Испытания грунта

Грунты, залегающие в самых верхних слоях земной коры, широко используются в жизни и хозяйственной деятельности человека. Они служат основанием при строительстве зданий, сооружений, являются питательной средой в сельскохозяйственном производстве. Разновидностей грунта множество, и для того, чтобы использование грунта на практике дало ожидаемый эффект, в каждом отдельном случае требуется знать и учитывать его свойства. Необходимость этого закреплена на уровне закона специально разработанными нормативно-техническими документами, строительными нормами и правилами. Классификацию по признакам, описание основных показателей состава и свойств различных грунтов устанавливает ГОСТ 25100-2020, этот документ является основой при оценке качества материала, возможности его использования на практике. Детальное изучение технических характеристик производится в ходе лабораторных (ГОСТ 30416-2020) и полевых (ГОСТ 20276.1-2020) испытаний образцов и массивов с определением физико-механических свойств и параметров деформируемости грунта на конкретном земельном участке. В соответствии с действующим законодательством, эта работа должна производиться силами и средствами специализированных организаций, аккредитованных Федеральной службой «Росаккредитация». В Москве и Московской области услуги по комплексному исследованию и определению отдельных свойств грунтов оказывает строительная лаборатория ООО «ТехЛабКонтроль». Работа выполняется на основании предварительно заключенного договора, оперативно, недорого, с гарантией высокого качества.  

Свойства, технические параметры и способы испытаний грунтов

Исследование свойств и технических параметров грунтов, слагающих поверхностный слой того или иного земельного участка, позволяет с высокой точностью установить его пригодность для практического использования – строительства, сельхозпроизводства. В ходе комплекса лабораторных и полевых испытаний производится определение класса, типа и разновидности материала. Это является основой для разработки стратегии дальнейших действий, детального исследования всех технических характеристик грунта по методикам соответствующих государственных стандартов. В их состав входит:

• гранулометрический (зерновой) состав (ГОСТ 12536-2014);
• влажность и плотность (ГОСТ 5180-2015);
• показатель текучести (ГОСТ 5180-2015);
• число пластичности (ГОСТ 5180-2015);
• влажность границы текучести и раскатывания (ГОСТ 5180-2015);
• максимальная плотность сухого грунта (ГОСТ 22733-2016);
• степень однородности (ГОСТ 25100-2020);
• коэффициент пористости (ГОСТ 25100-2020);
• степень пучинистости (ГОСТ 28622-2012);
• коэффициент фильтрации (ГОСТ 25584-2016);
• химический состав (ГОСТ 33850-2016);
• несущая способность (ГОСТ 5686-2020 – испытание сваями, ГОСТ 20276.1-2020 – испытание штампом).

Анализ результатов, полученных в ходе испытаний, позволяет идентифицировать грунт, установить его точные физико-химические параметры, несущую способность, плодородие и дать экспертное заключение о возможности и способах практического использования.

Определение механических и физико-химических характеристик грунта проводится в лабораторных условиях и непосредственно на выбранной площадке, при этом во внимание (при наличии) могут быть приняты обработанные и проанализированные материалы ранее проведенных исследований, технические отчеты по прилегающим земельным участкам. Для получения исходных данных производится бурение скважин, шурфов для полевых исследований несущей способности штампом, отбор и подготовка образцов для лабораторных анализов, их форма, плотность, влажность задается программой испытаний в соответствии с требованиями ГОСТ 30416-2020. Основные физико-механические свойства грунтов определяются следующими способами:

• Гранулометрический (зерновой) состав. Это один из главных показателей, позволяющий отнести исследуемый грунт к той или иной категории, виду. Способы поведения испытаний – ситовый (механический рассев), ареометрический (по изменению плотности смеси грунта с водой во времени), пипеточный (с отбором проб из грунтово-водной суспензии и анализом их состава). Условия и порядок проведения работ регламентирует ГОСТ 12536-2014. Одновременно с исследованием гранулометрического состава, важного для несущей способности грунта, в большинстве случаев производится определение и микроагрегатного состава, влияющего на плодородие почвы. Этот параметр исследуется ареометрическим или пипеточным методом.
• Степень однородности, пористость. Эти показатели определяются аналитически на основе материалов исследования гранулометрического состава грунта.
• Влажность, плотность грунта, граница текучести и предел пластичности. Данные характеристики грунтовых масс взаимосвязаны и характеризуют пригодность грунта исследуемого земельного участка для практического использования в строительстве или сельхозпроизводстве. Исследования производятся на образцах ненарушенного и нарушенного сложения по соответствующим методикам ГОСТ 5180-2015 и позволяют определить и оценить прочностные характеристики песчаных и глинистых грунтов при естественной, минимальной и максимальной влажности.
• Максимальная плотность сухого грунта. Такие лабораторные испытания грунта необходимы для определения его пригодности в строительстве. Исследования проводятся по методике ГОСТ 22733-2016 на предварительно подготовленных пробах из образцов нарушенного или ненарушенного сложения, взятых на местности. Метод заключается в искусственном уплотнении материала с различной степенью увлажненности и построении графика, показывающего зависимость изменения плотности сухого грунта от количества находящейся в нем влаги. Наивысшая точка кривой линии определяет максимальную плотность и оптимальную влажность.
• Пучинистость. Этот показатель характеризует деформационную стабильность грунтовых масс при замораживании. Испытания проводятся на образцах с природной или искусственно созданной плотностью и влажностью в соответствии с программой, учитывающей реальные условия строительства и эксплуатации зданий, сооружений. В ходе испытаний предварительно подмороженная и нагруженная проба помещается в холодильную камеру, в которой находится поддон с проточной (для не замерзания) водой. После промораживания образца до глубины 100 мм, он извлекается из холодильника и обследуется на предмет выявления деформаций.
• Коэффициент фильтрации. Этот параметр отражает способность грунта пропускать через себя воду при полном водонасыщении. Для песчаных грунтов применяются два метода исследований – при стационарном и нестационарном режиме фильтрации (постоянном и переменном градиенте напора), для глинистых грунтов – испытания проводятся только по второму варианту. Анализ проводится на пробах естественной плотности или уплотненных искусственно до величины, заданной программой испытаний. Каждый метод определения коэффициента фильтрации предусматривает необходимость использования комплекта специального оборудования, основой которого является фильтрационный прибор специальной конструкции с пьезометром. Суть испытаний заключается в увлажнении образца водой и замерах скорости фильтрации.
• Химический состав. Элементный состав минеральной части грунта имеет большое значение для оценки его плодородия и способности агрессивного воздействия на элементы подземных частей зданий, сооружений. Исследования образцов производятся в ходе химических анализов, а также методами рентгенофлуоресцентной спектрометрии по ГОСТ 33850-2016.
• Несущая способность. Этот параметр относится к одному из основных, поскольку характеризует способность грунта выдерживать высокие внешние разнонаправленные нагрузки от зданий, сооружений. Для определения несущей способности применяются, как лабораторные методы – трехосное сжатие (ГОСТ 12248.3- 2020), так и полевые – испытание сваями (ГОСТ 5686-2020) и штампом (ГОСТ 20276.1-2020). Исследование прочностных параметров грунта на местности, в условиях конкретного земельного участка, позволяет наиболее достоверно оценить его подверженность деформациям. Оценка несущей способности грунтов сваями предусматривают измерение динамических или статических нагрузок при забивке или извлечении из земли натурных, эталонных конструкций или зонда в точках, установленных программой испытаний. Конечный результат определяется наступлением условной стабилизации возникающих деформаций. Основной смысл штамповых испытаний – получение данных о сжимаемости грунта при прямом механическом воздействии штампа на грунт ступенчатым повышением давления. Рабочий орган инструмента представляет собой диск определенного диаметра с плоской подошвой или винтовую лопасть. Исследования ведутся по предварительно разработанной программе и сводятся к замерам осадки штампа на каждой ступени изменения давления до наступления момента условной стабилизации. Результаты испытаний заносятся в журнал и служат основой для построения графика зависимости осадки штампа от давления, определения модуля деформации и относительной просадочности грунта на выбранном земельном участке.

Необходимость проведения полевых и лабораторных испытаний грунта

Основная цель полевых и лабораторных испытаний грунта – оценка его несущей способности и других свойств при проектировании нового строительства, при определении допустимых предельных состояний оснований в ходе реконструкции зданий или сооружений. Полученные результаты и их анализ позволяют исключить риск смещения и просадок фундаментов, появление коррозийного разрушения и деформации подземных строительных конструкций. Своевременно проведенные исследования способствуют принятию грамотных проектных решений по оптимизации веса и состава строящихся объектов, по необходимости укрепления грунта поверхностными или глубинными способами.

Заказать комплекс испытаний грунта или анализ отдельных его параметров в Москве можно, заполнив онлайн-заявку на соответствующей странице данного сайта. Специалисты строительной лаборатории ООО «ТехЛабКонтроль» выполнят ваш заказ быстро, в полном соответствии с требованиями государственных стандартов. Стоимость услуг будет зависеть от вида и объема испытаний, местоположения объекта и особых условий, согласованных с заказчиком.