Lai noteiktu augsnes sastāvu, tās nestspēju, tiek izmantots visefektīvākais zemes slāņa pētījums dabiskajā vidē, statiskais skanējums. Zondes nolaišanas dziļums atbilst 10 m, bet mazāks ir pieļaujams, ja vietējo augsnes iežu slānis iet tuvu virsmai. Ar seklu blīvu augsņu, to nesakarīgas konsistences vai māla iežu parādīšanos ir atļauts nolaist izpētes zondi tikai līdz 5 m dziļumam.Lai noteiktu, ka zem zondes konusa atrodas pietiekama biezuma slānis, tiek urbts viens urbums. Pēc viņas pētījumiem, tiek noteikts vēlamais skaņas dziļums.
Augsnes sensoru izpētes mērķi
GOST 20069-1974 satur statisko sensoru standartus un noteikumus.
Procedūra tiek veikta, lai identificētu:
- ģeoloģiskā elementa raksturojums dabiskos apstākļos (slāņa biezums, noteiktas augsnes sekcijas robežas, sastāvs un stāvoklis pētījuma laikā);
- viendabīgu veidojumu robežas dziļumā un izplatības apgabalā;
- biezu akmeņainu augsņu augšējās robežas dziļums, lieli moliski augsnes slāņi;
- statiskie testi aptuveni novērtē zemes fizikālās un mehāniskās īpašības;
- tiek noteikta pretestības robeža, augsnes sānu pretestība zem zondes;
- mākslīgi piepildītām augsnēm veic blīvēšanas pakāpes pētījumu.
Procedūras būtība
Lai noteiktu augsnes slāņa mehāniskās un fizikālās īpašības, tiek veikta augsnes statiskā apstrāde, tāpēc tiek iegūti augsnes normatīvie raksturlielumi. Apstrādājot pētījumu datus, vispirms nosaka zondes nolaišanas rezultātu vidējo aritmētisko, lai noteiktu slāņa raksturlielumus. Lai iegūtu galīgo rezultātu, tiek salīdzinātas visu atlasītajā vietā iegūto skaņu punktu vidējās vērtības.
Pētniecības process tiek veikts ciklos, kas satur šādas darbības procedūras:
- tiek veikta pakāpeniska vienmērīga stieņa ievilkšana ar periodisku augsnes fizikālo un mehānisko īpašību fiksēšanu pēc apmēram 20 cm;
- visu grunts izpētes liecību ierakstīšana uz shematiskām automātiskām lentēm;
- lai izveidotu nākamo stieņa sekciju, domkrata stienis paceļas;
- statiskā skanēšana beidzas, kad instruments sasniedz vēlamo izvēlēto dziļumu vai zondes konusa maksimālo slodzi.
Vispārīgas izpētes jautājumi
Kad zonde ir nolaista, augsnes slāņu pretestības rādījumus ņem zem ierīces gala un uz tā sānu sienām. Statisko pētījumu metodi izmanto kā neatkarīgu pārbaudi vai apvieno ar citām augsnes īpašību inženiertehniskajām un ģeoloģiskajām definīcijām. Izpētes procesā tiek iegūtas katra slāņa biezuma vērtības, atklātas izveidotās augsnes lēcas, novērtētas dažādu tipu augsņu izvietojuma robežas un novērtēts to pašreizējais stāvoklis.
Visi šie vidējie rādītāji tiek izmantoti, lai noteiktu pāļu vadīšanas iespēju, aprēķinātu to nolaišanas dziļumu zemē, izvadītu datus, lai noteiktu pāļu pamatu maksimālo dziļumu un atrastu optimālas vietas izpētes vietu izvietojumam.
Pēc lauka pētījumu veikšanas ar statisku augsnes izpēti iegūst šādus datus:
- uz augsnes pretestību zem konusa gala, izteiktu MPa (kgf / cm2)2);
- par pamatnes pretestību konusa sajūga pusē, mērvienība - grāmata.
Statiskās skanēšanas rezultāti ir ticami, ja darbs tiek veikts saskaņā ar iepriekš apstiprinātu plānu un uzdevumu veikt ģeoloģiskos un inženiertehniskos testus, kas izpildīti saskaņā ar visiem noteikumiem.
Zemes izpētes aprīkojums
Pārbaudei izmantotā iekārta sastāv no šādām daļām:
- uzgalis un stienis, kopā veidojot zondēšanas ierīci;
- ierīci, piemēram, domkratu, lai iespiestu galu zemē, un ierīci, kas izvelk zondi;
- atbalstīt uzstādīšanu - statiski līdzsvarotu gultu, ko piestiprina enkuri;
- mērīšanas un nolasīšanas ierīces ar iespēju piestiprināt uz elastīgas informācijas nesēja.
Uzgaļu zondes tiek izmantotas trīs izplatītos tipos. Pirmā veida galu veido apvalks un pats konuss. Otrā tipa zonde ir aprīkota ar konusa formas berzes savienojuma galu. Trešajā galā ir berzes sajūgs, konuss un paplašinātājs. Statiskās sensora noteikšanas metodei ir nepieciešams, lai arī, neraugoties uz piemēroto zondes dizainu, tās pamatnei platībā jāatbilst 10 cm2. Leņķis koniskajā virsotnē ir 60 °.
Saskaņā ar tehnoloģiju, tiek prasīts, lai sakabes diametrs no ārpuses būtu vienāds ar šo korpusa pamatnes indikatoru, un tā garumam vajadzētu būt 31 cm. Stieņa diametrs no ārpuses 1. tipa zondei ir 36 cm, bet divi otrie veidi pieļauj diametru līdz 55 cm. Šis izmērs tiek pieņemts, pamatojoties uz tehnoloģiskie aprēķini.
Sagatavošanas darbi
Saskaņā ar ekspluatācijas instrukcijām, kuras ražotājs izdod, iegādājoties mašīnu, periodiski tiek pārbaudīta iekārta un pārbaudīta tā pārbaude. Efektivitāti nosaka pēc iekārtas iegādes un pirms tās izmantošanas poligonā. Pārbaude tiek veikta vismaz reizi trīs mēnešos, kā arī pēc jebkuras rezerves daļas remonta un nomaiņas. Iegūtos pārbaudes rezultātus sastāda attiecīgais akts.
Statisko sensoru uzstādīšana tiek pastāvīgi pakļauta nodilumam, ir daļēji zaudēta stieņa taisnība, tāpēc pēc katriem 15-20 iegremdēšanas punktiem saites tiek savākti vismaz 3 m attālumā un tiek pārbaudīta taisna līnija. Atkāpes pieļaujamas ne vairāk kā 5 mm visā garumā. Pārbaude attiecas arī uz zondes uzgaļa augstumu, kas novērš garuma samazināšanu par vairāk nekā 5 mm.
Iezīmējot niršanas punktus, tiek izmantoti ģeodēziskie līmeņi un teodolīti, marķētajās vietās tie izveido bākas augstumā un vertikāli. Pēc statiskās skanēšanas veikšanas punktu pareizā atrašanās vieta tiek atkārtoti pārbaudīta. Ja reljefa ģeoloģisko īpašību dēļ bākas nav uzstādītas, tad apstākļu uzlabošanai tiek veikta augsnes plānošana. Zvanīšanas masts nenovirzās vairāk kā par 5º, pretējā gadījumā rezultāti tiek uzskatīti par pretrunīgiem.
Izklausās
Statiskā skanēšana tiek veikta saskaņā ar procedūru, kas paredzēta lauka iekārtu lietošanas instrukcijā. Iegūtos rezultātus periodiski fiksē uz elastīgas lentes ar iespieduma ātrumu 1 m minūtē. Iegremdēšana tiek uzskatīta par pabeigtu, ja zondei ir spiediens ar iepriekš noteiktu vērtību.
Papildus elastīgajam nesējam testu rezultāti tiek ierakstīti īpašos žurnālos. Pēc darba urbums tiek aizbāzts ar zemi un marķēts ar zīmi, uz kuras ir dati par testa punktu un organizācijas nosaukums, kura veica procedūru. Darba laikā ir obligāti jāatjauno augsne.
Tiek apstrādāti saņemtie dati
Visas iegūtās augsnes īpašības tiek sastādītas vizuālu grafiku veidā, kur rādījumi mainās visā jutības zīmju dziļumā. Veidošanai izmantojiet diagrammu plūsmas vai datu ierakstus izpētes žurnālā.Visi grafiki tiek veikti vienā mērogā, tā maiņa ir atļauta, saglabājot attiecību starp vertikālajām un horizontālajām koordinātām. Ja mīnu atradnes atrodas netālu, tad diagrammā tās tiek parādītas atsevišķās rindās.
Augsņu klasifikācija un veidi
Pazemes augsnēs ir daudzveidīgs ķīmiskais sastāvs, kristāliskā uzbūve un atrašanās vietas raksturs slānī. Augsnes sadalīšana tiek veikta saskaņā ar SNiP II-15-1974, 2. daļu.
Akmeņainas augsnes ir cietas augsnes atradnes, kas atrodas blīvā masīvā, dažreiz ir atļautas plaisas. Tajos ietilpst rupjie ieži (granīti), nogulumiežu nogulsnes (konglomerāti, smilšaina augsne), metamorfie slāņi (slotiņas, gneisses, kvarcīti). Šāda veida augsnes veidojumiem ir raksturīga liela spiedes izturība, laba izturība pret sasalšanu un tie ir lielisks pamats būvniecībai.
Ja akmeņainām augsnēm ir raksturīgas plaisas, tad to darbība pasliktinās sasalšanas un stiprības ziņā. Šāda augsne ir sadalīta grupās, ko nosaka sāls saturs, mīkstināšanas spēja un šķīdība ūdenī.
Neakmens augsnes dabiskos apstākļos veidojas ar nogulumiežu metodi, un to režģī nav stingru strukturālo saišu. Atkarībā no daļiņu lieluma tos sadala rupji graudainā, smilšainā augsnē, no māla putekļainā un biogēnā akumulācijā.
Rupjas augsnes raksturojums
Tajos ietilpst nesaistīti iežu veidojumi, kuros dominē fragmenti līdz 2 mm un kuru masa nepārsniedz 50%. Granulu forma un lielums atšķir šādus augsnes veidus: laukakmens, bloks, grants, oļi, grants un koks. Tie tiek uzskatīti par lielisku pamatni smagām celtniecības un mehāniskām konstrukcijām, ja tie atrodas uz iepriekšējā blīvā slāņa. Saspiešana slodzes ietekmē ir niecīga. Ir labi, ja kopējā augsnes masā ir līdz 40% smilšu vai māla un putekļu pildījuma, kas dod papildu stiprības raksturlielumus.
Smilšu augsnes indikatori
Savā sastāvā šāda veida augsnēs ir minerālu daļiņas un kvarcīta graudi, kuru graudu lielums nepārsniedz 2 mm. Māla komponenti - ne vairāk kā 3%, kas noved pie plastiskuma zuduma. Atkarībā no graudu lieluma smilšainās augsnes iedala tipos:
- putekļus veido daļiņas ar diametru no 0,05 līdz 0,005 mm;
- smalkā frakcija ar diametru vairāk nekā 0,1 mm;
- vidējā smalkums ar diametru vairāk nekā 0,25 mm;
- lielu daļiņu diametrs ir 0,5 mm vai vairāk;
- grantsveidīgajās sugās ir ieslēgumi, kuru diametrs ir lielāks par 2 mm.
Smilšainas pamatnes nestspēja palielinās, palielinoties graudu lielumam. Neelastīgām smilšainām augsnēm ir zema saspiešanas pakāpe; pēc slodzes sākuma nogulumi ātri izbeidzas. Rupjgraudaini smilšainu augsņu tipi iekraušanas laikā palielina blīvumu un attiecīgi stiprību.
Augsnes veidi, piemēram, smiltis ar mālu, dažos gadījumos parāda spēju pazemināties un uzbriest. Pirmais notiek paša svara un mērcēšanas ietekmē, otrais palielina augsnes daudzumu, un, žāvējot, tas samazinās, kas noved pie plaisām un izturības zuduma.
Māla klintis
Māla tipa augsnēs ir mazas zvīņainas daļiņas ar diametru ne vairāk kā 0,005 mm. Nelielu daudzumu putekļainu smilšu graudu var pārlapot. Māla augsne attiecas uz klintīm, jo plāni kapilāri un lielas plaknes starp daļiņām mitruma saturam izraisa ātru piesātinājumu ar ūdeni, kas sala ietekmē iznīcina veidojuma integritāti. Māla augsnes iedala šādās daļās:
- māli - satur māla pārslas vairāk nekā 30%;
- smilšmāla - pārslu skaits samazinās līdz 10-30%;
- smilšmālajiem smilšmāļiem ir saturs no 3 līdz 10% no svariem.
Māla augsnes maina izturību atkarībā no mitruma. Sauss var izturēt ievērojamu slodzi. No māla daļiņu satura atkarīgs plastilitātes un plūstamības rādītājs.
Quicksand
Bāzes, kuras, atverot, sāk kustēties un uzrāda lielāku plūstamību un viskozitāti, sauc par četrkājām. Tajos ietilpst smilšu putekļi, māla zvīņainas daļiņas, zīdainas piedevas. Quicksandies satur daudz mitruma, kas masu nonāk gandrīz šķidrā stāvoklī. Šī sastāva augsnes ir sadalītas īstajā četrkājā un netradicionālajā. Pirmie satur daudz māla un koloidālo ieslēgumu, kam raksturīga ātra piesātināšana un slikts mitruma zudums. Viņu peldēšana notiek, ja mitruma saturs ir 6-9%, pēc mitruma pievienošanas 15-17% tiek novērota pāreja uz šķidrumu.
Netradicionāli veidotā smilts veido smilšu veidojumus, kas nesatur mālu. Šīs augsnes raksturo augsta mitruma uztvere un spēja to ātri atdot. Tie nonāk pašreizējā stāvoklī, un šādas augsnes īpašības padara to izmantošanu būvniecībā neiespējamu.
Mehāniskās un fizikālās īpašības
Svarīgs rādītājs ir daļiņu lieluma sadalījums, kas ļauj noskaidrot, cik procentuālo daļiņu satur masa. Noteiktās standartizētajās daļiņās ir graudi: 40 mm - oļi, no 0,25 līdz 2 mm - smiltis, 0,05–0,25 mm - putekļi, 0,005–0,05 mm - putekļu daļiņas, līdz 0,005 mm - māla svari.
Tilpuma svars parāda, cik daudz sver viens kubikmetrs augsnes, dažādiem iežiem tas svārstās no 1,5 līdz 2,0 tonnām uz 1 m3. Porainības koeficients parāda kopējo poru skaita attiecību pret visu augsnes tilpumu. Mitruma indikators nosaka mitruma masas attiecību pret tāda paša tilpuma masu sausā stāvoklī.
Savienojamības indekss atklāj mazu graudu un daļiņu spēju palikt vienveidīgā stāvoklī slodzes gadījumā. Māla augsnēs ir visaugstākais ātrums; smilšu veidojumos daļiņu savstarpēja kohēzija pilnīgi nepastāv.
Plastilitāte ir ieža īpašums, lai slodzes ietekmē mainītu formu un pēc tās noņemšanas nemainītos. Augstākais rādītājs ir mālainajiem iežiem, zemākās vērtības ir smiltīm un grants pamatam.
Statiskā skanēšana parāda pētāmā slāņa stiprības rādītāju. Stiprums ir spēja palikt neskartam, pakļaujot to slodzei.
Svarīga šķirnes īpašība ir bīdes pretestība. Viena slāņa kustība attiecībā pret otru notiek pa noteiktām slīdēšanas plaknēm. Slodzes iedarbībā daļiņas pretojas bīdei, saķeres daudzumam un veido vēlamo indeksu.
Mūžīgais sals
Gruntsūdeņi veido ne tikai šķidruma uzkrāšanos rezervuāru iekšpusē, bet arī cieta ledus veidošanos. Mūžīgais sals tiek saukts par kriolīta reģionu, kas sastāv no ledus slāņiem. Tie veidojas kalnos, līdzenumu virsmā ar augstu mineralizācijas pakāpi un pazemē. Mūžīgais sasalums veidojas vietās ar pastāvīgu horizonta tektonisku pārvietojumu ar mitrām klintīm vai iepriekš uzkrāta šķidruma sasalšanas rezultātā pazemes slāņos.
Gandrīz visās mūžīgā sasaluma vietās notiek migrējošā ledus uzkrāšanās. Daudzu gadu laikā iesalušais iezis ir ilgstošas aukstuma uzkrāšanās pazemes slāņu masā rezultāts. Daudzi pētnieki runā par tās pastāvēšanu gadsimtiem ilgi kopš seniem laikiem. Tā kā ir izveidojies skarbais klimats vietās, kur atrodas mūžīgais sasalums, ledus slāņu iznīcināšana nav gaidāma, ja cilvēka darbības rezultātā netiek traucēts dabiskais līdzsvars. Ja to izmanto kā pamatu slāņu izveidošanai ar sasalušām augsnēm, uzmanība tiek pievērsta uzmanīgai attieksmei pret virsmas integritāti, pretējā gadījumā var izveidoties izveidots līdzsvars.
Lēcas zemē un sasalšanas dziļums
Mūžīgais sasalums plašā teritorijā attīstās nevienlīdzīgi. Dažreiz rodas izolēti plankumi, un dažreiz sasalst veselas vietas bez pārtraukuma. Atkausētās augsnes slāņa pētījumi ne vienmēr nosaka objektīvu klātbūtni tajā - sasalušos ledus uzkrāšanās posmos.Ja ēka tiek būvēta izkusušas augsnes zonā un ir palaists garām objektīvs, un tas daļēji atrodas virs tā, tad konstrukcijas siltums ekspluatācijas laikā izkausē ledus uzkrāšanos un tiek radītas neparedzamas grunts vai zemes nogruvumi.
Dažreiz ledus lēcas tiek mākslīgi veidotas dabiskās siltuma apmaiņas traucējumu rezultātā starp augsnes virsmu un dziļumu.
Dziļumā glabātais ledus uzbriest, palielinoties temperatūrai, deformējot augsni. Pamatnes stiprību ietekmē ne tikai atsevišķas ledus lēcas, bet arī augsnes dabiskais sasalšanas dziļums. Indikators tiek aprēķināts par aukstāko periodu apgabalā. Tajā pašā laikā aprēķinos ir noteikts maksimālais klintis mitrums un apstākļi, lai virsma nebūtu sniega.
Liekot pamatus ēku un būvju celtniecībai, tiek ņemts vērā sasalšanas dziļums, savukārt pamatnes apakšdaļa ir aprakta zem pieņemtā sasalšanas atzīmes. Aprēķinā tiek iegūts indikators, kas nedaudz pārsniedz reālo sasalšanas dziļumu. Tas tiek ņemts par pamatu, jo aprēķins tiek veikts tiem gadījumiem, kad apstākļu apvienojums rada sliktākos darbības apstākļus.
Noslēgumā jāatzīmē, ka augsnes veidojumu izpēte ar statiskās skanēšanas metodi palīdz paplašināt cilvēka dzīvotni mūžīgā sasaluma zonas un galējās Sibīrijas dēļ, veidot tur modernus ciematus un pārstrādes rūpnīcas.
