Гост отбор точечных проб грунта. Исследование почвы: причины, методы и особенности процедуры

Дети часто ломают игрушки, разбирая их на составные части для того, чтобы узнать, как они устроены. Так и инженеры-геологи «разбирают» отобранные образцы пород и воды на части, чтобы узнать, из чего они состоят. Отбор проб грунта производится во время бурения скважины или копания шурфа. Монолиты аккуратно извлекаются и тщательно упаковываются. В результате компрессионного испытания, или исследования на сопротивление срезу, образец ломается, но мы получаем необходимую информацию.

В лаборатории отобранные образцы подвергают высушиванию, взвешиванию, размельчению. Определяют гранулометрический состав. Устанавливают содержание органики. Давят, срезают.

Из скважин и водотоков производится отбор проб воды. Отобранную воду делят на порции для установления содержания различных компонентов. При обычном химическом анализе определяют содержание гидрокарбонатов, хлора, кальция, магния и некоторых других компонентов. Воде даётся название, и она классифицируется по агрессивным свойствам.

Что дают лабораторные определения?

Показатели агрессивных качеств воды позволяют заблаговременно подготовиться к тому, что сезонное изменение уровня подземных вод будет неблагоприятно сказываться на состоянии бетонных конструкций, находящихся в сфере её воздействия. Можно взять более прочную марку бетона для таких конструкций.

Деформационные и прочностные характеристики грунта, определяемые либо лабораторным способом, либо по таблицам (по установленным всё в той же лаборатории физико-механическим свойствам), позволяют выполнить расчёт крепких, надёжных фундаментов.

Для чего и в каких объёмах выполняют отбор проб грунта и воды?

Образцы грунта, в зависимости от целей, для которых отбирают, берут на различной глубине. Так экземпляры нарушенной структуры, отбираемые для определения коррозийной активности грунтов по отношению к свинцовой оболочке кабеля, берут на глубине заложения кабеля, указанной в техническом задании. Для производства данного опыта требуется большое количество грунта, поэтому отбирают в одном месте (с одной глубины) два-три стандартных мешочка для отбора проб.

Для определения гранулометрического состава из толщи песков в нужных местах (при смене грансостава, для опробования слоя и так далее) отбирают по одному мешочку. Если необходимо определить влажность песка, пробу небольшого объёма (1 бюкс) следует герметически упаковать.

Пробы воды отбирают в хорошо закрывающиеся ёмкости.

Каким образом идентифицируются отобранные образцы?

Каждая проба грунта и воды подписывается. В этикетке, сопровождающей пробу, должно быть указано следующее:

• шифр объекта;
• номер скважины;
• глубина опробования;
• наименование грунта;
• дата опробования;
• подпись геолога.

В полевом журнале в обязательном порядке указывается место взятия образца.

Отобранные пробы воды и грунта доставляются в лабораторию. Геолог в камеральных условиях готовит задание в лабораторию, указывая в ведомости место взятия образца, его размер и те определения, которые ему нужны.

ГОСТ 12071-2000

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГРУНТЫ
и хранение образцов

МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, ТЕХНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ
И СЕРТИФИКАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
(МНТКС)

Москва

Предисловие

1. РАЗРАБОТАНГосударственным Федеральным унитарным предприятием "Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве" (ПНИИИС) Госстроя России.

ВНЕСЕН Госстроем России

2. ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 6 декабря 2000 г.

4. ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 июля 2001 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 20 декабря 2000 г. № 129.

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГРУНТЫ
Отбор, упаковка, транспортирование
и хранение образцов

SOILS
Sampling, packing, transportation and keeping of samples

Дата введения 2001-07-01

1. Область применения

Настоящий стандарт распространяется на все грунты и устанавливает требования к отбору, упаковке, транспортированию и хранению образцов грунтов при производстве инженерно-геологических изысканий для строительства.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2488-79 Церезин. Технические условия.

4. Общие положения

4.1. Отбор образцов грунта нарушенного или ненарушенного сложения (монолитов) следует осуществлять в зависимости от свойств грунта и целевого назначения инженерно-геологических работ.

4.2. Образцы грунта отбирают из зачищенных забоя и стенок горных выработок (шурфов, котлованов, буровых скважин и т.п.), естественных и искусственных обнажений и дна акваторий.

4.3. Монолиты сразу после отбора должны быть ориентированы (отмечают верх монолита).

4.4. Размеры образцов и их число должны быть достаточными для выполнения необходимого комплекса лабораторных работ по определению состава, состояния и свойств грунта и отвечать требованиям соответствующих стандартов на методы определения характеристик грунтов ().

4.5. Минимальные размеры монолитов, отбираемых из открытых горных выработок, должны быть 100 ´ 100 ´ 100 мм, а из буровых скважин - по .

4.6. Горны выработки, из которых производят отбор образцов, должны быть защищены от проникновения поверхностных вод и атмосферных осадков, а в зимнее время - от промерзания.

4.7. Горные выработки для отбора образцов мерзлого грунта необходимо проходить без предварительного протаивания грунта и при условии предохранения места отбора образцов от протаивания и подтока надмерзлотных вод.

5.5. Внутренний диаметр башмака грунтоноса должен превышать внутренний диаметр рабочих колец лабораторных приборов на общую толщину нарушенной периферийной зоны образца ().

6.2. Отбор образцов из открытых выработок следует выполнять из лунки на дне выработки или борозды на ее стенке после предварительного удаления засохшего или размоченного грунта.

6.3. Для отбора образцов водонасыщенного грунта, для которых не требуется сохранение природной влажности, бурение скважин допускается производить с применением глинистого раствора плотностью не менее 1,2 г/см 3 .

6.4. Для отбора образцов грунта, требующих сохранения природной влажности, бурение скважин следует вести без применения промывочной жидкости и без подлива в них воды, с пониженным числом оборотов бутового инструмента (не более 60 об/мин).

7.2. Монолиты, у которых сохраняется форма без жесткой тары, отбирают с помощью ножа, лопаты и пр. В виде куска грунта (обычно в виде куба или параллелепипеда).

7.3. Внутренний диаметр режущего кольца определяют с учетом требований . Высота кольца должна быть не менее одного диаметра кольца.

7.4. Монолиты скального рыхлого и малопрочного, а также крупнообломочного грунта допускается отбирать способом насаживания тары на образец.

7.5. Из буровых скважин монолиты следует отбирать грунтоносами с уровня зачищенного забоя скважины.

Бурение скважин при этом осуществляется без подлива воды с перекрытием водоносных горизонтов обсадными трубами. При проходке оплывающих и осыпающихся грунтов обязательно применяют обсадные трубы.

Применение ударных инструментов, нарушающих естественное сложение грунта, допускается только до глубины, меньшей на 1 м глубины отбора монолита.

7.6. При отборе монолитов из буровых скважин применяют грунтоносы обуривающего, вдавливающего, забивного и вибрационного типов.

Тип грунтоноса, его конструкцию и параметры погружения следует выбирать в зависимости от класса грунта и его разновидностей ().

7.7. Для отбора монолитов скальных и полускальных очень плотных грунтов следует применять одинарные колонковые трубы. В качестве промывочной жидкости допускается использовать воду.

7.8. Для отбора монолитов скальных и полускальных рыхлых водопроницаемых грунтов следует использовать двойные колонковые трубы с внутренней невращающейся трубой.

При отборе монолитов следует соблюдать следующий режим бурения:

Максимальная длина рейса не должны превышать 2,0 для скальных, 1,5 - для крупнообломочных грунтов и 0,7 м - для песков и глинистых грунтов. Высота монолита должна быть не менее его диаметра.

7.9. Отбор монолитов мерзлого грунта следует производить с учетом требований , .

8. Упаковка образцов

8.1. Образцы грунта нарушенного сложения, для которых не требуется сохранение природной влажности, укладывают в тару, обеспечивающую сохранение мелких частиц грунта ().

8.2. Образцы грунта нарушенного сложения, для которых требуется сохранение природной влажности, укладывают в тару с герметически закрывающимися крышками (). Грунт должен заполнить тару полностью.

Примечание - Образцы грунта, предназначенные для определения влажности, необходимо взвесить сразу после отбора.

8.3. Внутрь тары вместе с образцом грунта нарушенного сложения укладывают этикетку, завернутую в кальку, покрытую слоем парафина с гудроном; вторую этикетку наклеивают на тару. Содержание этикетки допускается наносить на тару.

8.7. При отборе монолита грунтоносом с керноприемной гильзой из плотной бумаги, хлорвинила или пластмассы, покрытой смесью парафина с гудроном, гильзу следует закрыт по торцам крышками. Соединения гильзы с крышками покрывают двойным слоем изоляционной ленты или парафинируют.

8.8. Монолиты мерзлого грунта следует изолировать способом намораживания на них корки льда толщиной не менее 1 см. Для этого монолит следует многократно погрузить в охлажденную воду или облить охлажденной водой. После каждого погружения или обливания вода на поверхности монолита должна быть заморожена. До замораживания на верх монолита следует уложить этикетку. Второй экземпляр этикетки необходимо прикрепить сверху монолита перед последним погружением или обливанием водой.

8.9. На этикетке необходимо указать:

наименование организации, проводящей изыскания;

наименование объекта (участка);

наименование выработки и ее номер;

глубину отбора образца;

краткое описание грунта (визуальное);

должность и фамилию лица, производящего отбор образцов, и его подпись;

дату отбора образца;

Этикетки должны заполняться четко, простым графитовым карандашом, исключающим возможность обесцвечивания или расплывания записей.

8.10. Образцы грунта, предназначенные для транспортирования в лаборатории, необходимо упаковывать в ящики (термосы).

Монолиты немерзлых грунтов укладывают в ящики со слоем стружки или опилок на дне толщиной не менее 5 см.

Монолиты мерзлых грунтов укладывают в специальные термосы, состоящие из наружного и внутреннего деревянных ящиков, пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом (хлопковая или стеклянная вата, сухой мох и др.).

При укладке монолиты отделяют от стен ящика плотным слоем заполнителя толщиной 3-4 см и друг от друга толщиной 2-3 см.

В качестве заполнителя используют влажные (для монолитов немерзлого грунта) или сухие (для монолитов мерзлого грунта) древесные опилки, стружку или аналогичные им по свойствам материалы.

Под крышку ящика следует положить завернутую в кальку ведомость образцов. Ящики надлежит пронумеровать, снабдить надписями: "Верх", "Не бросать" и "Не кантовать", а также адресами получателя и отправителя.

9. Транспортирование и хранение образцов

9.1. В лабораторию, расположенную вблизи места отбора, образцы допускается транспортировать без ящиков, но с обязательным соблюдением мер защиты от повреждения изоляционного слоя образцов и подсыхания грунта.

9.2. Монолиты грунта при транспортировании не должны подвергаться резким динамическим и температурным воздействия.

9.3. Монолиты немерзлых грунтов, упакованные в ящики, необходимо транспортировать при положительной температуре окружающего воздуха, а монолиты мерзлых грунтов - при отрицательной температуре воздуха или транспортом, оборудованным холодильными камерами.

9.4. Упакованные образцы грунта, доставленные в лабораторию без документации, принимать на хранение и производство лабораторных испытаний запрещается.

9.5. Упакованные образцы грунта нарушенного сложения, для которых требуется сохранение природной влажности, а также упакованные монолиты следует хранить в помещениях или камерах, в которых воздух имеет относительную влажность 70-80 % и температуру плюс 2-10 ° С; при хранении монолитов мерзлого грунта - относительную влажность 80-90 % и отрицательную температуру.

Примечание - Монолиты мерзлых грунтов допускается хранить в специальных горных выработках, пройденных в мерзлых грунтах.

При хранении монолиты не должны подвергаться резким динамическим воздействиям, касаться друг друга и стоек полок; должны размещаться на полках помещения (камеры) всей нижней поверхностью в один ярус таким образом, чтобы этикетки находились сверху. На монолитах запрещается помещать какие-либо предметы.

9.6. Срок хранения упакованных образцов грунта нарушенного сложения, для которых требуется сохранение природной влажности, с момента отбора до начала лабораторных испытаний не должен превышать 2 сут.

Сроки хранения монолитов немерзлого грунта с момента отбора до начала лабораторных испытаний в помещениях или камерах, соответствующих требованиям , не должны превышать:

1,5 мес - для скальных грунтов, песков, глинистых грунтов твердой и полутвердой консистенции;

1 мес - для других разновидностей грунтов.

Образцы мерзлого грунта допускается хранить не более 10 сут.

9.7. При длительном хранении монолитов немерзлых грунтов их необходимо покрыть влажной тканью или влажными опилками.

9.8. Монолиты грунта, имеющие повреждения изоляционного слоя, дефекты упаковки или нарушение условий хранения, допускается принимать к лабораторных испытаниям только как образцы грунта нарушенного сложения.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

Размеры и масса образцов для лабораторных испытаний грунтов

Таблица А.1

Методическое пособие к лабораторным работам по механике грунтов для студентов специальности 270105 «Городское строительство и хозяйство» всех форм обучения

Составили В.П. Ткаченко, М.Г. Оноприенко, Н.А. Иваненко

Рецензент: профессор, заслуженный деятель науки Кубани Е.Н. Пересыпкин

Сочи – РИО СГУ 2014

Введение

Для проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений необходимо определить физико-механические свойства грунтов и условия их залегания. Их определяют в процессе инженерно-геологических изысканий с использованием полевых и лабораторных методов исследований. Лабораторные методы исследований позволяют определить физико-механические свойства грунтов, отобранных в виде проб и монолитов в процессе выполнения инженерно-геологических изысканий. От точности полученных значений зависят точность расчетов, надежность и технико-экономические показатели строительства и эксплуатации сооружений.

Методические указания знакомят студентов с основными методами и приемами выполнения лабораторных анализов грунтов в пределах утвержденных программ обучения. До начала выполнения лабораторных работ студент должен предварительно проработать соответствующий теоретический материал, ознакомиться с настоящим методическими указаниями, а затем выполнить работу в учебной лаборатории. В конце очередного занятия студент должен оформить лабораторный журнал и показать его преподавателю. В журнале приводятся необходимые расчетные уравнения и графические результаты опыта. По окончании занятия студент обязан привести в порядок свое рабочее место и сдать его лаборанту.

Отбор образцов грунта для лабораторных работ.

Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов грунта для выполнения лабораторных исследований выполняется в соответствии с ГОСТ 12071 – 72.

Образцы грунта отбирают ненарушенного (монолиты) или нарушенного сложения из зачищенных забоя, стен горных выработок (расчисток, шурфов, дудок, котлованов и т.п.) и буровых скважин. Их количество, вид, размеры определяются программой изысканий, и может уточняться при выполнении лабораторных работ. Количество и вид образцов должно быть достаточным для проведения лабораторных исследований и контрольных определений. Монолиты из шурфов, котлованов, как правило, отбираются призматической, а из скважин грунтоносами – цилиндрической формы. Монолит, у которого не сохраняется форма без жесткой тары, отбирают методом режущего кольца по ГОСТ 5182-78. Внутренний диаметр режущего кольца при отборе монолитов крупноблочного грунта должен быть не менее 200 мм и не менее 90 мм для остальных видов грунтов. Высота кольца должна быть не менее одного и не более двух диаметров кольца.

Отбор монолитов не мерзлых песчаных и глинистых грунтов выполняют из скважин в процессе их бурения без применения промывочной жидкости с перекрытием водонасыщенных слоев обсадочными трубами.

После отбора монолитов немедленно приступают к их изоляции от наружного воздуха обматыванием марлей, пропитанной парафином. На верхнюю грань монолита ложится завернутая в кальку и пропитанная парафином этикетка. Монолит к марле опускают в расплавленный парафин, вынимают из него, а затем покрывают вторым слоем марли и еще раз парафинируют. На запарафинированный монолит ложится вторая этикетка, которая покрывается тонким слоем парафина, обеспечивающим чтение надписи на этикетке. В применяемый для изоляции монолитов парафин с целью увеличения его пластичности добавляют 35 – 50 % (по массе) гудрона.

На этикетке монолита указывается организация, выполняющая изыскания, наименование объекта, его местонахождение, название и номер выработки, номер монолита, глубина отбора, наименование грунта по визуальному определению, должность и фамилия лица, проводившего отбор монолита, его подпись и дата отбора. Этикетки заполняются простым графитовым карандашом.

Образцы грунта, предназначенные для транспортировки, упаковываются в ящики с заполнением свободного пространства опилками, стружкой, другими материалами с аналогичными свойствами. Под верхнюю крышку ящика ложится завернутая в кальку ведомость образцов со сведениями, указанными на этикетках. Ящики нумеруются, снабжают надписями "Верх", "Не кантовать", "Не бросать", адресами получателя и отправителя.

При транспортировке монолиты грунта не должны подвергаться резким динамическим и температурным воздействиям. До начала анализа их хранят в помещениях с относительной влажностью 50 – 60% при температуре 2 – 20 0 С. Монолиты мерзлого грунта хранят в камерах с относительной влажностью 80 – 90% при отрицательной температуре. Срок хранения монолитов 1,5 – 3 месяца в зависимости от состояния и вида грунта.

Монолиты грунта с повреждением гидроизоляционного слоя, дефектами упаковки и хранения принимать к лабораторным испытаниям запрещается. Их используют как образцы грунта с нарушенным строением.

Физическое состояние грунта устанавливается следующими определяющими характеристиками: естественная плотность, плотность частиц, влажность, гранулометрический состав. Прочность грунтов оценивается по определенным характеристикам сопротивления грунта сжатию и сдвига. Фильтрационные свойства грунтов характеризуются определенными значениями их проницаемости.

К вычисляемым характеристикам грунта относятся:

· Коэффициент пористости;

· Пористость;

· Степень влажности;

· Показатель текучести;

· Число пластичности;

· Коэффициент неоднородности песчаного грунта.

В соответствии с определяемыми и вычисляемыми характеристиками грунтов по СНиП 2.02.01 – 82 выполняется их классификация по типу, виду и состоянию. Характеристики грунта используют в расчетах для определения несущей способности, прочности и осадок оснований сооружений, устойчивости откосов, давления на ограждающие конструкции и т.д.