Исследование грунта и почвенная разведка проводятся с целью изучения участка для получения четкой информации о свойствах грунта и гидрологических условиях на участке.
- 1. Открытая выемка
- 2. Метод бурения
- 4. Географические методы исследования почвы
Рекогносцировка участка
Рекогносцировка участка – это осмотр участка и изучение топографии с целью получения надлежащей информации о состоянии почвы и грунтовых вод.
Цель разведки почвы
Целью разведки участка является получение подробной информации о
Планирование разведки почвы
Планирование разведки почвы зависит от
Методы исследования почвы
Для изучения почвенных профилей используются различные методы исследования почвы:
1. Открытые раскопки
В конце концов, можно вырыть котлован для исследования небольших глубин, скажем, порядка 2-5 м или около того. Такой котлован может быть легко вырыт на предполагаемом месте строительства, если почва имеет небольшую связность, и образцы почвы могут быть подняты с такой разной глубины, кроме того, это позволяет легко визуализировать и исследовать различные пласты. Даже ненарушенные образцы почвы могут быть извлечены из такой ямы с помощью процесса, называемого отбором кусковых проб.
2. Метод бурения
Образцы почвы могут быть подняты с большей глубины путем бурения скважин с помощью механических устройств, называемых пробоотборниками.
Процесс состоит из
Методы бурения
1. Бурение шнеком
Это самый простой метод бурения скважины ручным буром. Они могут использоваться для небольших глубин, обычно ограниченных глубиной около 5 м или около того. В связных и других мягких грунтах выше уровня грунтовых вод можно использовать шнеки.
2. Бурение шнеком и снарядом
Шнеки подходят для мягких или жестких глин и очень жестких и твердых глин и песчаных насосов для песчаных грунтов. Цилиндрические шнеки и снаряды используются для глубокого бурения. Ручные и механизированные снаряды используются для глубины 25 м, 50 м соответственно.
3. Промывочное бурение
Это простой и самый быстрый метод, используемый для создания отверстий во всех типах грунтов, кроме валунов и скал.
4. Ударное бурение
Этот метод используется для создания отверстий во всех типах грунтов, включая валуны и скалы.
5. Роторное бурение (вращательное бурение)
Этот метод используется для продвижения скважины в скальных породах и грунтах. Для роторного бурения используются вращающиеся коронки, которые оснащаются алмазными коронками или стальными коронками с прорезями. Этот метод используется для получения кернов горных пород, поэтому этот метод называется керновым бурением или колонковым бурением.
Образцы почвы и отбор проб для бурового метода исследования почвы
1. Нарушенная проба
При отборе нарушенных проб естественная структура почвы частично или полностью изменяется или разрушается, хотя при соответствующих мерах предосторожности естественное содержание воды может быть сохранено. Потревоженный образец может быть получен путем прямых раскопок шнеком и толстостенными пробоотборниками.
2. Непотревоженная проба
В ненарушенном образце сохраняется естественная структура и свойства. Эти образцы используются для испытаний на сдвиг, консолидацию и проницаемость.
3. Нерепрезентативный образец
Состоит из смеси грунта из различных почвенных пластов. Размер почвенных зерен, а также минеральные составляющие, таким образом, могли измениться в таких образцах. Образцы почвы, полученные из шнековых забоев и осевшие в некоторых скважинах промывочных буров, могут быть отнесены к этой категории. Такие образцы могут помочь в определении глубины, на которой могут происходить серьезные изменения в подповерхностных слоях почвы.
Возмущение пробы
Это зависит от конструкции пробоотборников и методов отбора проб.
Факторы конструкции определяют степень возмущения:
i. Режущая кромка: Типичная режущая кромка пробоотборника показана на рисунке.
Важными конструктивными особенностями режущей кромки являются
a) Соотношение площадей
Где D1 и D2 – внутренний и внешний диаметры режущей кромки соответственно.
Соотношение площадей не должно превышать 25%. Для мягких чувствительных почв оно не должно превышать 10%.
b) Внутренний зазор: Обеспечивает упругое расширение образца, когда он попадает в трубку.
Где D3= внутренний диаметр пробирки с образцом.
Внутренний зазор должен находиться в пределах от 1 до 10%, для ненарушенного образца он должен быть в пределах от 0,5 до 3%.
c) Внешний зазор: Он не должен быть намного больше, чем внутренний зазор. Обычно он составляет от 0 до 2%. Это помогает уменьшить усилие, необходимое для извлечения пробирки.
Где D4 – внешний диаметр пробирки.
ii. Трение внутренней стенки: Стенки пробоотборника должны быть гладкими и смазанными надлежащим образом.
iii. Обратный клапан: Обратный клапан должен обеспечивать легкий и быстрый выход воды и воздуха при движении пробы.
3. Испытания на подповерхностное зондирование
Эти испытания проводятся для измерения сопротивления проникновению пробоотборной ложки, конуса или других фигурных инструментов при динамической или статической нагрузке. Эти испытания используются для исследования непостоянных твердых профилей для определения глубины залегания коренных пород или пластов, а также для получения приблизительных данных о прочности и других свойствах грунта.
Методами подповерхностных зондирующих испытаний являются:
i. Стандартное испытание на проникание (SPT)
Это испытание проводится в чистом отверстии диаметром от 55 до 150 мм. стороны отверстия поддерживаются обсадными трубами или буровым раствором. Пробоотборник с разъемной трубкой с внешним диаметром 50,8 мм и внутренним диаметром 38 мм вбивается в ненарушенную почву, помещается на дно скважины под ударами 65 кг приводного груза со свободным падением на 75 см.
Минимальная открытая длина пробоотборника составляет 60 см, пробоотборник сначала забивается на 15 см в качестве посадочного диска, затем на 30 см или до тех пор, пока не будет нанесено 100 ударов. Количество ударов, необходимое для того, чтобы пробоотборник вышел на 30 см за пределы посадочного места, называется сопротивлением проникновению и обозначается N.
Когда N больше 15, Терзаги и Пек рекомендовали использовать эквивалентное сопротивление проникновению Ne вместо фактически наблюдаемого значения N.
Гиббс и Хольц экспериментально изучили влияние давления вскрышных пород на величину N, и их модификация для воздушно-сухого или влажного песка может быть представлена соотношением,
где Ne= скорректированное значение влияния вскрышных пород
N= фактические значения ударов
= эффективное давление вскрышных пород (кН/кв.м)
Примечание: Сначала применяется коррекция вскрышных пород, а затем коррекция дилатансии.
ii. Испытание на проникающую способность конуса или испытание голландским конусом
Этот тип испытания проводится для получения непрерывной записи сопротивления грунта путем постоянного проникания под статическим давлением конуса с основанием 10 кв.см (3,6 см в диам.) и углом 60 градусов на вершине.
Чтобы определить сопротивление конуса, конус сначала опускается на расстояние 8 см и регистрируется максимальное значение сопротивления. Этот тест очень полезен для определения несущей способности ям в несвязном грунте. Сопротивление конуса qc (кг/кв.см) приблизительно равно 10-кратному сопротивлению пенетрации N.
4. Географические методы исследования почвы
i. Метод электрического сопротивления
Этот метод основан на измерении и регистрации изменений среднего удельного сопротивления или кажущегося удельного сопротивления различных почв. Испытание проводится путем введения четырех металлических шипов в качестве электродов в грунт вдоль прямой линии на равных расстояниях. Это показано на рисунке.
Постоянное напряжение прикладывается между двумя внешними электродами потенциометра, затем рассчитывается среднее значение падения потенциала между внутренними электродами.
Среднее удельное сопротивление (Ом-см)
Где D= расстояние между электродами (см)
E= падение потенциала между внешними электродами (вольт)
I= ток, протекающий между внешними электродами (амперы)
R= сопротивление (омы)
Отображение удельного сопротивления: Этот метод используется для выявления горизонтальных изменений в грунте, электроды, расположенные на постоянном расстоянии друг от друга, перемещаются группой вдоль линии испытаний.
Зондирование удельного сопротивления (Resistivity sounding): Этот метод используется для изучения вертикальных изменений; система электродов расширяется вокруг фиксированной центральной точки путем постепенного увеличения расстояния от начального небольшого значения до расстояния, приблизительно равного желаемой глубине исследования.
ii. Метод сейсмической рефракции
Этот метод является очень быстрым и надежным в установлении профилей различных пластов при условии, что более глубокие слои имеют все большую плотность, более высокую скорость и большую толщину.
Читайте далее:- Методы бурения для отбора проб грунта при исследовании почвы.
- Что такое исследование участка или разведка грунта? Цели и этапы.
- Тоннелепроходческая машина: Работа гиганта туннелестроения.
- Стандартное пенетрационное испытание (SPT) – процедура, меры предосторожности, преимущества.
- Как установить систему электрического заземления в здании?.
- Исследование грунта и типы фундаментов на основе свойств грунта.
- Шнековые сваи непрерывного действия: Конструкции и применение.