Офис: Москва, Кутузовский проспект, 9к2А
Время работы: 8:00 - 20:00 (Пн-Пт)
Статические и динамические
испытания свай в России и СНГ

Штамповые испытания грунтов Екатеринбург

Заказать

Штамповые испытания грунтов – полевой метод оценки модуля деформации грунтов природного сложения и искусственных оснований. Штамп - это жесткая металлическая конструкция, которая вдавливается в грунт. Благодаря своей жесткости конструкция считается недеформируемой в процессе приложения внешнего давления. Испытания могут проводиться в котлованах, шурфах, скважинах. Конструкции штампов в соответствии с ГОСТ 20276.1-2020 подразделяются на четыре типа. Три типа – это плоские штампы I,II,III,IIIa различной площади площадью 5000 и 2500 см2, 1000 и 600 см2, а четвертый тип – это винтовой штамп выполненный в форме винтовой лопасти, обеспечивающей возможность его ввинчивания без нарушения структуры грунта на заданную отметку.

Штампы различных типов

Штампы различных типов компании ООО НПО «ГЕОСМАРТ» имеющих сертификаты соответствия

Винтовой штамп (штамп IV типа) компании ООО НПО «ГЕОСМАРТ» имеющий сертификаты соответствия

Винтовой штамп (штамп IV типа) компании ООО НПО «ГЕОСМАРТ» имеющий сертификаты соответствия

Цель штамповых испытаний грунтов

Основной смысл проведения штамповых испытаний – получение данных о характеристиках сжимаемости грунта, важнейшей из которых является штамповый модуль деформации. По специальному заданию также определяется модуль деформации на ветви разгрузки и вторичного загружения (модуль упругости грунта).

Штамповые испытания проводятся на этапе инженерных изысканий для определения штампового модуля деформации грунта. Как было рассмотрено выше, штамповые испытания грунтов являются одним из обязательных методов для определения характеристик деформируемости грунтов природного сложения.

Основными задачами проведения контрольных испытаний грунтов штампами являются:

  • выполнения проектных требований в части достаточности величины приведенного модуля деформации основания E, мПа (кг/см2) при его закреплении;
  • оценка расчетного сопротивления основания буронабивных свай R, МПа.

Классификация штамповых испытаний

  1. Испытания грунтов круглым жестким штампом в котлованах и шурфах
  2. Испытания винтовым штампом в скважинах
  3. Штамповые испытания грунтов по методике ОДМ 218.5.007–2016 (DIN)
  4. Проведения штамповых испытаний с замачиванием просадочных грунтов
  5. Штамповые испытания в основании свай, изготавливаемых в грунте
  6. Испытания многолетнемерзлых грунтом горячим штампом

Преимущества штамповых испытаний

Своды правил в области инженерных изысканий и проектирования оснований вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений относит данный метод (испытания грунтов штампами) к эталонному по точности методу для оценки модуля деформации грунтов. Согласно п. 5.3.5 СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*.

Наиболее достоверными методами определения деформационных характеристик дисперсных грунтов являются полевые испытания статическими нагрузками в шурфах, дудках или котлованах с помощью штампов площадью 2500-5000 см2, а также в скважинах или в массиве с помощью плоского штампа или винтовой лопасти-штампа площадью 600см2 или прессиометров (ГОСТ 20276).

В настоящее время, одно из самых распространенных замечаний экспертов-геологов по результатам экспертизы инженерных изысканий сводится к отсутствию корректировки компрессионного (одометрического) модуля деформации на основе выполнения испытаний

Корректировка полученного по результатам компрессионных испытаний грунтов ИГЭ-2 модуля деформации не обоснована ссылками на нормативные документы. Значение приведено необоснованно. Поправочные коэффициенты для сооружений нормального уровня ответственности определяются по результатам проводимых параллельно испытаний того же грунта штампами, прессиометрами или в приборах трёхосного сжатия (ч. 1 ст. 15 Федерального закона от 30.12.2009 № 384-ФЗ, п. 5.3.7 СП 47.13330.2016).

В случае испытания несвязного грунта – проведение испытаний грунтом штампом является единственным способом получения наиболее достоверной информации о деформационных характеристиках дисперсных грунтов, в первую очередь оценка штампового модуля деформации грунтов.

Минимально необходимое количество испытаний на площадке строительства – два для каждого исследуемого инженерно-геологического элемента. Если расхождение в результатах составляет более 25%, проводят еще одного испытание, согласно п. 5.3.19 СП 22.13330.2016.

Ниже представлено видео с объекта, где выполнялись штамповые испытания свай по исследованию сопротивления пяты сваи с помощью штампа.

Оборудование для штамповых испытаний

Согласно требованиям ГОСТ 20276.1-2020, установка для проведения штамповых испытаний должна обеспечивать необходимую жесткость конструкции при передаче ступеней давлений, указанных в программе штамповых испытаний, а также должна быть устойчивой и соответствовать требованиям безопасности труда в строительстве.

Оборудования для проведения штамповых испытаний грунтов в котловане

  1. Жесткий круглый штамп
  2. Устройство для создания внешней нагрузки (домкраты)
  3. Система, воспринимающая реактивное усилие. Как правило, это тарированный груз, тяжелая строительная техника, грузовые машины, катки, грузовые платформы
  4. Реперная система для возможности для исключения влияния грунта за пределами штампа. Известно, что грунты обладают распределительной способностью и напряжения и деформации распространяются от штампа в стороны на некоторую величину, которая зависит от свойств грунтов и уровне контактных давлений под штампом. В этом случае установка измерительных приборов в непосредственной близости от штампа вызовет погрешности, связанные с зоной влияния при нагружении штампа
  5. Индикаторы, обеспечивающие точность измерений не менее 0,1 мм
  6. Датчик перемещений контрольный, который служит для оценки температурных деформаций при проведении штамповых испытаний

Принципиальная установка для испытаний грунтов с помощью штампов в котловане показана ниже.

Контрольные испытания грунтов  штампом I типа  5000 см2,  Мурманск

Контрольные испытания грунтов  штампом I типа  5000 см2,  Мурманск

Оборудование для испытания штампом в скважинах

Схема для проведения штамповых испытаний грунтов в котловане содержит:

  1. Жесткий круглый или винтовой штамп. Требования к конструкции винтового штампа приведены в приложении «Б» ГОСТ 20276.1-2020
  2. Устройство для создания внешней нагрузки (домкраты)
  3. Система анкерных балок, служащая для восприятия выдергивающих усилий. Соединяется с обсадной трубой (в случае испытаний в основании буровых или набивных свай) или с анкерными сваями, для случая испытания грунтов на этапе инженерных изысканий в скважинах
  4. Реперная система
  5. Прогибомеры, обеспечивающие точность измерений не менее 0,1 мм
  6. Контрольный прогибомер, устанавливаемый за пределами проведения испытаний. Служит для оценкиисключения температурных погрешностей при проведении испытаний методом штампа

Принципиальная установка для испытаний грунтов с помощью плоских и винтовых штампов III, IIIa и IV типов в скважинах показана ниже.

Контрольные испытания грунтов  в основании пяты буровой сваи плоским штампом, Тамбов, 2021

Контрольные испытания грунтов  в основании пяты буровой сваи плоским штампом, Тамбов, 2021

Принцип испытаний грунтов штампом. Программа штамповых испытаний

Штамповые испытания грунтов сводятся к измерению вертикального перемещения (осадки) штампа на каждой ступени прикладываемого давления. Величина ступеней давления зависит от плотности сложения и степени влажности несвязных грунтов (табл.2 ГОСТ 20276.1-2020) и коэффициента пористости и показателя консистенции глинистых грунтов (таблица 3 ГОСТ 20276.1-2020). Поскольку осадка не развивается мгновенно, а связана с процессами консолидации и ползучести (глинистые грунты), устанавливают периодичность снятия показаний на каждой ступени до наступления условной стабилизации. Величина условной стабилизации – это критерий, по достижении которого переходят на следующую ступень. Максимальное время стабилизации в соответствии с требованиями нового ГОСТ составляют 3 часа для глинистых грунтов текучей консистенции и 4 часа для органо-минеральных и органических грунтов. Для маловлажных песков средней крупности время условной стабилизации составляет всего 30 мин.

Работы по проведению штамповых испытаний по оценке модуля деформации грунтов проводят по утвержденной программе штамповых испытаний.

Проведение штамповых испытаний. Стоимость работ

Вид испытаний
(исследований)
Основные параметры
(нагрузка, число испытаний и др.)
?
В таблице приведены значения стоимости за ед. при общем количестве больше 6шт. При меньшем числе испытаний стоимость определяется отдельно
Цена
(за ед. руб.без НДС)
Оценка модуля деформации армированного грунта (штамп площадью 10 000см2)
По запросу
Заказать
Горячий штамп
Многолетнемерзлые грунты
60000
Заказать
Оценка коэффициента уплотнения прибором ДПГ
За серию
800
Заказать
Штамп I,II типа
глинистые
40000
Заказать
песчаные
25000
Заказать
Штамп III, IV типа - плоский - винтовой
глинистые
40000
Заказать
песчаные
20000
Заказать
Методика ОДМ 218.3.023-2012 (несколько ветвей нагружения)
Полускальные/песчаные
12000
Заказать

Испытания грунтов круглым жестким штампом в котлованах и шурфах

Методика проведения испытаний регламентирована ГОСТ 20276.1-2020 «Грунты. Метод испытания штампом».

При испытаниях штампов в котлованах или шурфах, размер (площадь) штампа назначается в зависимости от вида грунта по табл. 1 ГОСТ 20276.1-2020). Согласно п.4.8 ГОСТ 20276.1-2020 на отметке испытаний должен быть выполнен отбор проб с целью определения физических характеристик грунтов в лабораторных условиях. Проведение штамповых опытов проиллюстрировано ниже.

Испытания песчаного грунта штампом первого типа площадью 2500 см2 в шурфах

Испытания песчаного грунта штампом первого типа площадью 2500 см2 в шурфах

Испытания винтовым штампом и глубинным штампом

Испытания винтовым штампом или штампом IV типа выполняют для оценки модуля деформации грунтов на заданной отметке. Штамповые испытания грунтов рассматриваемым типом штампа особенно эффективно для массива грунта, сложенного слабыми водонасыщенными глинистыми грунтами или водонасыщенными песками, так как в этом случае данный метод позволяет избежать применения обсадных труб и бурения под бентонитовым раствором. К конструкции винтового штампа предъявляются жесткие требования, все его геометрические характеристики строго регламентированы с целью недопустить нарушения структуры грунта при ввинчивания и избежать эффекта буксования лопасти в грунте. Данные требования в табличной форме приведены в приложении «Б» ГОСТ 20276.1 -2020. Общий вид конструкции винтового штампа и процесс проведения испытаний представлены ниже. Если погружение винтового штампа затруднено или представляет трудности, выполняют испытания штампами III и III a типа в зависимости от уровня грунтовых вод. Данные испытания носят название – испытания грунтов в скважинах плоским шестисотым штампом.

Испытания глинистого грунта винтовым штампом на отметке -18.700, Курганская область. Конструктивное решение винтового штампа

Испытания глинистого грунта винтовым штампом на отметке -18.700, Курганская область. Конструктивное решение винтового штампа

Штамповые испытания грунтов по методике ОДМ 218.5.007–2016 (DIN)

Испытания грунтов штампами согласно DIN 18134–2012 «Soil – Testing procedures and testing equipment – Plate load test» проводятся для оценки качества подготовки искусственного основания через определение характеристик сжимаемости основания. Испытания проводятся плоским штампом 600 см2 с разгрузкой и вторичным нагружением. По результатам испытаний по методике ОДМ оценивается модуль общей деформации или модуль первичного нагружения, модуль упругости (определяется по второй ветви загружения) и модульный коэффициент KE по которому оценивается качество подготовки искусственного основания (должен быть не более 2,5).

Основные отличия от штамповых испытаний по методу ГОСТ 20276.1-2020 от метода ОДМ (DIN):

  1. Количество ступеней, методика ОДМ предполагает испытания грунтов штампом шестью ступенями давлений
  2. Испытания в обязательном порядке проводятся с разгрузкой грунта, хотя, в соответствии с п.5.4.4 ГОСТ 20276.1-2020 такие испытания проводятся только по специальному заданию
  3. Время условной стабилизации значительно меньше (максимальное время – 2 минуты), поэтому продолжительность штампового опыта значительно меньше для аналогичных грунтов, испытанных штампом по методике ГОСТ 20276.1-2020
  4. Определение значения модуля деформации имеет свои особенности в части выбора диапазона нагрузок. В целом оценка модуля деформации на ветви вторичного нагружения и разгрузки (модуль упругости грунтов) основан на решении Буссинеска о сосредоточенной силе, приложенной к упругому полупространству

Контроль качества уплотнения основания промышленного пола по методу ОДМ, Калининград, 2020

Контроль качества уплотнения основания промышленного пола по методу ОДМ, Калининград, 2020

Проведения штамповых испытаний просадочных грунтов. Методика испытаний грунтов штампами с замачиванием

Испытания просадочных грунтов с замачиванием проводят по схеме «одной» или «двух кривых», по построенным графическим зависимостям (рисунок Г.2 ГОСТ 20276.1-2020) оценивается величина штамповых модулей деформации соответствующих природной влажности и в условиях полного водонасыщения (в диапазоне давлений 0,1-0,4 МПа), а также величина относительной просадочности esl. Значение начального просадочного давления psl может быть определено только по схеме «двух кривых». На основе полученных значений делаются выводы о степени просадочности грунта основания.

Испытания просадочных грунтов имеют свои особенности, главными из которых является меньшая величина ступеней (0,025 МПа), более длительный период условной стабилизации (2 ч) по сравнению с песчаными и пластичными глинистыми грунтами. Но, главной особенностью, является, конечно, подготовительные работы, определения количества воды для замачивания, оценка степени влажности грунта по результатам замачивания.

Процесс испытания просадочного грунта штампом с замачиванием по схеме «двух» кривых, Краснодар, 2021

Процесс испытания просадочного грунта штампом с замачиванием по схеме «двух» кривых, Краснодар, 2021

Штамповые испытания под пятой сваи для опор мостов и путепроводов

Выполнение штамповых испытаний (испытаний грунтов штампами) в основании свай позволяет оценить работу пяты сваи.

Формула для оценки несущей способности свай-стоек имеет вид (формула 7.5 СП 24.13330.2011):

Формула для оценки несущей способности свай-стоек

В данной формуле за сопротивление грунта под пятой сваи отвечает величина R – расчетное сопротивление грунта под пятой. Различными отечественными и зарубежными исследователями предложено много различных аналитических формул для оценки предельного сопротивления (несущей способности) дисперсных грунтов в основании свай, основанных на теории предельного равновесия грунтов. Однако, строгие решения для некоторых практических задач получены только для случая плоской задачи. Поэтому, наибольшая достоверность определения величины R может быть обеспечена на основе вдавливания плоского шестисотого штампа III типа на проектной отметке будущей пяты сваи по методике проведения штамповых испытаний грунтов с некоторыми отличиями в части количества ступеней и методики обработки результатов.

Отправьте заявку и вам перезвонит специалист
* - Поля обязательные для заполнения
Нажимая на кнопку «Отправить»,
я даю согласие на обработку персональных данных
Николай Вахрамеев
Ведущий специалист
Написать специалисту

Отзывы о нас

Благодарственное письмо Трест Магнитострой

Благодарственное письмо Стеллар констракшен

Благодарственное письмо КККС

Выполненные объекты

Николай Вахрамеев
Ведущий специалист
Написать специалисту
Пишите в WhatsApp