Пособие по химическому закреплению грунтов инъекцией в промышленном и гражданском строительстве (к СНиП 3.02.01-83)
ПРИЛОЖЕНИЕ 7.
ЛАБОРАТОРНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ГРУНТОВ
Определение коэффициента фильтрации грунтов в лабораторных условиях в принципе может производиться по многим хорошо разработанным и широкоизвестным в технической литературе методикам, а именно: в трубке и в приборе Г.Н.Каменского; в приборе Г.Тиме; в трубке Спецгео; в приборе П.В. конструкции Д.И.Знаменского и В.Н.Хрусталева (для глинистых грунтов); в фильтрометре Н.Н.Веригина и по другим методикам.
В целях инъекционного закрепления грунтов лабораторное определение коэффициента фильтрации рекомендуется производить по методике НИИОСП, которая представляет собой усовершенствованную методику в трубке Г.Н.Каменского.
Методика распространяется на все, без исключения, пригодные для инъекционного закрепления грунты нарушенного и естественного сложения, включая рыхлые - от крупнообломочных грунтов до пылеватых песков, и просадочные лессовые грунты; не исключаются и все другие глинистые грунты, неспособные к инъекционному закреплению.
Определение основано на измерении падения уровня воды в измерительной трубке при фильтрации из нее воды с переменным (убывающим) напором, согласно Дарси, для случая, когда диаметры образца грунта и измерительной трубки не совпадают.
От трубки Г.Н.Каменского данный прибор (рис.1) отличается наличием сменных измерительных трубок разного сечения 4 и применением грунтоноса оригинальной конструкции (рис.2). Набор измерительных точно тарированных трубок диаметром 126, 25, 11 и 5 мм, включая и трубку Каменского диаметром 56 мм, обеспечивает их подбором возможность кратковременного, практически одновременного определения коэффициента фильтрации грунтов независимо от его величины в диапазоне трех порядков величин, охватывающем все пригодные для инъекционного закрепления нескальные грунты.
Рис.1. Схема лабораторного определения коэффициента фильтрации песчаных и
крупнообломочных грунтов по методике НИИОСП
1 - трубка из оргстекла с перфорированным дном; 2 - химический стакан в качестве стабилизатора уровня; 3 - кристаллизатор;
4 - сменные измерительные трубки разного сечения; 5 - резиновая пробка; 6 - стеклянные трубки с кранами;
7 - резиновые соединительные трубки; 8 - гравийная подсыпка; 9 - испытуемый образец грунта;
10 - гравийно-песчаная присыпка; 11 - мерная рейка-измеритель напоров.
Рис.2. Прибор для определения коэффициента фильтрации глинистых грунтов ненарушенной структуры
1 - стакан грунтонос; 2 - днище; 3 - крышка; 4 - патрубки; 5 - зажимные болты; 6 - перфорированные диски;
7 - резиновая обойма; 8 - резиновые прокладки; 9 - грунтовый монолит
Прибор-грунтонос в комплекте той же лабораторной установки, подключенный вместо трубки Г.Н.Каменского, предназначается для определения водопроницаемости просадочных лессовых грунтов и других глинистых грунтов. Обжатие грунтового образца давлением, создаваемым лабораторным компрессором, надежно гарантирует от пристенной фильтрации.
Кроме показанного на рисунках, в комплект прибора входят лабораторный компрессор, обеспечивающий давление до 0,3 МПа и стеклянная бутыль с тубусом на 5-10 л для подачи воды в прибор. Для проведения опыта еще требуются секундомер, термометр, трамбовка для укладки рыхлых грунтов, технические лабораторные весы и все необходимое для определения влажности грунтов. Коэффициент фильтрации песчаных и крупнообломочных грунтов определяют при двух состояниях по плотности, минимальной и максимальной, с соответствующими определениями пористости; просадочные, лессовые и другие глинистые грунты испытываются в состоянии монолитов цилиндрической формы с сохранением их естественной структуры и влажности. Определение коэффициента фильтрации песчаных и крупнообломочных грунтов осуществляется на образцах воздушно-сухого состояния. Перед опытом на фильтрацию определяют необходимые для расчета пористости образца в загруженном состоянии величины плотности частиц и гигроскопической влажности, а также гранулометрический состав. Для просадочных лессовых грунтов определяют плотность, плотность частиц и естественную влажность.
Подготовка грунтов воздушно-сухого состояния и определение указанных характеристик выполняются по соответствующим ГОСТам.
Определение пористости образца песчаных и крупнообломочных грунтов в загруженном состоянии осуществляют двухкратным взвешиванием (до и после загрузки в прибор пробы грунта, взятой в фарфоровой чашке в некотором избытке). По разности весов и объему грунта в приборе определяют плотность грунта в приборе, а затем расчетом его пористость.
Загрузка прибора
1. Перед загрузкой прибора взвесить на технических весах подготовленный для опыта в небольшом избытке грунт в фарфоровой чашке, залить бутыль для подачи воды в трубку, подготовить составные элементы прибора.
2. Установить стакан 2 диаметром 8-10 см, высотой 10-12 см в кристаллизатор 3, а трубку 1 диаметром 5-6 см, высотой 20-25 см - на подставку в стакане 2.
3. На сетчатое дно трубки уложить слой гравия толщиной 1-2 см для предотвращения выноса частиц испытуемого образца.
4. Осторожно, небольшими порциями произвести заполнение трубки грунтом на высоту 5-10 см. При испытании образца минимальной плотности заполнение осуществляют через воронку без всякого уплотнения; при испытании образца максимальной плотности - при тщательном уплотнении трамбовкой.