Штамповые испытания

ТОО «АзияГеоЦентр» является эксклюзивным дистрибьютором в Республике Казахстан британского концерна Tensar International Ltd., имеющего тридцатилетний опыт производства и использования геосинтетических материалов при возведении строительных конструкций, предлагает услуги по проведению штамповых испытаний грунтов и оснований.

Штамповые испытания грунтов и искусственных оснований является одним из точных методов по определению их фактических деформативных характеристик (модуля упругости и модуля деформации), а также несущей способности. Штамповые испытания позволяют контролировать деформационные характеристики конструктивных слоев (качество уплотнения) на всех этапах отсыпки и гарантировать факт достижения требуемой несущей способности. Таким образом, надзор за строительством дорог при помощи штамповых испытаний, гарантировано обеспечит Заказчику качество строительных работ и дальнейшую безотказную работу грунтового сооружения.

Методики проведения штамповых испытаний приводятся в нормативных документах ГОСТ 20276-99, ВСН 46-83, в Руководстве по методам полевых испытаний несущей способности свай и грунтов и ряде других своему содержанию и требованиям по проведению испытаний является DIN 18134 (Германия).

Вот только некоторые сравнения:

ВСН 46-83:

Испытания проводят на реальных конструкциях, имеющихся на дорогах или создаваемых в натурном масштабе на полигонах и в грунтовых каналах. Модули упругости грунтов земляного полотна и неукрепленных каменных материалов слоев оснований определяют испытанием местным нагружением.

Нагрузка па поверхность испытуемой конструкции передается через круглый жесткий штамп с диаметром, близким к размеру усредненного следа колеса расчетного автомобиля (30 см £ D £ 34 см) и домкрат, упираемый в раму, груженого автомобиля или упорную балку пресс-рамы на грунтовом канале. Нагрузку на штамп измеряют с помощью механического динамометра. Вертикальное перемещение штампа фиксируют прогибомером рычажного (часового) типа, измерительный стержень которого устанавливают в центре штампа.

Штамп устанавливают на испытуемый слои после тщательного выравнивания его поверхности тонким слоем (1-5 мм) из мелкого песка без нарушения сложившейся структуры материала и тщательно притирают.

Нагрузку при испытании прикладывают ступенями до максимального расчетного значения: 0,5 МПа па поверхности основания, 0,2 МПа на подстилающих слоях и песках и 0,5-1 МПа на связных грунтах земляного полотна (большие значения - при влажности грунта менее 0,7W_т); всего должно быть не менее 3-5 ступеней. Время выдерживания нагрузки 30 с и паузы после разгрузки по 30 с, время, затрачиваемое на нагружения и разгрузку, 10-20 с.

Отсчеты по индикаторам снимают после выдерживания заданной ступени нагрузки, а также после паузы, следующей за разгрузкой; перед снятием отсчетов повторно легко постукивают по швеллеру прогибомера (или опорной балке).

По разности отсчетов определяют упругую деформацию конструкции. На основании таких данных строят график зависимости упругой деформации от удельной нагрузки. График должен представлять собой плавную кривую без точек перегиба, выпуклую вверх - для зернистых материалов и вниз - для связных грунтов; при испытании слоистой конструкции из зернистых материалов и связных грунтов зависимость обычно близка к линейной.

Руководство по методам полевых испытаний несущей способности свай и грунтов:

В процессе подготовки и проведения испытаний должно обеспечиваться сохранение природного сложения грунтов под штампом, т.е. не допускаться его разуплотнения, изменение естественной влажности вследствие замачивания, высушивания или промерзания. Должно обеспечиваться плотное прилегание штампа к поверхности грунта.

Испытания грунтов штампом производят ступенчато-возрастающей вдавливающей нагрузкой.

Испытания начинают с предварительного уплотнения грунта нагрузкой, создающей природное давление на грунт в уровне подошвы штампа, но не менее 0,5 кгс/см².

Ступень нагрузки предварительного уплотнения и все последующие ступени следует выдерживать до условной стабилизации осадки основания.

За условную стабилизацию осадки основания на каждой ступени нагрузку принимают приращение осадки штампа не более 0,1 мм в течение 30 мин при крупнообломочных и песчаных грунтах и 1 ч при глинистых грунтах. Время выдержки каждой последующей ступени нагрузки должно быть не менее времени выдержки предыдущей.

Общее количество ступеней нагрузки штампа, включая последнюю ступень нагрузки предварительного уплотнения грунта, должно быть не менее пяти.

DIN 18134

Данная норма применяется при земляных работах и строительстве оснований и фундаментов, а также при строительстве путей сообщения.

Для проведения испытаний почвы сжатием нужны:

а) нагрузочные опоры (в качестве нагрузочной опоры подойдет, например, нагруженный грузовик, валик или соответствующая твердая опора);
б) приспособление для создания сжатия, состоящее из нагрузочной пластины, регулируемого сферического уровня (30-мин. уровень), нагрузочного приспособления, гидравлического насоса, гидравлического цилиндра и шланга высокого давления;
в) силомерное оборудование и оборудование для измерения осадки нагрузочной пластины перпендикулярно к поверхности, на которую прикладывается нагрузка (разрешение индикатора для вывода данных измерений должно быть не менее 0,01 мм).

Целью испытания почвы сжатием является определение линий осадки сжатия и характеристика деформируемости и несущей способности грунта на основании данных линий. На основании линий осадки сжатия можно вычислить модуль деформации Ev и модуль основания ks . Нагрузочная пластина должна плотно прилегать к контрольной поверхности. Для выравнивания неровностей при необходимости наносится слой толщиной в несколько миллиметров, состоящий из сухого песка средней зернистости или гипсового раствора. Затем на нагрузочную пластину оказывается предварительная нагрузка в течение примерно 30 секунд при сжатии 0,01 МН/м²при использовании нагрузочных пластин диаметром 300 мм и 600 мм и 0,005 МН/м²при использовании нагрузочных пластин диаметром 762 мм. Для расчета модуля деформации ЕV нужно приложить нагрузку при наличии как минимум шести нагрузочных этапов с соблюдением примерно одинаковых интервалов нагрузки до достижения выбранного максимального сжатия. Переход от одного нагрузочного этапа к другому должен быть завершен в течение примерно одной минуты. Среднее стандартное усилие сжатия σ0 под пластиной и соответствующие параметры осадки s на отдельных этапах нагрузки изображаются на диаграмме в виде линий осадки сжатия. Таким образом, сравнив требования к проведению испытаний, применяемое при этом оборудование и саму методику проведения штамповых испытаний в РК и Германии можно сделать вывод, что они фактически идентичны. Есть правда некоторые расхождения в расчете модуля деформации, но они не существенны, так как по графикам зависимости осадки штампа от прикладываемого давления можно всегда перейти от модуля ЕV к отечественному модулю деформации (разница между ними не превышает 5%). Еще есть некоторое отличие от отечественной методики. Оно заключается в том, что помимо определения деформативных характеристик грунта и основания можно определить коэффициент уплотнения грунта (соотношение ЕV2 / ЕV1 на подготовленном и хорошо уплотненном основании не должен быть более 2,5). Это и понятно ведь в принципе на хорошо подготовленном и уплотненном основании разница между модулем упругости и модулем деформации должна быть невелика, так как конструкция работает фактически в упругой стадии. А требование DIN, что основание перед укладкой должно иметь модуль деформации не менее 80 МН/м² (80 МПа) вполне обоснованно, так как при укладке капитальных покрытий на более слабое основание приведет к трещинообразованию и преждевременному разрушению покрытия.

Норма на штамповые испытания: 1 испытание на 500 м²