1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШТАМПОВЫХ ИСПЫТАНИЙ
Штамповые испытания грунтов представляют собой полевой метод, для получения наиболее достоверного определения деформационных характеристик грунтов, слагающих основание проектируемого сооружения. Суть метода заключается в натурном моделировании взаимодействия основания и фундамента проектируемого сооружения.
Штамп – жесткая металлоконструкция с плоским основанием круглой формы площадью 600см2, 2500см2, 5000см2 ( тип штампа I-III, а также IIIа) и винтовой площадью 600см2 (тип штампа IV), устанавливаемая на заданную глубину в котловане, шурфе или скважине, нагружаемая при помощи домкрата или тарированного груза ступенями давления с параллельно проводимыми измерениями осадки штампа.
Недеформируемый штамп дает возможность проводить испытания на различных объектах, где будут в скором времени проходить строительные работы.
2. ЗАЧЕМ ПРОВОДИТЬ ИСПЫТАНИЯ
Главная цель проведения тестов при помощи штампов – получение точных сведений о сжимаемости грунта.
По результатам штамповых испытаний будут получены важнейшие показатели деформационных характеристик грунтов, участвующие в расчетах устройства фундаментов проектируемых сооружений – модуль деформации, модуль деформации по вторичной ветви нагружения, расчетное сопротивление грунта, коэффициент уплотнения грунта, а для просадочных грунтов – начальное просадочное давление и относительная деформация просадочности.
Штамповые испытания являются обязательным методом полевых исследований грунтов при инженерно-геологических изысканиях на объектах повышенного уровня ответственности и объектах нормального уровня ответственности в сложных инженерно-геологических условиях, без выполнения которых проектируемый объект не сможет пройти экспертизу.
Среди задач типов тестовых работ можно выделить:
- штамповые испытания грунтов в основании проектируемого плитного типа фундамента;
- использование винтового штампа в скважине для исследования грунтов до глубины 10-15м;
- штамповые испытания на участках распространения просадочных грунтов, предусматривающих их замачивание;
- испытания грунтов штампом в основании свай;
- испытание грунтов, которые подвергались длительной заморозке, при помощи горячего штампа.
3. ТЕХНИКА ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ВО ВРЕМЯ РАБОТ
Учитывая действующие стандарты, приспособления, предназначенные для выполнения работ со штампом, должны обеспечивать жесткость конструкции в процессе передачи ступеней давления. Стандартный перечень техники включает:
- жесткие штампы различного типа;
- домкраты, обеспечивающие вертикальную нагрузку извне на штамп;
- приборы для измерения осадок штампа, обеспечивающие точность до одной десятой миллиметра (прогибомеры, датчики премещений);
- датчики для контроля;
Снятия показаний с приборов проводятся каждые 0,5-4 часа в зависимости от времени условной стабилизации и разновидности исследуемого грунта.
4. ОБОРУДОВАНИЕ
Штамп ШВ60:
Винтовой штамп ШВ60 относится (согласно классификации ГОСТ 20276.1–2020 «Грунты. Методы испытания штампом») к IV типу и предназначен для определения в полевых условиях модуля деформации Е, МПа песчаных, глинистых, органо-минеральных и органических грунтов по ГОСТ 20276.1–2020. Область применения винтового штампа регламентирована табл. 5.1 ГОСТ 20276.1–2020. Для испытания крупнообломочных грунтов следует применять штамп III-го типа с плоской подошвой площадью 600 см².
Модуль деформации определяют по результатам ступенчатого нагружения грунта вертикальной нагрузкой, в забое горной выработки, при помощи штампа.
4.1 УСТРОЙСТВО И РАБОТА КОМПЛЕКТА
В качестве анкерной системы могут использоваться анкерные комплекты А1 и А3, обеспечивающие восприятие реактивных усилий до 60 кН.
Для проведения испытания винтовой штамп со стволом (труба Ø 127), при помощи буровой установки, завинчивают с забоя скважины на отметку испытания. Для сопряжения с трубой Ø 146 следует применять Переводник 127/146. Ствол штампа должен находиться в пределах 0,4–0,6 м от поверхности земли. Реперная система со стойками, подвижными ригелями и столом устанавливают вокруг ствола штампа. На ствол штампа устанавливают нагрузочный стол с пневмоцилиндром и закрепляют индикаторы ИЧ-50. К пневмоцилиндру, с помощью быстроразъемного соединения, подключают манометрическую головку. К манометрической головке присоединяют ресивер. Шток пневмоцилиндра, через шаровой шарнир, упирают в анкерную систему. Стол реперной системы позиционируют относительно пневмоцилиндра, для опирания на него штоков индикаторов ИЧ-50.
В ресивер, с помощью автомобильного насоса (или другим способом), закачивают воздух до давления 0.6–1 МПа. Фиксируют «нулевые показания» индикаторов ИЧ-50. При помощи редуктора манометрической головки, задают давление в пневмоцилиндре, соответствующее первой ступени нагрузки. Величина давления контролируется по образцовому манометру, на манометрической головке. При выдержке на ступени, давление с помощью редукционного клапана, поддерживается на заданном уровне.
В процессе проведения опыта, давление в ресивере будет уменьшаться, но на любой стадии испытаний, давление можно увеличить путем подкачки воздуха в ресивер. В процессе испытания, фиксируется давление в нагрузочной системе, время и показания индикаторов, как рекомендовано в ГОСТ 20276.1–2020. После завершения опыта, можно выполнить ступенчатую разгрузку, путем выпуска воздуха из пневмоцилиндра, посредством редуктора.
В период эксплуатации штампа, необходимо следить за герметичностью нагрузочной системы. И устранять, при необходимости, утечки воздуха.
Результаты испытаний обрабатываются по программе ShwPW (входит в состав комплекта), в соответствии с ГОСТ 20276.1–2020, и оформляются в виде Паспорта штампового опыта и Протокола штампового опыта.
Штамп ШП20:
Штамп ШП20 относится (согласно классификации ГОСТ 20276.1–2020 «Грунты. Методы испытания штампом») к I типу и предназначен для определения в полевых условиях модуля деформации Е, МПа крупнообломочных, песчаных, глинистых, органоминеральных и органических грунтов, по ГОСТ 20276.1–2020. В составе установки могут использоваться штампы площадью 5000 и 2500 см². Область применения штампа регламентирована табл. 5.1 ГОСТ 20276.1–2020.
Модуль деформации определяют по результатам ступенчатого нагружения грунта вертикальной нагрузкой в забое горной выработки, при помощи штампа.
Испытания штампом ШП20 выполняют в шурфах размером 1×1.5 метра. Анкеры завинчивают в грунт на глубину 1 метр, посредством буровой установки, либо вручную. Для увеличения нагрузки, воспринимаемой анкерной системой, можно использовать удлинители ствола анкера, которые позволяют установить анкеры на глубине до 2.5 метров.
После установки анкеров, вокруг ствола штампа монтируют силовую раму и реперную систему, а на ствол штампа устанавливают нагрузочный стол с гидроцилиндром. Испытание выполняют, в соответствии с требованиями ГОСТ 20276.1–2020.
Результаты испытаний обрабатываются по программе ShwPW (входит в состав комплекта).
Проектные институты
Ресурсодобывающие, 
Строительные холдинги
Ресурсоснабжающие компании
70 календарных дней
287 скв., 4919 п. м.
