Dirbame visoje Lietuvoje!

Statinio zondavimo metodų analizė

Statinis zondavimas (CPT) yra vienas efektyviausių operatyvių metodų gruntams tirti natūraliomis slūgsojimo sąlygomis. Tai vienas nedaugelio metodų, kuriuo galima tirti gruntus, iš kurių negalima paimti bandinių nesuardžius natūralios sandaros (pvz., smėlių po vandeniu, takiai plastiškos ir takios konsistencijos molinių gruntų ir kt.).

Zonduojant gaunama įvairi informacija apie tiriamus gruntus. Tiesioginis zondavimo rezultatas yra grunto atsparumas zondo smigimui. Pagal zondavimo duomenis apskaičiuojama polių pagrindo laikomoji galia. Be to, galima nustatyti taip pat polių įkalimo gylį.

Yra du zondavimo metodai: statinis, kai zondas į gruntą smeigiamas statine jėga, ir dinaminis, kai zondas į gruntą įkalamas arba įgilinamas vibruojant. Abu metodai standartizuoti, statinis – GOST 20069-81, dinaminis – GOST 19912-81. Be to, gruntų tyrimas zondavimu ir jo duomenų panaudojimas reglamentuojamas statybos normomis 448-72 ir polinių pamatų projektavimo normomis 2.02.03-85.

Dažniausiai naudojamas statinis zondavimas, jis geriau negu dinaminis apibūdina grunto stiprumą ir savybes. Dinaminiu zondavimu neleidžiama tirti vandens prisotintų dulkingų smėlių ir minkštų molinių gruntų, kurių takumo rodiklis IL>0.5, nes dėl dinaminio poveikio intensyviai kinta tų gruntų savybės.

Statiniu metodu zonduoti pirmieji pradėjo olandai apie 1930 m. Buvusioje Tarybų Sąjungoje šis metodas pradėtas naudoti 1960 m. Projektavimo normose 1967 m. pateikti nurodymai polių pagrindo laikomajai gebai skaičiuoti pagal statinio zondavimo duomenis. 1974 m. pradėjo galioti pirmieji statinio zondavimo valstybiniai standartai. Lietuvoje šis metodas pradėtas naudoti 1967 m. Kauno politechnikos institute, įsigijus įrenginį C – 979. Dabar statinis zondavimas yra vienas pagrindinių grunto tyrimų metodų.

Šiuo metu statinio zondavimo metodu gruntai tiriami daugelyje šalių visuose žemynuose. Siekdami suvienodinti zondavimo įrenginius, metodus ir duomenų apdorojimo metodiką, tarptautinės draugijos ISSMFE komisija patvirtino Europos standartą, kuris galioja nuo 1977 m. Be to zondas gali būti sukonstruotas su porinio slėgio matavimo davikliais.

Gruntų tyrimas statiniu zondavimu nuolat tobulinamas, siekiama gauti kuo daugiau informacijos apie gruntų savybes.

Rusijoje buvo sukonstruota eilė statinio zondavimo prietaisų. Statinio zondavimo įrenginys susideda iš zondo, matavimo prietaisų ir įspaudimo mechanizmo.

Zondą sudaro plieninis vamzdis, kurio apatiniame gale yra plieninis kūgis. Pagal standartą vamzdžio skersmuo 36mm, kūgio pagrindo skersmuo 35.7mm ir plotas 10cm2, viršūnės kampas 300. Skiriami du pagrindiniai konstrukciniai zondo tipai: mechaninis ir tenzometrinis. Mechaninio zondo kūginis smaigalys pritvirtintas prie 18 mm skersmens plieninio strypo, esančio zondo vamzdžio viduje, apatinio galo . Vamzdis ir strypas susideda iš 1 m ilgio sekcijų, sujungiamų smeigiant zondą į gruntą. Mechaninis zondas į gruntą spaudžiamas per hidraulinę

matavimo galvutę, susidedančią iš dviejų cilindrų – centrinio ir išorinio žiedinio, užpidytų tepalu. Prie kiekvieno cilindro stūmoklį remiasi kūgio strypo viršutinis galas, manometru išmatuojama kūgio smigimui besipriešinanti jėga Fcz. Į išorinio žiedinio cilindro stūmoklį remiasi zondo vamzdžio viršutinis galas, manometru išmatuojama trinties jėga zondo šoniniame paviršiuje Ffz visame zondo ilgyje.

Tenzometrinio zondo kūginis smaigalys su zondo vamzdžiu sujungtas per tenzodinamometrą, juo išmatuojama kūgio smigimui besipriešinanti jėga Fcz. Trintis zondo šoniniame paviršiuje šio tipo zondu matuojama ne visame zondo vamzdžio ilgyje, o specialiai išskirta 310 mm ilgio zondo vamzdžio atkarpa, vadinama trinties mova. Jos šoninio paviršiaus plotas 350 cm2. Mova su zondo vamzdžiu sujungta per kitą tenzodinamometrą, juo išmatuojama vietinė (lokalinė) trinties jėga Ffzi kiekviename zondo įgilinimo intervale. Zondo vamzdis susideda iš 1 m ilgio sekcijų, jos sujungiamos smeigiant zondą į gruntą. Zondo vamzdžio viduje pravestas tenzodinamometrų kabelis, perduodantis jų elektrinius signalus į matavimo aparatūra – skaitmeninę skalę PIKA-9 ar    PIKA-10. Norint palengvinti zondo smigimą ir padidinti zondavimo gylį, zondo vamzdyje virš trinties movos daromas 42…55 mm skersmens vietinis pastorinimas.

Tenzometrinis zondas palyginti su mechaniniu turi keletą privalumų. Kūgio smigimui besipriešinanti jėga Fcz tenzometriniu zondu nustatoma tiksliau, nes mechaniniame zone jos didumui turi įtakos vidinio strypo, prie kurio pritvirtintas kūgis, deformacijos, trintis į zondo vamzdį. Trinties zondo šoniniame paviršiuje didumas tenzometriniu zondu išmatuojamas kiekvieno sluoksnio, o mechaninis zondas duoda tik visų zondo praeitų grunto sluoksnių vidutinį trinties didumą. Išmatavus kiekvieno sluoksnio vietinės (lokalinės) trinties didumą, pagal jo santykį su grunto atsparumu kūgio smigimui galima nustatyti grunto tipą (pavadinimą).

Į gruntą zondas įsmeigiamas ir iš jo ištraukiamas hidrauliniu domkratu. Reaktyvioji spaudimo jėga perduodama plieniniam rėmui, kuris inkaruojamas prie grunto sraigtiniais plieniniais poliais ar sraigtiniais grąžtais. Zondui į gruntą įsmeigti reikalinga 50…150 kN jėga, kai kada ir didesnė, nelygu koks tiriamo grunto stiprumas.

© 2024 Ingeo