. Кригера) [1-3].

1.2. При инженерно-геологических изысканиях следует учитывать, что в зависимости от возраста, происхождения и фациальной принадлежности строение и условия залегания лессовых толщ различны:

золовые лессовые породы пламеобразно перекрывают повышенные элементы рельефа: плато, водоразделы, высокие террасы, разные породы, венчая собой разрез четвертичных отложений. Граница золовых и подстилающих отложений хорошо выражена. Мощности золовых толщ различны. Строение их монотонное, выдержанное, чаще неслоистое. Пористость повышенная, макропоры округлые или чечевицеобразные;

делювиальные лессовые породы залегают на склонах, образуют шлейфы, иногда перекрывают надпойменные террасы речных долин, небольшие древние конусы выноса (сухие дельты), заполняют овраги. Они венчают четвертичный разрез. Мощности делювиальных толщ различны. Границы этих толщ с подстилающими лессовыми породами не всегда прослеживаются. В делювиальных лессовых породах присутствуют прослои гумусированного материала, песка, иногда гравия, дресвы и щебня. Выражена слоистость. Пористость различна. Макропоры чаще щелевидной формы;

пролювиальные лессовые породы слагают предгорные равнины, предсклоновые пояса, шлейфы, конусы выноса, причем наиболее тонкие по гранулометрическому составу разности отлагаются на периферии этих элементов рельефа, а более грубые - ближе к горам. Мощности толщ пролювия могут достигать 100 м и более. Граница пролювия с подстилающими коренными и аллювиальными породами разного состава обычно выражена. Пролювиальные толщи неслоисты или сложены мощными пластами. Но в подошве толщи часто прослеживается тонкая слоистость, имеются включения, прослои и линзы песка, гравия, гальки, щебня. Пористость пролювиальных лессовых пород повышенная. Макропоры чаще округлой формы;

аллювиальные лессовые породы слагают надпойменные террасы речных долин. Мощность толщ достигает 20 м и более. Граница лессового аллювия с подстилающими песками, гравием, галечниками, коренными породами выражена, но в подошве аллювиальной толщи имеются линзы и прослои нелессовых пород. Толщи аллювиальных лессовых пород слоисты и иногда содержат прослои песка и гравия. Пористость пониженная. Макропоры щелевидные и округлые;

флювиогляциальные и озерные лессовые породы чаща залегают по периферии зандровых полей в толщах небольшой мощности, обычно слоистых с прослоями песка. Переход между этими и подстилающими породами постепенный. Пористость пониженная. Макропоры щелевидные;

элювиальные лессовые породы развиты на небольших плато, верхних частях пологих склонов на ограниченных площадях, защищенных от денудации и привноса материала. Эти породы слагают толщи небольшой мощности. Породы неслоисты и постепенно переходят в подстилающие материнские отложения, причем в лессовом покрове появляется все больше включений каменного лесса, алевролита, аргиллита, мергеля, известняка и др. Мощности толщ от долей метра до нескольких метров. Пористость чаще повышенная. Форма макропор различна.

1.3. Толщи лессовых пород могут быть проявлены, т.е. длительно замочены постгенетическими процессами (оврагообразованием, естественной переориентацией поверхностного и подземного стока) либо техногенными воздействиями (на массивах орошения, в местах подтопления грунтовыми водами, на участках застройки и т.п.). Такие породы отличаются от своих генетикоациальных прообразов меньшей пористостью, сжатием части макропор, иногда повышенной влажностью, появлением линз и прослоев оглеения, горизонтов верховодки и грунтовых вод.

1.4. Особенностями строения толщ лессовых пород, помогающих отличить их от других грунтов, являются наличие вертикальных канальцев и скрытой тонкой трещиноватости, столбчато призматическая текстура, присутствие погребенных гумусовых прослоев, рыхлость сложения, т.е. макропористость.

1.5. Специфическими геологическими явлениями в толщах лессовых пород, отражаемыми в рельефе поверхности, составе и плотности растительности, которые следует выявлять при дешифрировании аэрофотоснимков и инженерно-геологической съемке, являются:

просадочные блюдца, бессточные долы и поды, террасы, трещины растяжения по месту отчленения террас от массива и между собой, опускания поверхности невыясненной этиологии;

суффозионные полости, каналы, их выходы в береговых обрывах в виде щелей, окон, ниш;

овраги, нередко с вертикальными стенками;

отвесные обрывы различной высоты на берегах рек, озер, водохранилищ, морей, в оползневых цирках;

каньоны выдувания на грунтовых дорогах;

котловины выдувания;

бугры навевания лессовых грунтов;

осовы воздушно-сухих лессовых грунтов на склонах;

просадочные оползни потоки в бортах долин с языками на дне последних;

обвалы обрывов и берегов и др.

При дешифрировании аэроснимков надо учитывать, что понижения рельефа, оползневые и обвальные массы покрыты, как правило, более густой, сочной и разнообразной по составу растительностью, нежели растительность общего фона в районах распространения лессовых пород. Напротив, растительность на вертикальных обрывах и откосах, буграх навевания беднее фоновой, разрежена нередко отсутствует вообще.

1.6. Типичные лессы отличаются от прочих лессовых пород характерными особенностями:

преобладающей светло-палевой окраской;

супесчаным, легко- или среднесуглинистым составом с преобладанием элементарных пылеватых зерен (типичные однородные алевриты);

пористостью общей 40-50 % и более, активной 15-20 %;

выраженной макропористостью;

воздушноухим состоянием;

просадочностью от собственного веса при замачивании.

1.7. Отличить лессовидные породы от типичных лессов можно по окраске: светло-палевой, светло-желтой, желтовато-бурой и др. При пылеватом в целом составе в этих породах наряду с элементарными алевритовыми зернами присутствует в различных количествах микроагрегаты глинистых частиц (ложная пыль). Общая пористость лессовидных пород обычно меньше 45 %, активная - 15 %. Большая часть лессовидных пород просадочна только при приложении внешнего давления, а некоторые их разновидности непросадочны. Некоторые лессовидные породы естественно увлажнены и даже могут быть водонасыщенными.

1.8. Критерии просадочности лессов следующие [5-14]:

Содержание пылеватых частиц, %..................................................................... 50-80

Отношение содержания частиц во фракциях (0,05-0,01) / (0,01-0,002), мм.. 1,5-2,0

Степень неоднородности гранулометрического состава................................ 3-5

Степень влажности.............................................................................................. Меньше 0,5

Критерий «П» по СНиП II-15-74 при числе пластичности:

0,01Ip < 0,1................................................................................................... Меньше 0,1

0,1Ip < 0,14................................................................................................... Меньше 0,17

0,14Ip < 0,24................................................................................................. Меньше 0,24

Плотность скелета, г/см3..................................................................................... Меньше 1,55

Пористость, %...................................................................................................... Более 40

Активная пористость, %..................................................................................... Более 15

Показатель уплотненности ........................................................................... Менее 0

Показатель уплотнения Kупл............................................................................... 0,5-0,8

Коэффициенты снижения прочности при замачивании Kз под нагрузкой при давлении Р, МПа:

0,1........................................................................................................... Более 2

0,2........................................................................................................... Более 1,5

0,3........................................................................................................... Более 1,3

Прочность при увлажнении при испытании конусом на просадочность, МПа........................................................................................................... Меньше 0,1

Относительная просадочность δпр...................................................... Более или равно 0,01

1.9. Общими для всех лессовых пород являются:

столбчато-призматическая отдельность;

повышенная прочность структурных (цементационных, кристаллизационных, конденсационных) связей, сохраняющаяся у воздушно-сухой породы;

водонеустойчивость структурных связей (особенно у лессов);

легкие размокание и размываемость;

при разработке пылимость воздушноухих и налипание увлажненных лессовых грунтов на рабочие органы и ходовые части землеройных машин и транспортных средств.

1.10. Повышенная прочность структурных связей позволяет проектировать в массивах воздушно-сухих (в периоды строительства и на перспективу эксплуатация земляного полотна) лессовых грунтов откосы выемок крутизной 1:0,1 и 1:0,5. При периодических очистках от выветривающегося лессового грунта и заглаживании поверхности такие откосы высотой до 30 м, а в отдельных случаях и более высокие устойчивее, нежели более пологие. В сухом климате откосы зарастают медленно и пологие откосы подвержены размывам, увлажненные грунты на них нередко оплывают. От отвесных и крутых обрывов и откосов дождевые капли, градины, снежинки отражаются и падают к подошве.

1.11. Эта же прочность обусловливает трудности разрушения блоков и комьев воздушно-сухих лессовых грунтов при укладке и уплотнении их в теле насыпи, дамбы, планировках поверхностей. Часть комков не разрушается. Для достижения проектной плотности грунта в возводимом земляном сооружении в целом смежные с комками участки переуплотняются. Так создается неоднородность состояния лессового грунта в насыпи, что необходимо учитывать при сооружении земляного полотна.

На участках общего (подъем уровня грунтовых вод по периферии вновь заполняемых водохранилищ) или местного (неисправности водоотводов) увлажнения происходит доуплотнение грунта насыпи в местах, где он недостаточно дезагрегирован.

1.12. Размягчение, частичное или полное разрушение структурных связей водой обусловливают просадки при замачивании лессовых грунтов в основаниях сооружений и зданий и оврагообразование [4-10].

Просадки оснований происходят на дорогах преимущественно на площадках станций, жилых поселков и промышленных предприятий транспорта у отдельных зданий, сооружений, коммуникаций [15].

Просадки основания земляного полотна, местные размывы возможны при неисправностях дренажей, водоотводов, подходов и выходов у искусственных сооружений. При текущем содержании этих сооружений в соответствии с действующими правилами эксплуатации подобные деформации, как правило, не наблюдаются.

2. ТЕХНОЛОГИЯ ОТБОРА ОБРАЗЦОВ ЛЕССОВЫХ ГРУНТОВ

Бурение скважин

2.1. Для проходки скважин рекомендуются станки УГБ-50, ЛБУ-50, БУЛИЗ-15, БУ-20-2VIII, БУГ-100, УКС-22М, БУКС-ЛГТ, Д-5-25, Д-6-15.

2.2. Технология бурения скважин должна обеспечить [16]:

высокую рейсовую скорость проходки;

вертикальность ствола скважины;

сохранность сложения грунта ниже забоя;

возможность применения грунтоносов диаметром 108, 89 мм и, как исключение (только для определения плотности грунта), 70 мм.

2.3. Высокую рейсовую скорость проходки скважин способом «свободного падения» обеспечивают бурением при минимальной работе, затрачиваемой на погружение бурового наконечника на максимальную глубину.

Величину минимальной работы рекомендуется определять опытным путем. Для этого в однородных по визуальному определению грунтах и при постоянном оборудовании станка (лебедкой, тросом, блоком, буровой штангой и буровой гильзой) сбрасывают буровой снаряд с различных глубин над забоем скважины. При этом фиксируют значения высоты сбрасывания и глубину погружения гильзы в грунт или высоту образца.

Строят график зависимости (рис. 1) в координатах: высота сбрасывания - глубина погружения (или высота образца). Начало участка, где кривая выполаживается, дает значение минимально необходимой работы, т.е. работы, при которой дальнейшее увеличение высоты сбрасывания практически не увеличивает глубину погружения бурового наконечника. Полученные данные следует записать в буровой журнал.

Рис. 1. Определение оптимальной высоты сбрасывания бурового инструмента:

hс - высота сбрасывания; hп - глубина погружения

На рис. 1 минимальная необходимая работа проходки соответствует высоте сбрасывания бурового инструмента 3 м.

Уменьшить высоту сбрасывания можно увеличением массы буровой штанги. Однако указанный прием может быть применен с известными ограничениями, так как при этом ухудшается мобильность установки и усложняется ее техническое обслуживание.

2.4. Бурение скважин рекомендуется производить стандартной буровой гильзой с внутренней конусностью.

Стандартная гильза представляет собой металлический цилиндр, гладкоствольный снаружи и с внутренней конусностью режущей кромки. Она изготавливается из стандартных обсадных труб без уменьшения толщины стенки (рис. 2, а). Соединение гильзы с буровой (ударной) штангой осуществляется переходником с конической резьбой, составляющим единое целое с гильзой. Для быстрого извлечения образца грунта в гильзе делают продольный вырез.

Ряс. 2. Буровые наконечники:

а - стандартная буровая гильза; б - тонкостенная буровая гильза

При бурении стандартной гильзой отмечают минимальное уплотнение грунтов в стенках скважин и существенное уплотнение их внутри гильзы и ниже забоя скважины [17].

Рейсовые углубления скважины при бурении стандартной гильзой не требуют перехода на меньший диаметр или разбуривания скважины до глубины 30-40 м. Таким образом, стандартная гильза является эффективным буровым наконечником для проходки. Но следует учесть, что вследствие уплотнений грунтов ниже забоя скважины применение стандартной буровой гильзы прекращают за 0,5-1 м до глубины отбора монолита.

2.5. За 0,5-1 м до намеченной глубины отбора монолита стандартную гильзу заменяют тонкостенной гильзой с утолщением на конце (см. рис. 2, б), продолжая ею проходку скважины небольшими рейсами.

Буровая тонкостенная гильза с утолщением в нижней части боковой поверхности представляет собой металлический цилиндр, гладкоствольный внутри и с наружной конусностью режущей кромки. Ее изготавливают из стандартных обсадных труб со значительным уменьшением наружного диаметра.

На расстоянии 30-50 мм от нижнего торца первоначальную толщину стенки в виде узкой полоски сохраняют и придают ей конусность в обе стороны: к торцу (около 1) и буровой штанге (около 45°). Переходник с конической резьбой соединен с гильзой при помощи сварки. В гильзе имеется продольный вырез для выталкивания образца грунта. Через вырез можно производить описание образца и отбирать пробы грунта.

Стенки скважины после извлечения тонкостенной гильзы уменьшаются в диаметре, что происходит за счет упругих деформаций, которые образуются при уплотнении грунтов вследствие наружной конусности гильзы. Уменьшение диаметра скважины при применении тонкостенной гильзы с утолщением на конце не обеспечивает эффективной проходки скважины одним диаметром до глубины более 10-12 м, однако грунты ниже забоя минимально уплотняются.

2.6. Вертикальное положение ствола скважины может быть нарушено при проходке насыпных грунтов или грунтов с крупными включениями.

При проходке скважины в насыпных грунтах нужно укреплять ее ствол обсадными трубами на всю толщу этих грунтов. После обсадки следует проверить вертикальность ствола, освещая скважину карманным фонарем или лучом, отраженным зеркалом; за трубное пространство необходимо засыпать и по возможности утрамбовать.

При проходке скважин в грунтах с крупными включениями следует применить более тяжелую ударную штангу и толстостенную гильзу. Проходку ведут возможно более короткими рейсами.

Иногда при проходке слабопрочных структурных лессов грунт на забое, разрыхляясь, превращается в несвязную массу и не поднимается на поверхность. В этом случае проходить скважину рекомендуется возможно более короткими рейсами, поочередно погружая ударную тонкостенную гильзу с утолщением на конце и грунтонос.

При установлении уровня грунтовых вод в толще лессовых пород извлекают из скважины образец грунта. Если в тени через несколько минут после извлечения из скважины на гранях образца появляется капли воды, проходку скважины останавливают на сутки для стабилизации уровня грунтовых вод,

Отбор монолитов

2.7. Отбор монолитов следует производить грунтоносами. Грунтонос Д- (рис. 3) состоит из следующих частей: грунтоприемной гильзы, удлинителя и переходника на буровую штангу.

Грунтопремную гильзу изготавливают из стандартных обсадных труб. Наиболее часто применяют грунтонос диаметров 108 или 89 мм (диаметр последнего принимают по наружному диаметру удлинителя). Корпус гильзы по наружному диаметру обтачивают до диаметров 106 и 86 мм для уменьшения толщины стенок. В верхней части гильзы есть резьба для соединения с удлинителем, в нижней - коническая заточка по наружной поверхности для создания острой режущей кромки. Толщина стенки гильз сведена до минимума (1,5-2 мм). Внутренняя поверхность гильзы тщательно отшлифована. Коническая заточка по наружной поверхности предохраняет монолит грунта от уплотнения, а благодаря разнице внутренних диаметров пояска и корпуса гильзы грунт свободно разуплотняется и уменьшается трение монолита о внутреннюю поверхность грунтоприемной гильзы в процессе ее внедрения в грунт.

Рис. 3. Грунтонос Д-1М:

1 - грунтоприемная гильза; 2 - удлинитель; 3 - окно в удлинителе; 4 - переходник на буровую штангу

Удлинитель, служащий для свободного отвода воздуха над монолитом и накопления бурового шлама, представляет собой цилиндр с продольным вырезом и резьбой с обеих сторон для соединения с грунтоприемной гильзой и переходником. Удлинитель изготавливают из обсадной трубы без уменьшения толщины стенки. Длина удлинителя 200 мм.

Для возможности отбора монолитов ниже уровня грунтовых вод устраивают специальный клапан.

2.8. Кроме грунтоноса Д- для отбора монолитов рекомендуется экспериментальный подпружиненный грунтонос (конструктор Б. А. Биневич), который позволяет отбирать монолит точно заданных размеров, что особенно важно при применении тяжелых ударных штанг.

Подпружиненный грунтонос состоит из грунтоприемной гильзы, удлинителя с двумя продольными окнами, внешнего цилиндра с опорным кольцом, пружины, расположенной в удлинителе, винта, регулирующего расположение опорного кольца относительно торца грунтоноса (рис. 4). Внешний цилиндр при помощи пальцев, заходящих в окна удлинителя, соединен с пружиной, рассчитанной на максимальное усилие сжатия 5000 Н. Высота пружины 120 мм, диаметр 60 мм, диаметр витка 8 мм, величина сжатия пружины при максимальной нагрузке 50 мм.

Рис. 4. Подпружиненный грунтонос:

1 - переходник на буровую штангу; 2 - удлинитель с окнами; 3 - пружина; 4 - наружный цилиндр с опорным кольцом; 5 - установочный винт; 6 - грунтоприемная гильза грунтоноса Д-1М

При погружении в забой скважины грунтоприемная гильза свободно движется до уровня опорной площадки внешнего цилиндра, а затем плавно тормозится при сжатии пружины до полной остановки. Отрыв монолита грунта от забоя скважины в связи с подпружиниванием осуществляется плавно. Такое взаимодействие грунтоноса с грунтом позволяет искусственно влиять на глубину погружения снаряда.

2.9. Перед опусканием грунтоноса в скважину следует очистить забой от осыпавшегося грунта, проверить состояние грунтоноса (цилиндричность гильзы, качество резьбовых соединений), очистить поверхность деталей от ржавчины и смазать техническим вазелином.

Отбор монолитов следует производить при минимальной работе, необходимой для отбора, монолита достаточной высоты и ненарушенного сложения грунта.

После установления минимальной работы грунтонос соединяют с буровой штангой и плавно опускают на ненарушенный забой, отметив в журнале и на тросе положения забоя. Затем грунтонос поднимают на определенную ранее высоту, выжидают 1 мин и сбрасывают, замеряют по тросу глубину погружения грунтоноса. Плавно извлекают снаряд и устанавливают высоту монолита. Последняя должна равняться глубине погружения грунтоноса. Если высота монолита меньше глубины погружения грунтоноса, следует вновь определить минимальную работу для отбора монолитов, проверить качество оборудования.

Затем грунтонос вывинчивают из удлинителя, осматривают поверхность отрыва монолита грунта от забоя, фиксируют в буровом журнале характер поверхности отрыва, наличие макропор, включений, их размеры. Осторожно ножом вырезают нижнюю часть монолита на глубину внутреннего клиренса. После этого визуально наблюдают за зазором между боковой поверхностью монолита и внутренней стенкой грунтоноса. Затем монолит грунта свободно извлекают из грунтоноса, фиксируя его положение выталкивателем. В трех местах замеряют длину и высоту монолита, в буровом журнале описывают характер макропор, состояние боковой поверхности и торцов. Верх монолита помечают крестом. Длина монолита не должна превышать длины гильзы грунтоноса.

При работе с подпружиненным грунтоносом следует установить низ пружины в удлинителе (см. рис. 4) с помощью винта в такое положение, чтобы с учетом сжатия пружины длина монолита была не менее 100 мм.

Тщательное соблюдение технологии отбора позволяет получить монолиты грунта высокого качества (приложение 1 и [18]).

Консервация монолитов грунта

2.10. После отбора монолитов лессовых грунтов их немедленно консервируют. Для консервации не следует применять чистый парафин, так как последний часто дает трещины, в монолиты водонасыщенных лессовых грунтов при этом теряют влажность. Так, например, образцы лессовых пород, которые хранились шесть месяцев, уменьшили влажность на 30-40 %. Поэтому в парафин необходимо добавлять пластифицирующие добавки. Наиболее часто применяют смесь из 85 % парафина и 15 % гудрона. Общая толщина слоя мастики не должна превышать 3 мм.

Для консервации образцов применяют также латекс Л-7, изготовляемый из синтетического каучука и ревультекса на натуральной каучуковой основе. Монолит погружают в латекс на 1-2 мин, затем высушивают. Получается непрерывная резиновая оболочка толщиной 0,03-0,1 мм. Для получения более толстой пленки (1-2 мм) в качестве коагулятора используют 15 %-ный раствор хлористого кальция.

2.11. Каждый монолит снабжают этикеткой, на которой должны быть указаны: верх (низ) монолита; наименование организации и экспедиции, проводящей изыскания; наименование объекта; номер образца по буровому журналу; название выработки, ее номер, глубина отбора; наименование породы по визуальному определению; дата отбора; должность, фамилия и подпись лица, проводившего отбор образца.

2.12. Особое внимание следует уделять транспортировке образцов в лабораторию. Монолиты тщательно упаковывают в ящики с опилками и стружкой. Ящики не следует кантовать и подвергать толчкам и ударам.

Контроль качества монолитов грунта

Контроль качества монолитов, отобранных из скважин грунтоносами, следует проводить в полевых и лабораторных условиях.

2.13. В полевых условиях осмотр начинают с изучения торцевой поверхности монолита, при этом отчетливо фиксируют всю структуру грунта-макропоры, трещины и т.д. Обычно макропоры распространяются на всю мощность лессовой толщи. Они прослеживаются в виде округлых отверстий. Уменьшение их в размере возможно только при приложении больших нагрузок, так как поверхность макропор упрочнена известкованием. Поэтому при действии уплотняющих нагрузок появляются только трещины на поверхности.

Следует отличать трещиноватость естественную от искусственной. На поверхности естественных трещин, как правило, имеется налет солей железа, марганца и др. Поверхность искусственных трещин имеет вид свежего излома. На боковой поверхности монолита фиксируют набольшую кольцевую трещиноватость вследствие трения грунта о металлическую поверхность входного отверстия грунтоноса. В лессах эта трещиноватость меньше, чем в лессовидных суглинках.

Если монолит имеет ярко выраженное одностороннее задирание, то это свидетельствует об искривлении ствола скважины или о дефекте грунтоноса.

Качественный монолит должен свободно двигаться в гильзе от слабого нажатия выталкивателя. Значительное усилие при выдавливании монолита грунта из гильзы грунтоноса свидетельствует об его уплотнении сжимающими напряжениями с торцов. Такой монолит не пригоден для определения свойств лессовой толщи ненарушенного сложения.

2.14. В лабораторных условиях прежде всего следует оценить качество парафинирования монолитов, правильность заполнения этикетки (см. п. 2.11), обращая особое внимание на сохранность гидроизоляционной оболочки (в ней не должно быть трещин и вмятин).

После вскрытия монолиты из внутренней поверхности оболочки не должно быть влаги.

В случае нарушения гидроизоляционной оболочки или сложения грунта образцы следует принимать к лабораторным испытаниям только как породы нарушенного сложения, о чем в примечании к бланку испытаний делают соответствующую надпись.

При работе с монолитами в лаборатории следует учесть, что сложение зоны боковой поверхности и нижней части монолита во всех случаях отбора их из скважин изменено внедрением грунтоноса в грунт.

Зону деформации боковой поверхности монолита грунта можно определить, если оставить его на сутки при комнатной температуре и затем разрезать ножом по диаметру. При подсушке монолита деформированная часть более резко отличается по цвету от недеформированной.

По данным исследований Б. А. Биневича по отбору лессовых грунтов Украины грунтоносом Д-, общая толщина нарушенной боковой зоны монолита составляет от 2 до 20 мм.

2.15. При контроле качества монолитов грунтов ненарушенного сложения в лабораторных условиях необходимо выполнять следующие условия:

1. Монолиты должны быть отобраны из одного инженерно-геологического элемента, выделяемого в полевых условиях при бурении по единой технологии.

2. Из одного инженерно-геологического элемента контролю подвергают не менее трех монолитов, а из каждого из них определяют не менее трех значений свойств грунтов.

3. Определение изучаемых свойств грунтов для их сравнения проводят по единым методикам, так, например, нельзя сравнивать результаты определения сопротивления грунтов сдвигу, полученные на основании быстрого и медленного сдвига.

4. Контроль качества монолитов грунта проводят по результатам определения коэффициента пористости. Для более достоверного суждения о качестве образцов дополнительному анализу подвергают результаты определения относительной просадочности.

Если при проведении контроля качества монолитов не соблюдаются условия 1-3, то не может быть достоверного суждения о качестве образцов.

2.16. Монолиты грунта ненарушенного сложения должны обладать также следующими признаками:

1. Соблюдается качественная корреляция, контролируемых свойств между собой, для чего должны быть известны общие характерные особенности изучаемых свойств грунтов в зависимости от геоморфологических, фациальных и гидрогеологических условий залегания данного слоя и подстилающих пород.

Примечание. Наиболее просадочны лессы золового и пролювиального происхождения, древне- или среднечетвертичного возраста, образующие мощные сухие толщи. Наименее просадочны лессовидные глины и тяжелые суглинки аллювиального и делювиального происхождения - овражно-балочные выполнения и аллювий первых надпойменных террас. Наиболее высокую просадочность проявляют лессы с низкой влажностью и плотностью, высокой активной пористостью.



Документ сокращен, так как он очень большой. Для просмотра полной версии этого документа пройдите по ссылке Бесплатный заказ нужного документа

 
< Пред.   След. >
Полезное: