4.2. Динамическое зондирование грунтов конусом
Динамическое зондирование производят путем забивки в грунт зонда с одновременным измерением непрерывно (или через заданные интервалы по глубине) значений сопротивления грунта под наконечником. Этот метод обычно применяют в сочетании с другими видами инженерно-геологических исследований.
Преимуществом динамического зондирования является значительная величина силового воздействия, простота оборудования и производства работ, отсутствие анкерных устройств для восприятия реактивных сил. Динамическое зондирование позволяет исследовать грунты с высокими сопротивлениями прониканию конуса, а также производить испытания на площадках со слабым поверхностным слоем. Область применения динамического зондирования конусом ограничивается составом и сопротивляемостью (плотностью) пород. Метод неприменим в крупнообломочных грунтах, в песчано-глинистых породах с содержанием твердых включений более 40 %. Схема установки для динамического зондирования показана на рис. 4.1.
Рис. 4.1. Схема установки для испытания грунтов динамическим зондированием:
1 - конус с диаметром основания 74 мм и углом раскрытия 60°;
2 - штанга диаметром 42 мм; 3 – наковальня; 4 – ударник (молот) - 60 кг;
5 - устройство для регистрации количества ударов
Динамическое зондирование применяют для:
- выделения инженерно-геологических элементов (толщины слоев и линз, границ распространения грунтов различного состава и состояния);
- оценки пространственной изменчивости состава и свойств грунтов;
- определения глубины залегания кровли скальных и крупнообломочных грунтов;
- ориентировочной оценки физико-механических свойств грунтов;
- определения степени уплотнения и упрочнения грунтов во времени.
Особенность методики этого испытания заключается в том, что диаметр основания конуса больше диаметра штанги.
Глубину погружения зонда в грунт h от определенного числа ударов (залога) и число ударов N, затрачиваемых на интервал погружения зонда - 10 см принято называть показателем динамического зондирования.
Рис.4.2. Конус для динамического зондирования грунтов
1 - конус, 2 - штанга
Так как диаметр основания конуса 74 мм, что больше диаметра штанги, то между штангой и стенкой скважины грунта образуется щель, что уменьшает трение штанг о грунт. Но по мере заглубления зонда эта щель заполняется грунтом, что не может не сказаться на результатах испытания и этот фактор нужно учитывать при обработке данных испытания. Существенным недостатком динамических испытаний является следующее. На протяжении опыта соотношение между весами зонда и ударника(молота) изменяются более чем в 2 раза. Следовательно, при постоянстве всех прочих условий и однородности грунтов число ударов на каждые 10 см погружения зонда с глубиной будут возрастать, что необходимо учитывать.
При динамическом зондировании измеряют глубину погружения зонда h от определенного числа ударов молота(залога) и вычисляют условное динамическое сопротивление грунта погружению зонда pd.
В состав установки входят: зонд (разъемные трубы - штанги с коническим наконечником); ударное устройство (молот); наковальня; опорная рама с направляющими стойками; измерительное устройство (рис. 4.1).
В зависимости от величины условного динамического сопротивления грунта установки для зондирования подразделяются на три типа (табл. 4.2).
Таблица 4.2