Проведение лабораторных исследований грунтов – трудоемкий процесс, требующий профессионального подхода уже на этапе отбора проб. ГК «Специалист» готова предоставить своим клиентам такой подход: много лет работая в сфере недропользования, мы знаем все нюансы проведения лабораторных испытаний.

В зависимости от поставленных задач для лабораторных исследований отбирают пробы с нарушенной или ненарушенной (монолиты) структурой. Для этого применяют один их следующих способов:

• точечный (из целого слоя полезного ископаемого отбирают один или несколько проб);
• бороздовый (по пласту располагают борозды и уже из них производят отборы);
• валовый (исследуют весь грунт из выработки).

В случае, когда отбор монолитов невозможен (грунт рыхлый или песчаный), проводятся полевые испытания для определения естественной плотности породы.

Основные правила отбора проб

Высококвалифицированные специалисты нашей компании соблюдают все необходимые правила при отборе проб для лабораторных исследований:

1. Образец должен иметь все характерные черты слоя, из которого взят, и не содержать примесей.
2. Упаковка образца производится незамедлительно, каждая проба маркируется в соответствии с принятыми стандартами, заносится в журнал и отмечается на карте, плане или зарисовке участка.
3. Сразу после упаковки образец, не нарушая его сохранности, отправляют в лабораторию или место хранения с соответствующими условиями.

Основное правило отбора проб, которое неукоснительно соблюдают сотрудники ГК «Специалист», – их должно хватить для исследования всех необходимых характеристик грунта и проведения испытаний. Для скальных и крупнообломочных пород отбирают не менее 2000 кв. см, для песчаных – 1000 кв. см и для глинистых – 500 кв. см.

Отобранные из скважин монолиты в форме призмы или цилиндра очищают и консервируют одним из двух способов:

• парафинирование («запаивание» в три слоя парафина, разделенные марлей);
• упаковка в жесткую тару.

Упаковывая монолит одним из вышеуказанных способов, стоит отметить верх образца и ориентировку по сторонам света. Перевозка осуществляется в деревянных ящиках с опилками или стружкой между образцами, которые позволят избежать повреждений. Отбор, перевозка и хранение образцов породы в нашей компании производится в соответствии с ГОСТ 12071 – 72.

Срочность в этом случае обусловлена необходимостью сохранить структуру грунта и его естественную влажность. Кроме того, при перевозке талых пород нужно учитывать, что замораживание изменит структуру грунта. То же произойдет с оттаявшим мерзлым грунтом. Все эти детали могут серьезно повлиять на результаты лабораторных исследований грунта, и как следствие – привести к неверным выводам. Наши геологи не допустят нарушения процедуры, поэтому мы можем ручаться за достоверность результатов проводимых нами испытаний.

Отбор проб грунта выполняется совместно с работами по проведению инженерно-геологических изысканий. Под грунтом в строительстве понимают верхний слой литосферы, включающий в себя скальные, а также полускальные и рыхлые горные породы.

Цели отбора проб

К основным целям отбора образцов грунта относят:

• классификация пород грунта и установление состава разреза (или осадочных слоев и пластов);
• выявление оптимальной величины откосов при выполнении земляных работ;
• описание характеристик, свойств грунта и его составляющих с точки зрения возможности их использования в качестве стройматериалов;
• установление физико-механических характеристик грунта для выявления его несущей способности (так называемая проба грунта под фундамент).

Методы отбора проб грунта

Методы, используемые для отбора образцов грунта, зависят от вида исследуемой почвы. Отбираются грунты с:

• нарушенной структурой;
• с ненарушенной или монолитной структурой.

При заборе образцов рыхлых пород, к примеру, песчаных, могут отбираться пробы нарушенной структуры, а для изучения связных пород‚ таких как рыхловатые грунты, глина и т.п., необходим забор ненарушенной, т.е. монолитной структуры. Для таких образцов требуется бурить скважины. Любой способ бурения позволяет получить качественный образец с ненарушенной структурой и обеспечить соответствие свойствам слоев, из которых отбираются пробы грунта.

Методы отбора разнообразны, среди них:

• точечный метод для взятия небольших образцов грунта;
• бороздовой, основанный на вспахивании борозд по всей протяженности пласта;
• валовой, позволяющий использовать для анализа весь выработанный грунт.

Как правильно отобрать пробы?

При отборе грунтов следует:

• исключить полностью попадание случайных включений;
• обеспечить соответствие образца грунта слою почвы места забора проб;
• не курить во время забора проб;

Как правило, при взятии проб ведется журнал, в котором ставятся отметки о месте, времени отбора образцов и составляется соответствующий акт. Что касается объема взятого образца, то он должен обеспечивать возможность всех запланированных исследований. Для грунтов нарушенной структуры эта величина не менее 2000 см², а для монолитов составляет более 500 см².

Пробы почвы, в зависимости от необходимости проведения тех или иных определений, отбирают в стеклянные (пластиковые) емкости или полиэтиленовые пакеты.

Необходимым условием отбора проб почв является их предохранение от вторичного загрязнения (в том числе атмосферными осадками) на всех этапах отбора проб.

Для отбора проб почвы необходимо использовать инвентарь, изготовленный из металла (нержавеющая сталь), керамики, пластмассы и т.п. Все рабочие поверхности должны быть тщательно очищенными от загрязнений и не иметь признаков коррозии и ржавчин

Отбор проб почвы для лабораторного анализа является главным показателем, по которому можно определить качество грунта. Для того чтобы взять пробу, необходимо выделить место для отбора почвенных проб, данные анализ даст возможность определить те участки, на которых имеются больше всего загрязнений, также посредством данного исследования можно выявить благополучные места, которые пригодны для выращивания различного вида культур.

Для проведения данного исследования определяется несколько участков, на которых проходит отбор проб почвы для лабораторного анализа. Для этого берется два участка, один из которых расположен в радиусе источника загрязнения, а второй должен быть расположенным недалеко от него. Чтобы определить глубину, на которой будет взят грунт, необходимо знать его характер, поставленные цели и вид лабораторного исследования.

Составляющие почвы

Для того чтобы выявить химический или механический состав, отбор проб почвы для лабораторного анализа выполняет на площади 25 квадратных метров, в 3 или 5 точках участка. Обычно в грунт берут с глубины 0,25 сантиметров по диагонали, но если понадобится проба, могут взять с глубины 0,75-1 метра.

Когда работают сотрудники АНО «Центр экологических экспертиз», все пробы берутся посредством лопаты или бура, после чего они хорошо перемешиваются, и из этого материала составляется единая проба, которая имеет вес 1000 грамм. Взятый анализ помещается в банку с крышкой, на которой пишется номер, после чего все отсылается в лабораторию посредством сопроводительных бумаг, в которых указывается время и место взятия материала, также с какой глубины он был получен.

Отбор проб почвы для лабораторного анализа хорошо перемешивается и просеивается, после чего подвергается исследованиям в натуральном или в воздушно-сухом состоянии.

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.