AKDEMIA GÓRNICZO - HUTNICZA
WYDZIAŁ WIERTNICTWA NAFTY i GAZU
SPECJALNOŚĆ:
Inżynieria Gazownicza
ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z GEOTECHNIKI
DARIUSZ CHARKIEL
ĆWICZENIE NR 1
Badanie stopnia zagęszczenia gruntów
sondą SG
I. Cel ćwiczenia.
Powyższe ćwiczenie ma na celu przeprowadzenie badania stanu zagęszczenia gruntów, metodą sondowania.
II. Wstęp teoretyczny .
1. Zastosowanie sondowania.
Sondowanie należy stosować do jakościowej oceny zmienności gruntów na różnych głębokościach w miejscu sondowania oraz wykonania pomiarów oporu końcówek sond przy ich zagłębianiu w grunt.
2. Sondowanie sondą stożkową wbijaną (SL lub SC).
Sprzęt składa się z sondy wbijanej z żerdzią i końcówką do wbijania w grunt oraz z wolno spadowym urządzeniem do wbijania składającym się z młota (masa czynna) oraz z kowadła połączonego z żerdziami, obejmującego prowadnicę młota, zaczepy wolno spadu itp. (masa bierna).
W zależności od głębokości sondowania i rodzaju badanych gruntów należy stosować sondę stożkową wbijaną lekką (SL) lub sondę ciężką (SC), odpowiadające wymaganiom według tabeli 1. Nie należy stosować sondy lekkiej (SL) na głębokościach większych niż 10 m, a sondy ciężkiej (SC) – na głębokościach większych niż 30 m.
Sonda stożkowa wbijana lekka powinna być wyposażona w obciążnik dodatkowy w kształcie walca o średnicy zewnętrznej 300 mm, z osiowym otworem o średnicy 40 mm, powodując nacisk jednostkowy 0,1±0,005 kG*cm-2. Żerdzie powinny mieć powierzchnię boczną gładką, bez zgrubień w miejscach złącz oraz trwałe oznaczenie długości w odstępach co 10 cm.
Sondowanie sondą stożkową wbijaną należy wykonywać w sposób ciągły, ze stałą częstotliwością uderzeń nie większą niż co 2 s. Po zagłębieniu sondy o każdy 1 m należy wykonać obrót żerdzi wokół własnej osi o 2 kąty pełne; przy sondowaniu na głębokościach większych niż 10 m (SC) obroty żerdzi należy stosować co 20 cm zagłębienia sondy. Parametrem geotechnicznym sondowania jest liczba uderzeń młota sondy, zużyta w celu zagłębienia sondy lekkiej na głębokość 10 cm lub sondy ciężkiej na głębokość 20 cm; należy stosować oznaczenie liczby uderzeń odpowiednio symbolami: N10 i N20. Liczbę uderzeń określa się począwszy od głębokości 1 m. Przy sondowaniu sondy lekkiej można je określać od powierzchni terenu, jednakże pod warunkiem jej wyrównania, ułożenia na niej dodatkowych obciążników i sondowania przez
otwór w tych obciążnikach.
Tabela 1.
Symbol sondy
Końcówka
Żerdzie rurowe1)
Masa
kowadła2)
młota
Wysokość spadania młota
m
Energia wbijania kG*m
masa
1 m
kg
średnica
zewnętrzna
grubość
ścianki
mm
SL
5,0
wg rys. 1
2,5
22
4,5
6,0
10
0,50
SC
48±1
wg rys. 2
4,6
42
16,0
65±2
0,75±0,02
1) Dopuszcza się stosowanie żerdzi pełnych.
2) Do masy kowadła należy dodać masy połączonych z nim: prowadnicy młota, ogranicznika wolnospadu itp.
Końcówka sondy lekkiej SL (rys. 1) i sondy ciężkiej SC (rys. 2):
III. Wykonanie ćwiczenia.
a) Przygotowanie sprzętu.
Celem przeprowadzenia badania zagęszczenia gruntów, metodą sondowania należy przygotować sondę gruntową SG (rys. 3) oraz przyrząd do wyciągania sondy. Prowadnicę sondy (1) skręcamy z kowadłem (2). Nakładamy na prowadnicę młot (3), sprężynę (4) i pierścień (5), który przykręcamy do prowadnicy w takim miejscu, żeby wysokość podnoszenia młota wynosiła 500 mm. W kowadło (2) wkręcamy łącznik (6), do którego przykręcamy żerdź (7) zakończoną końcówką stożkową (8). Na powierzchni terenu ustawiamy dodatkowy obciążnik (10), w którym mocujemy listwę z podziałką (9).
b)Przeprowadzenie badania.
Zmontowaną sondę ustawiamy w pozycji pionowej. Wynik badania określa się począwszy od głębokości 1 m. Można je także określać od powierzchni terenu pod warunkiem, że na tej powierzchni został ułożony dodatkowy obciążnik, a sondowanie wykonywane jest przez otwór w tym obciążniku. W przypadku występowania nasypisk gruzu itp. Warstwę nasypu zdejmujemy i sondowanie rozpoczynamy od poziomu gruntu poniżej nasypiska. Przed rozpoczęciem wbijania, w otworze bocznym obciążnika dodatkowego mocujemy listwę z podziałką. Młot podnosimy na wysokość 500 mm i pozwalamy mu swobodnie opadać na kowadło. Należy zwrócić uwagę, żeby niezbyt energicznie uderzać młotem o sprężynę odbojową, co mogło by spowodować „podrywanie” sondy.
Liczymy liczbę uderzeń, po których żerdź zagłębi się o 100 mm, dla sondy SL, oraz 200 mm, dla sondy SC, a otrzymane wyniki zapisujemy.
Po zakończeniu sondowania, sondę wyciągamy z gruntu posługując się odpowiednim przyrządem np. trójnogiem z wielokrążkiem.
Rysunek 3.
Wyniki badania:
Stopień zagęszczenia badanych, sondą SG, gruntów określa się według następującej tabeli:
PODZIAŁ GRUNTÓW DROBNOZIARNISTYCH NIESPOISTYCH ZE WZGLĘDU NA ZAGĘSZCZANIE:
Stan gruntu
Symbol
Stopień zagęszczenia
Miarodajne wartości Nk dla sond
bianka222