Som estático. Tipos e métodos de estudo do solo

Para determinar a composição do solo, sua capacidade de carga, o estudo mais eficaz da camada da Terra no ambiente natural, é usado o som estático. A profundidade de abaixamento da sonda corresponde a 10 m, mas uma menor é permitida se o leito das rochas do solo indígena passar perto da superfície. Com uma ocorrência rasa de solos densos, sua consistência incoerente ou rochas argilosas, é permitido abaixar a sonda de pesquisa apenas até uma profundidade de 5 M. Para determinar se uma camada de espessura suficiente está localizada sob o cone da sonda, um poço é perfurado. Segundo seus estudos, a profundidade sonora desejada é determinada.

Objetivos de Pesquisa do Solo

O GOST 20069-1974 contém padrões e regras para a detecção estática.

O procedimento é realizado para identificar:

• características do elemento geológico em condições de ocorrência natural (espessura da camada, limites de uma seção específica do solo, composição e estado no momento do estudo);
• os limites de formações homogêneas em profundidade e área de distribuição;
• as profundidades do limite superior de solos rochosos espessos, grandes estratos de solo clástico;
• testes estáticos avaliam aproximadamente as propriedades físicas e mecânicas da terra;
• o limite de resistência é determinado, a resistência lateral do solo sob a sonda;
• para solos preenchidos artificialmente, um estudo do grau de compactação é realizado.

A essência do procedimento

A sondagem estática dos solos é realizada para determinar as propriedades mecânicas e físicas da camada do solo, portanto, as características normativas do solo são obtidas como resultado. Ao processar dados de pesquisa, primeiro determine a média aritmética dos resultados de um abaixamento da sonda para determinar as características da camada. Para o resultado final, os valores médios de todos os pontos de sondagem produzidos no site selecionado são comparados.

O processo de pesquisa é realizado em ciclos que contêm os seguintes procedimentos operacionais:

• um recuo gradual e uniforme da haste é realizado com fixação periódica das propriedades físicas e mecânicas do solo após cerca de 20 cm;
• gravação em fitas automáticas esquemáticas de todos os depoimentos de investigação do solo;
• para construir a seção da haste subseqüente, o macaco sobe;
• a sonda estática termina quando o instrumento atinge a profundidade selecionada desejada ou cargas máximas no cone da sonda.

Problemas gerais de sensoriamento

Quando a sonda é abaixada, as leituras da resistência das camadas do solo são tomadas sob a ponta do dispositivo e em suas paredes laterais. O método de pesquisa estática é usado como um teste independente ou combinado com outras definições de engenharia e geológicas das características do solo. No processo de pesquisa, os valores da espessura de cada camada são obtidos, as lentes formadas do solo são reveladas, os limites da localização de vários tipos de solos e seu estado atual é avaliado.

Todos estes indicadores médios são utilizados para determinar a possibilidade de condução de estacas, calcular a profundidade de seu abaixamento no solo, dados de saída para estabelecer a profundidade máxima da fundação da estaca e encontrar os locais ideais para a localização dos locais de pesquisa.

Após a realização de estudos de campo por um estudo estático do solo, os seguintes dados são obtidos:

• sobre a resistividade do solo sob a ponta do cone, expressa em MPa (kgf / cm²);
• sobre a resistência do subleito no lado da embreagem cônica, unidade de medida - o livro.

Os resultados da sonda estática são confiáveis ​​se o trabalho for executado de acordo com um plano pré-aprovado e uma tarefa para executar testes geológicos e de engenharia executados de acordo com todas as regras.

Equipamento de Detecção de Solo

A instalação usada para o teste consiste nas seguintes partes:

• uma ponta e uma haste, juntos formando um dispositivo de sondagem;
• um dispositivo, como um macaco, para pressionar uma ponta no solo e um dispositivo que extrai a sonda;
• para apoiar a instalação - uma cama estaticamente equilibrada fixada por âncoras;
• dispositivos de medição e leitura com a possibilidade de fixação em um meio flexível.

Sondas de ponta são usadas em três tipos comuns. O primeiro tipo de ponta consiste em um invólucro e o próprio cone. O segundo tipo de sonda é equipado com uma ponta de acoplamento de fricção em forma de cone. A terceira ponta inclui uma embreagem de fricção, cone e expansor. O método de sensoriamento estático requer que, apesar do desenho aplicado da sonda, sua base na área deva corresponder a 10 cm². O ângulo no pico cônico é de 60º.

De acordo com a tecnologia, é necessário que o diâmetro do acoplamento seja igual a este indicador da base do case, e seu comprimento deve ser de 31 cm.O diâmetro da haste do lado externo é de 36 cm para o tipo 1, e os dois segundos permitem um diâmetro de até 55 cm. cálculos tecnológicos.

Trabalho preparatório

De acordo com as instruções de operação que são emitidas pelo fabricante na compra da máquina, testes periódicos do equipamento e sua verificação são realizados. A eficiência é determinada após a compra da instalação e antes do seu uso no aterro. O teste é realizado pelo menos uma vez a cada três meses, e também após o reparo e substituição de qualquer uma das peças sobressalentes. Os resultados da verificação obtidos são elaborados pelo ato relevante.

A instalação da detecção estática é constantemente submetida a desgaste, há uma perda parcial de retidão da haste, portanto, após cada 15-20 pontos de imersão, os elos são coletados em uma seção de pelo menos 3 m e uma linha reta é verificada. Desvios não podem ultrapassar 5 mm em todo o comprimento. A verificação também se aplica à altura da ponta da sonda, o que evita que o comprimento seja reduzido em mais de 5 mm.

Ao marcar os pontos de mergulho, níveis geodésicos e teodolitos são usados, nos locais marcados eles montam balizas em altura e vertical. Após a condução de som estático, a localização correta dos pontos é verificada novamente. Se, devido às características geológicas do terreno, os faróis não estão instalados, então o planejamento do solo é feito para melhorar as condições. O mastro sonoro não se desvia mais de 5º, caso contrário os resultados são considerados controversos.

Soando

A sonda estática é executada de acordo com o procedimento previsto nas instruções de operação das instalações de campo. Os resultados obtidos são necessariamente fixados em intervalos periódicos em uma fita flexível a uma velocidade de indentação de 1 m por minuto. A imersão é considerada completa se a sonda estiver sob pressão de um valor predeterminado.

Além de um meio flexível, os resultados dos testes são registrados em periódicos especiais. Após o trabalho, o poço é conectado à terra e marcado com um sinal sobre quais são os dados do ponto de teste e o nome da organização que conduziu o procedimento. É obrigatório restaurar o solo danificado durante o trabalho.

Processando dados recebidos

Todas as características obtidas do solo são elaboradas sob a forma de gráficos visuais, onde as leituras variam ao longo da profundidade das marcas sensoriais. Para construção, use feeds de gráficos ou registros de dados no log de detecção.Todos os gráficos são executados em uma escala, sua alteração é permitida, mantendo a proporção entre coordenadas verticais e horizontais. Se os trabalhos da mina estiverem localizados próximos, eles serão mostrados no gráfico em linhas separadas.

Classificação e tipos de solos

Os solos subterrâneos são diversos em composição química, estrutura cristalina e a natureza da localização na camada. A subdivisão do solo é realizada de acordo com o SNiP II-15-1974, parte 2.

Os solos rochosos são depósitos duros de solo que se encontram em um maciço denso, às vezes áreas fraturadas são permitidas. Estes incluem rochas ígneas (granitos), depósitos sedimentares (conglomerados, solo arenoso), camadas metamórficas (xistos, gnaisses, quartzitos). Formações de solo deste tipo são caracterizadas por grande resistência à compressão, boa resistência ao congelamento e são uma excelente base para a construção.

Se os solos rochosos são caracterizados pela presença de fissuras, então seu desempenho se deteriora em termos de congelamento e força. Tal solo é dividido em grupos determinados pelo teor de sal, capacidade de amolecimento e solubilidade em água.

Solos não rochosos são formados pelo método sedimentar em condições naturais e não contêm ligações estruturais rígidas em suas redes. Dependendo do tamanho das partículas, elas são divididas em solo arenoso de granulação grossa, acumulação argilosa e biogênica.

Caracterização do solo grosso

Estes incluem pedaços não conectados de formações rochosas, nos quais predominam fragmentos de até 2 mm de tamanho, e eles estão contidos em uma massa de não mais que 50%. A forma e o tamanho dos grânulos distinguem esses tipos de solos: pedregulho, bloco, cascalho, seixo, cascalho e madeira. Eles são considerados uma excelente base para construções pesadas e estruturas mecânicas, se eles estiverem localizados na camada densa anterior. Compressão sob a influência de carga é insignificante. É bom que a massa total do solo contenha até 40% de areia ou argila e preenchimento de poeira, o que dá características adicionais de resistência.

Indicadores de Solo de Areia

Na sua composição, estes tipos de solos contêm partículas minerais e grãos de quartzito com um tamanho de grão não superior a 2 mm. Componentes de argila - não mais de 3%, o que leva à perda de plasticidade. Dependendo do tamanho do grão, os solos arenosos são divididos em tipos:

• o pó é constituído por partículas com um diâmetro de 0,05 a 0,005 mm;
• fração fina com diâmetro maior que 0,1 mm;
• finura média com um diâmetro de mais de 0,25 mm;
• diâmetro de partícula grande é de 0,5 mm ou mais;
• a espécie cascalhada contém inclusões com diâmetro maior que 2 mm.

A capacidade de suporte da base arenosa aumenta com o aumento do tamanho dos grãos. Solos arenosos não flexíveis apresentam baixo grau de compressão e, após o início da carga, o sedimento cessa rapidamente. Tipos grosseiros de solos arenosos durante o carregamento aumentam a densidade e, consequentemente, a resistência.

Tipos de solos, como areia com argila, em alguns casos, mostram a capacidade de diminuir e inchar. O primeiro ocorre sob a influência do seu próprio peso e encharcamento, o segundo aumenta o volume do solo e, quando seco, diminui, o que leva a rachaduras e perda de resistência.

Pedras de barro

Os solos do tipo argila contêm pequenas partículas escamosas com um diâmetro não superior a 0,005 mm. Um pequeno número de grãos de areia empoeirados pode ser intercalado. O solo argiloso refere-se ao levantamento de rochas, uma vez que os capilares finos e os grandes planos entre as partículas quanto ao teor de umidade levam à rápida saturação com água, o que destrói a integridade da formação sob a influência de geadas. Os solos argilosos são divididos nos seguintes:

• argilas - contêm flocos de argila mais de 30%;
• loams - o número de flocos diminui a 10-30%;
• Os arenitos arenosos são caracterizados por um conteúdo de 3 a 10% das escamas.

Solos argilosos mudam de força dependendo da umidade. A seca pode suportar uma carga significativa. A partir do conteúdo de partículas de argila depende do indicador de plasticidade e fluidez.

Areia movediça

As bases, que quando abertas, começam a se mover, exibindo maior fluidez e viscosidade, são chamadas de areia movediça. Eles incluem pó de areia, partículas escamosas de argila, aditivos siltosos. As areias movediças contêm muita umidade, o que leva a massa a um estado quase líquido. Os solos desta composição são divididos em verdadeira areia movediça e não convencionais. Os primeiros contêm muita argila e inclusões coloidais caracterizadas por rápida saturação e baixa perda de umidade. Sua natação ocorre quando o teor de umidade na quantidade de 6-9%, a transição para um estado fluido é observado após a adição de umidade na quantidade de 15-17%.

Areia movediça não convencional inclui formações de areia que não contêm argila. Estes solos são caracterizados pela alta percepção de umidade e pela capacidade de liberá-lo rapidamente. Eles passam para o estado atual, e tais propriedades dos solos impossibilitam sua utilização na construção.

Características mecânicas e físicas

Um indicador importante é a distribuição do tamanho das partículas, que permite descobrir quantas partículas percentuais estão contidas na massa. As partículas padronizadas adequadas para detecção incluem grãos: 40 mm - seixos, de 0,25 a 2 mm - areia, 0,05-0,25 mm - poeira, 0,005-0,05 mm - partículas de poeira, até 0,005 mm - escamas de barro.

O peso volumétrico mostra quanto pesa um metro cúbico de solo, para diferentes rochas varia de 1,5 a 2,0 toneladas por 1 m3. O coeficiente de porosidade revela a relação entre o número total de poros e o volume total do solo. O indicador de umidade determina a relação entre a massa de umidade contida e o peso do mesmo volume no estado seco.

O índice de conectividade revela a capacidade de pequenos grãos e partículas permanecerem na forma integral sob carga. Os solos argilosos têm a taxa mais alta, em formações de areia, a coesão mútua das partículas é completamente ausente.

A plasticidade é a propriedade de uma rocha para mudar de forma sob a influência de uma carga e permanecer inalterada após a sua remoção. O maior indicador é para rochas argilosas, os valores mais baixos são mostrados por areias e bases de cascalho.

A sonda estática revela um indicador da força da camada investigada. Força é a capacidade de permanecer intacto quando exposto a uma carga.

Uma característica importante da raça é a resistência ao cisalhamento. O movimento de uma camada em relação a outra ocorre ao longo de certos planos de deslizamento. Sob a ação da carga, as partículas resistem ao cisalhamento, a quantidade de adesão e forma o índice desejado.

Permafrost

As águas subterrâneas formam não apenas acumulações de fluido dentro dos reservatórios, mas também formação de gelo sólido. Permafrost é chamado região cryolite, consistindo de camadas de gelo. Eles são formados nas montanhas, na superfície de planícies com um alto grau de mineralização e subterrânea. O permafrost é formado em áreas com constante deslocamento tectônico de horizontes por rochas úmidas ou como resultado do congelamento do líquido previamente acumulado em camadas subterrâneas.

Em quase todas as áreas do permafrost, ocorrem acumulações de gelo migratório. A rocha congelada como resultado de muitos anos é o resultado do acúmulo prolongado de frio na massa de camadas subterrâneas. Muitos pesquisadores falam sobre sua existência secular desde os tempos antigos. Como resultado do clima severo estabelecido em lugares onde o permafrost está localizado, a destruição de camadas de gelo não é esperada se o equilíbrio natural não for perturbado como resultado da atividade humana. Quando usado como base para a construção de estratos com solos congelados, é dada atenção à atitude cuidadosa em relação à integridade da superfície, caso contrário, um equilíbrio estabelecido pode ocorrer.

Lentes no chão e profundidade de congelamento

O permafrost se desenvolve desigualmente dentro de um vasto território. Às vezes, pontos isolados ocorrem e, às vezes, áreas inteiras sem interrupção são congeladas. Estudos da camada de solo descongelado nem sempre determinam a presença de lentes nela - seções congeladas do acúmulo de gelo.Se o edifício está sendo construído na área de solo fundido e uma lente foi perdida, e está parcialmente localizada acima dela, então o calor da estrutura durante a operação derrete o acúmulo de gelo e subsidência ou deslizamentos de terra imprevisíveis são criados.

Às vezes, as lentes de gelo são formadas artificialmente como resultado da interrupção da troca de calor natural entre a superfície do solo e as profundidades.

O gelo armazenado nas profundidades aumenta com o aumento da temperatura, deformando o solo. A força da base é afetada não apenas pelas lentes de gelo individuais, mas também pela profundidade natural do congelamento do solo. O indicador é calculado para o período mais frio da área. Ao mesmo tempo, a umidade máxima da rocha e as condições para a ausência de neve na superfície são estabelecidas no cálculo.

A profundidade de congelamento é levada em conta ao estabelecer as bases para a construção de edifícios e estruturas, enquanto a parte inferior da fundação é enterrada abaixo da marca de congelamento aceita. No cálculo, é obtido um indicador que excede ligeiramente a profundidade real de congelamento. É tomado como base, uma vez que o cálculo é realizado para os casos em que uma combinação de circunstâncias leva às piores condições de operação.

Em conclusão, deve-se notar que o estudo das formações do solo pelo método de sondagem estática ajuda a expandir o habitat humano devido à zona de permafrost e extrema Sibéria, para construir aldeias modernas e plantas de processamento lá.