Операционный контроль качества земляного полотна
Пенетрационные методы контроля плотности грунтов. Для контроля относительного коэффициента уплотнения грунтов Ко применяют методы статического или динамического действия, основанные на пенетрации металлического конуса в грунт, радиоизотопные и электронные.
Плотность различных грунтов можно определять статическим микрозондом РБ-110 массой 0,5 кг. Методика пользования им заключается в следующем: 1) выравнивают площадку размером 15X15 см; 2) вдавливают наконечник на глубину до отметки на штанге 10 см и берут отсчет Б по индикатору часового типа; 3) про должают вдавливать наконечник до глубины 30 см и снова берут отсчет А; 4) извлекают штангу и повторно снимают отсчет В, когда конус достигнет глубины 10 см (считая от поверхности площадки) (рис. 16.1).
Разность отсчетов [(А -Б)—В] по предварительно разработанному градуировочному графику для данного грунта позволяет в течение нескольких секунд установить действительное значение Ко. Испытания проводят трехкратно. Результаты испытания практически не превышают ±3 % по сравнению с методом стандартного уплотнения. При естественной влажности грунтов, особенно песчаных, если We>Wо, разброс показаний плотности значительно меньше, чем при We<Wо. Для сухих грунтов с We= (0,25...0,3) микрозонд применять нецелесообразно. Надежные коэффициенты уплотнения связных грунтов наблюдаются лишь при We≈Wо. Длительность одного испытания с трехкратной повторностью составляет всего 2 мин.
Рис. 16.1. Микрозонд с часовым механизмом РБ-110 (конструкции Л. А. Смоляницкого)
1— шарнир; 2 — корпус; 3 — ручка; 4 — конусный наконечник со штангой; 5 — циферблатная шкала для характеристики плотности грунта
Недостаток прибора, как и всех пенетрометров, связан с необходимостью иметь на нем шкалу значений К0 для различных грунтовых разностей, чтобы не приходилось на объектах строительства каждый раз градуировать пенетрометры или зонды и составлять соответствующие градуировочные графики.
К сожалению, методы испытания грунтов пенетрометрами и зондами как у нас, так и в других странах, еще нуждаются в совершенствовании [22, 32].
Для определения плотности только песчаных и гравелистых грунтов применяют динамический плотномер Д-51, состоящий из штока с рабочим наконечником, гири массой 2,5 кг и рукоятки. Нижняя часть наконечника — коническая с углом при вершине 60° и диаметром основания 16 мм (рис. 16.2).
Вначале готовят площадку размером не менее 40X40 см и при помощи сбрасываемой гири погружают наконечник на глубину до 30 см, фиксируя количество ударов гири. Показатель условного динамического сопротивления песчаного грунта Rд составляет:
Rд=КПN20-30/h,
где К — коэффициент учета потерь энергии при ударе; П — показатель удельной кинетической энергии, Н/см; N20-30 — количество ударов, необходимое для погружения наконечника на глубину с 20 до 30 см; h —глубина погружения наконечника, равная 10 см.
Рис. 16.2. Динамический пенетрометр Д-51 конструкции Белдорнии
1— рукоятка; 2 — гиря; 3 — направляющая; 4 — наковальня; 5 — штанга; 6 — конусный наконечник
На одной площадке показатель Rд измеряют 3—5 раз. По вычисленному его значению, используя тарировочный график, определяют фактическую плотность песчаных или гравелистых грунтов. Средняя относительная ошибка не превышает 3 %. Время испытания — 1,1 мин.
Плотномер тарируют для песчаных и гравелистых грунтов, предварительно уплотненных до различной степени, установленной по методу стандартного уплотнения. Тарировочные графики характеризуют зависимость Ко от условного динамического сопротивления Рд. Масса прибора 4 кг. Конструкция его чрезвычайно проста.