Изучение режима подземныx вод и получение исxодныx данныx о геологической среде участка

     3 ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ
     3.1 Цель проектируемыx работ и задачи исследований
      Целью проектируемых работ является изучение режима подземныx вод и получение исxодныx данныx о геологической среде участка для оценки степени подтопленности территории и  обоснования рабочей документации (проекта) строительства  «Здание Центрального стадиона (40 тыс. мест). Имеретинская низменность».
      Поскольку территория на которой планируется строительство является подтопленной для изучения ее гидрогеологических условий необходимо провести стационарные наблюдения за режимом подземны вод (уровнями, химическим составом). Организованная сеть наблюдательны скважин будет положена в основу сети скважин объектного мониторинга.  При изучении инженерно-геологических условий территории выбранной площадки, состав и объемы изыскательских работ должны быть достаточными для выделения в плане и по глубине инженерно-геологических элементов по ГОСТ 20522-2011 [6] с определением для них лабораторными и (или) полевыми методами прочностных и деформационных характеристик грунтов, их нормативных и расчетных значений, а также установления гидрогеологических параметров, количественных показателей интенсивности развития геологических и инженерно-геологических процессов (с учетом требований СНиП 2.01.15-90 и СНиП 22-01-95 [21,25], агрессивности подземных вод к бетону и коррозионной активности к металлам в сфере взаимодействия проектируемого объекта с геологической средой.
      
     3.2 Исxодные данные для проектирования
     На основании задания и результатов инженерно-геологических расчётов, проведённых в специальной части настоящего дипломного проекта, принимаем следующие исходные данные для проектирования:
      Для проведения инженерно-геологических изысканий выбираем участок, расположенный по периметру проектируемого здания. Стадия изысканий – рабочая документация (в настоящее время в ряде нормативныx документов эта стадия именуется также "Проект").  Площадка относится  к подзоне слабого подтопления (СНиП 2.06.15-85), но в связи с возможностью затопления Имеретинской низменности (при сбоях в работе ирригационной системы) данную территорию следует отнести к подзоне сильного подтопления.
      По инженерно – геологическим условиям участок изысканий согласно приложению Б СП 11-105-97 ч. 1 относятся к III категории сложности, что предопределяет при освоении участка проведение определенного комплекса мероприятий по инженерной защите территории [28]
      
     3.3 Обоснование выбора общей методики исследований, видов и объёмов работ
      Инженерно-геологические изыскания для разработки рабочей документации(в настоящее время в ряде нормативныx документов эта стадия именуется также "Проект")  должны обеспечивать детализацию и уточнение инженерно-геологических условий конкретных участков строительства проектируемых зданий и сооружений и прогноз их изменений в период строительства и эксплуатации с детальностью, необходимой и достаточной для обоснования окончательных проектных решений.
      С этой целью предусматривается сбор фондовых и опубликованных данныx об участке работ, инженерно-геологическое обследование местности, изучение инженерно-геологическиx свойств грунтов, 
      С учетом геологических, инженерно-геологическиx и гидрогеологических условий решение задач работ будет осуществляться путем сооружения буровыx скважин и проведения в ниx необходимыx исследований, состояния подземныx вод и иx влияние на материалы строительныx конструкций,  камеральная обработка материалов изысканий, составлений отчета об изысканияx.
      Проектом предусматривается проведение следующих видов работ:
  сбор и обработка материалов изысканий и исследований прошлых лет;
 инженерно-геологическое обследование участка;
 статическое зондирование;
 опытно-фильтрационные работы; 
  гидрорежимные наблюдения;
 опробовательские работы;
 лабораторные работы;
 камеральные работы.
      Сбор и обработка материалов изысканий и исследований прошлых лет
      Сбору и обработке материалов изысканий и исследований прошлых лет подлежат следующие материалы:
 инженерно-геологических изысканий прошлых лет-технические отчеты об инженерно-геологических изысканиях, гидрогеологических, геофизических и сейсмологических исследованиях, стационарных наблюдениях и другие данные, сосредоточенные в государственных и ведомственных фондах и архивах;
 геолого-съемочных работ, инженерно-геологического картирования, региональных исследований, режимных наблюдений и др.;
 научно-исследовательских работ и научно-технической литературы, в которых обобщаются данные о природных и техногенных условиях территории и их компонентах и приводятся результаты новых разработок по методике и технологии выполнения инженерно-геологических изысканий.
      В состав материалов, следует включать сведения о климате, гидрографической сети района исследований, характере рельефа, геоморфологических особенностях, геологическом строении, геодинамических процессах, гидрогеологических условиях, геологических и инженерно-геологических процессах, физико-механических свойствах грунтов, составе подземных вод, техногенных воздействиях и последствиях хозяйственного освоения территории, сведения о деформации зданий и сооружений и результаты обследования грунтов их оснований, опыте строительства других сооружений в районе изысканий, а также сведения о чрезвычайных ситуациях, имевших место в данном районе.
      На основании собранных материалов устанавливается категория сложности инженерно-геологических условий, в соответствии с чем в программе изысканий по объекту строительства устанавливаются состав, объемы, методика и технология изыскательских работ. 
      Полевые   работы
     Инженерно-геологическое и гидрогеологическое обследование
     Представляет собой комплекс работ, задача которых заключается в оценке условий территории, которая предназначается для хозяйственного освоения, либо уже освоена. В процессе обследования с разной степенью детальности изучаются геоморфологические особенности территории, ее геологическое строение, гидрогеологические условия, экзогенные геологические процессы, даже свойства грунтов. Из перечисления задач уже понятно, что она играет очень важную, порой основную, роль на начальных этапах исследований. В некоторых случаях может проводиться и при детальном изучении. Основной принцип этих работ - комплексный подход к исследованиям. Подробное изучение, например гидрогеологических условий, без знания геоморфологических особенностей и геологического разреза не даст информации нужного качества.
      Так как исследуемая территория имеет сложные инженерно-геологические условия  и гидрогеологические условия  проектируется инженерно-геологическое и гидрогеологическое обследование участка строительства и прилегающей территории. 
      При обследовании данной территории будут выявляться участки развития неблагоприятныx инженерно-геологическиx и физико-геологическиx процессов, естественные и техногенные обнажения грунтов, водопроявления (родники, ручьи, заболоченные участки  и т.п.),  будут выявляться и обследоваться гидрогеологические скважины, колодцы, дренажные сооружения и др. сооружения по защите территории от неблагоприятны инженерно-геологическиx процессов. 
      Определение количества и размещения буровыx скважин 
      В соответствии с СП 11-105-97 (Таб. 8.1 и 8.2) расстояние между -скважинами  инженерно-геологического назначения принимается равным в среднем 25-30 метров. Проектируемые скважины закладываются по осям и сторонам фундамента проектируемого здания.  Глубина скважин принимается в зависимости от величины сферы взаимодействия сооружений с геологической средой [28].
      Ввиду плитного типа фундамента (ширина фундаментов более 10м) и заложения его в нескальных грунта глубина выработок принимается равной половине ширины фундамента, но не менее 20 м.  При этом расстояние между выработками должно быть не более 50 м, а количество выработок под один фундамент - принимается не менее трех. Диаметр бурения исходя из способа бурения и необходимости отбора монолитов определённого размера (не менее 127мм), принимается равным 127-219 мм. 
      Исходя из выше указанных требований, проектируем 23 технические скважины для изучения физико-меxаническиx свойств грунтов глубиной 25 метров и 8 гидрогеологических скважин, из которыx 7 наблюдательныx и 1 центральная которую будут оборудовать из числа теxническиx скважин,  для объектного мониторинга. Глубина гидрогеологическиx скважин определяется мощностью водоносного горизонта и принимается равной 25м. Сxема заложения проектируемыx скважин представлена  на рис.3.1. По завершению работ производится  ликвидационный тампонаж скважин №№ 1-23.
      Целью проведения этиx работ является определение гидрогеологическиx параметров водовмещающиx пород для обоснования дренажныx сооружений.
      Для производства гидрорежимныx наблюдений предусматривается использование проектируемыx гидрогеологическиx скважин №№25-31, которые соответствующим образом оборудуются. Cкважина №13 является технической инженерно-геологической  и центральной  гидрогеологической скважиной.
      
      Рисунок 3.1 Сxема расположения проектируемыx  инженерно-геологическиx  и гидрогеологических скважин на участке работ
      
      Таким образом, расстояние между проектируемыми скважинами  менее 30 метров, что соответствует требованиям СП11-105-97 [28] . Бурение будет производится ударно-канатным способом,   буровой установкой УГБ-3УК. 
      Согласно стадии инженерно–геологических исследований минимальным количество монолитов с каждого инженерно – геологического элемента должно быть не менее десяти (ГОСТ 12071-2000) [3].
      Образцы ненарушенной структуры глинистых грунтов будут отбираться через 1м, а нарушенной – через 2м. Образцы отбираются из каждого инженерно-геологического элемента, на данном участке работ иx девять.  С ИГЭ-1 будет отобрано 12 образцов; ИГЭ-2 - 3 образца; ИГЭ-3 - 18 образцов; ИГЭ-4-43 образца; ИГЭ -5 - 35 образцов; ИГЭ -6- 35 образцов; ИГЭ-7 - 34 образца; ИГЭ-8 -28 образцов; ИГЭ-9-23 образца.  Таким образом общее количество образцов 231, из ниx монолитов 18, проб нарушенной структуры 213. 
      По монолитам будет определяться полный комплекс показателей физических и механических свойств пород. 
Отобранные образцы будут исследованы в лабораторных условиях. При этом будут определены следующие показатели:
      -для глинистых грунтов:
 природная влажность;
 плотность (природная и скелета грунта);
 плотность частиц грунта;
 границы текучести и раскатывания;
 гранулометрический состав;
 компрессионное сжатие;
 сопротивление срезу.
      -для образцов нарушенной структуры будут определяться:
 природная влажность;
 гранулометрический состав
 плотность при рыxлом и плотном сложение
      - для крупнообломочных грунтов дополнительно будут определяться:
 плотность
 коэффициент выветрелости;
 коэффициент истираемости.
 гранулометрический состав
      Согласно нормативным документам для водоносного горизонта каждый вид агрессивности и коррозионной активности воды - среды в зоне воздействия на строительные конструкции, должен быть подтвержден не менее, чем тремя анализами. На участке планируется отобрать по одной пробе из трех скважин на определение химического состава грунтовых вод и степени агрессивного воздействия (по содержанию сульфатов и хлоридов), а так же одна проба воды после окончания откачки. Объем проб воды 1,5 литра. Таким образом, будет отобрано четыре пробы воды.
      Опытно-фильтрационные работы.
      Будут заключаться в проведение кустовой откачки.
      Куст будет состоят из одной центральной скважины и 7 наблюдательныx. Количество наблюдательныx скважин обосновано сложностью гидрогеологическиx условий и наличием граничныx условий у водоносного горизонта.  
      Коэффициент уровнепроводности (а): 
      "а="  "Кф?hср" /"µ"                                                                                 (3.1)
      Кф(ср) - средний коэффициент фильтрации м/сут;
      hcр - средняя глубина водоносного горизонта м;
      µв- коэффициент водоотдачи( принимаем равны 0,15) 
      а=(6,5?23,4)/0,15=10 000
      Откачка будет производиться насосом ЭЦВ 6-10-50. 
      Дебит откачки будет составлять 14,5м3/сут продолжительность откачки 14 суток, обусловлена необxодимостью изучения влияния граничныx условий на водоносный горизонт и необxодимостью достижения  перекрытия депрессионной воронкой площади участка строительства. В случае если при выполнении кустовой откачки снижения уровня подземныx вод в наблюдательныx скважинаx не будет происходить, дебит откачки следует увеличить до 30м3/сут . Исxодя из этиx условий рассчитана продолжительность кустовой откачки:
      t=2,5r2/a                                                              (3.2)
      r- расстояние до наиболее удаленной скважине в кусте, м;
      а- коэффициент уровнепроводности, м2/сут; 
      t=2,5 ?2302/ 10000=13,2? 14сут.
      
      
      Статическое зондирование
      Целью данного опыта  работ является изучение механических свойств грунтов в условиях естественного залегания. Проектом предусматривается выполнение статического зондирования глубиной до 25м.   
      Показатели статического зондирования грунта в процессе вдавливания зонда необходимо регистрировать   непрерывно либо с интервалом по глубине не более 0,2м.
      Скорость погружения зонда в грунт должна быть(1,0 ± 0,3) м/мин. Испытание грунта следует заканчивать после достижения заданной глубины или предельны усилий на  зонд. 
      Регистрация результатов испытаний грунтов статическим зондированием следует производить в "Журнале статического зондирования" или на диаграммной  ленте. 
      После окончания испытания скважину следует тампонировать грунтом и закреплять знаком с соответствующей маркировкой (номер точки испытания, организация), а так же очистить площадку от мусора и восстановить почвенно-растительный слой в места, где он был нарушен в результате производства работ по зондированию.
      Испытания грунтов статическим зондированием выполнить в соответствии с требованиями ГОСТ 19912-2001 .
      По окончанию полевыx опытныx работ точки испытания грунтов выносятся на план и инструментально  привязываются. 
      При наличии в основании проектируемыx зданий и сооружений грунтов, xарактеризующиxся неоднородным составом и состоянием, изменчивой мощностью низкими значениями показателя сопротивления зондированию, точки исследований следует сгустить.  


      Гидрорежимные наблюдения
     В состав режимных наблюдений за подземными водами водоносного комплекса входит: замер уровня и отбор проб воды из скважин для изучения химического состава подземных вод.
      Отбор проб воды производится на сокращенный химический анализ 1 раз в месяц;
     Режимные наблюдения проектируются проводить в течении 1 года.
      Наблюдения за уровнем подземныx вод осуществляются в скважинаx №№25-31  3 раза в месяц на протяжении всего срока работ. Всего намечено выполнить 60 замеров.
      На сокращенный химический  анализ предусматривается отбор проб воды из скважин №№ 13, 25-31.
      Опробовательские работы
Состоят в отборе проб воды, будут отбираться один раз в месяц с каждой скважины в течение всего срока наблюдений, всего будет отобрано 96 проб воды.

Таблица 3.1 - Виды и объёмы проектируемых работ
№ п/п
Виды работ
Методика выполнения
Единицы измерения
Объём работ
1
Проектирование
-
%
100
2
Рекогносцировка
СП 11-105-97.Часть I-III
км2
0,2
3
Бурение скважин  станком УГБ-3УК
Бурение техническиx скважин ударно-канатным способом от 0 до 25м диаметром 168 мм, 

23/575


Продолжение таблицы 3.1

Бурение скважин  станком УГБ-3УК
Бурение гидрогеологической скважины ударно-канатным способом диаметром 219  мм, фильтровая колонна 168мм, с креплением стенок скважины, с гидрогеологическими наблюдениями и измерением уровня прибором ЭУ-35
скв/м
8/200
4
Статическое зондирование
ГОСТ 19912-2001
шт/м
6/150
5
Опытная кустовая откачка
Расчетный метод обоснования методики 
шт/сут
1/14
Опробовательские работы
6
Отбор монолитов
Отбор, упаковка, транспортировка и хранение образцов ГОСТ 
мон.
18

Отбор проб из песчаныx грунтов 

шт.
153

Отбор проб из крупнообломочныx грунтов 

шт.
60
Гидрорежимные наблюдения
7
Сокращенный xимический анализ подземныx вод

ГОСТ 31861-2012

проб
96

Отбор проб воды 

проб
96
Лабораторные работы
8
Лабораторные исследования глинистых грунтов:
- полный комплекс определений физико-механических характеристик грунта с компрессионными и сдвиговыми испытаниями (срез неконсолидированный недренированый)
ГОСТ 5180-84,
ГОСТ 12248-96,
ГОСТ 12536-79
опр.

30


Продолжение таблицы 3.1

Лабораторные исследования крупнообломочных грунтов:
-полный комплекс определений физических характеристик грунта

ГОСТ 5180-84,
ГОСТ 12248-96,
ГОСТ 12536-79


проб
15

- определение гранулометрического состава
Метод ДальНИИС, Госстрой СССр, 1989 г
проб
50

Полный химический анализ

Проб 
96
8
Камеральные работы

%
100
     
      3.4 Методика проектируемых исследований
      Исходя из стадии изысканий («рабочая документация») в качестве основного метода исследований принимаем комплексный метод инженерно-геологической разведки, включающий собственно разведку и опробование грунтов. Объемы разведочных работ, план расположения выработок и методика их проведения должны быть такими, чтобы получить наиболее полное представление о природной неоднородности и изменчивости геологических условий на исследуемом участке. 
     3.4.1 Буровые работы
      Целью проектируемых буровых работ является уточнение инженерно – геологического разреза участка и получение возможности отбора монолитов. Необходимо пробурить 23 инженерно-геологическиx скважин, 8 гидрогеологическиx  глубиной 25м. 


      
      Исxодя из цели проектируемыx буровыx работ, выбираем буровой станок УГБ-3УК.
      
      Рисунок 3.2 Буровая установка УГБ-3УК
      
      Ударно-канатная буровая установка УГБ - 3УК применяется для бурения вертикальных гидрогеологических скважин различного назначения с помощью набора специального бурового инструмента (таблица 3.2) [17,19]. 
      Также, эти установки используются для проходки скважин под заливку свай при возведении производственных зданий на слабых грунтах, водоносных пластах, при строительстве мостов и др.


      
      Таблица 3.2-Техническая характеристика буровой установки УГБ-ЗУК
Характеристика
Значение
Глубина бурения, м
200
Начальный диаметр скважины, мм
600
Конечный диаметр скважины, мм
345
Максимальная масса ударного снаряда, кг
1500
Частота ударов бурового инструмента , с-1
0.4-0.5
Грузоподъемность мачты, т
20

Мощность эл. двигателя, кВт
22
Масса не более, кг
8000
      
      Тип бурения - ударно-канатный. 
      При бурении гидрогеологических скважин будет забиваться труба-кондуктор диаметром 219мм до глубины 25м. Из внутритрубного пространства грунт будет выбираться желонкой с плоским клапаном, диметром 120мм (Рисунок 3.3 ). 
      
      Рисунок 3.3 Желонка с плоским одностворчатым клапаном
      Разрушение породы внутри трубы будет производится ударным снарядом, состоящим из округляющего долото диаметром 148 мм, ударной штанги, раздвижной штанги и канатного замка (Рисунок 3.4). 
      
      
      
Рисунок 3.4 Рабочий буровой  снаряд для ударно-канатного бурения: 1-долото; 2-ударная штанга; 3- раздвижная штанга; 4-канатный замок.
      
      Параметры бурения (рассчитанные по формуле 3.3)  следующие: 1 интервал бурится  с  Q=222кгс;  2 интервал будет бурится с  Q=592 кгс.
        Далее проводится опускание фильтровой колонны - трубы диаметром 168мм от 0 до 25м.  Труба диаметром 219мм извлекается из скважины (графическое приложение №7).


      Вес рабочей части снаряда определяем по формуле: 
      Qp=q0D, кгс,           (3.3) 
      где D- диаметр долота, см
      q0- относительный вес, кгс/см
      Величину относительного веса q0 для песков принимаем равным 15кгс/см, для галечников 40кгс/см.
      Qp=15?14,8=222 кгс
      Qp=40?14,8=592 кгс
      При бурении техническиx скважин будет забиваться труба-кондуктор диаметром 168мм до глубины 25м. Из внутритрубного пространства грунт будет выбираться желонкой с плоским клапаном, диметром 120мм.  По окончанию бурения теxнические скважины ликвидируются путем извлечения труб.
      3.4.2 Отбор монолитов грунтов
      Предусматривается отбор проб грунтов во всеx ИГ скважинаx из выделенныx  ИГЭ №№1-9.  Количество проб и глубина отбора указаны выше.  Всего проектируется произвести отбор 231образцов грунта.
      Отобранный монолит глинистого грунта изымается из бурового инструмента, оборачивается двумя слоями марли и покрывается слоем горячей (но не кипящей) смеси парафина и гудрона для сохранения природной влажности. Образцы грунта нарушенного сложения, для которых не требуется сохранение природной влажности, укладывают в тару, обеспечивающую сохранение мелких частиц грунта.
     Высота монолитов должна быть не менее 20см. Упаковка, транспортировка и хранение монолитов осуществляется в соответствии с ГОСТ 12071-2000 [3]. Монолит сопровождается этикеткой, которая содержит следующие сведения:
     1. наименование организации, производящей отбор проб;
     2. наименование объекта (площадки);
     3. номер пробы;
     4. место взятия пробы;
     5. глубина отбора пробы;
     6. наименование породы по полевому определению;
     7. подпись лица, отбирающего пробу;
     8. дата отбора пробы.
     Монолиты упаковываются во влажные опилки, мелкую стружку или солому, в ящики с крышкой для предохранения от разрушения и высыхания. Срок хранения запарафинированных монолитов глинистых пород не должен превышать 1,5 месяца, считая со дня их отбора [3]  .
     
     3.4.3 Методика ОФР
      Замеры уровней проводятся во время откачки в первые два часа через 10 минут, в последующие 12 часов - через час и далее до конца откачки - через 2-3 часа.
     После окончания откачки обязательно проводятся наблюдения за восстановлением уровня. Замеры уровня проводятся со следующими интервалами: первые 15 минут, через минуту, далее в течении часа- через 5 мин., затем через час.
     Замеры уровня воды в скважинаx будет проводится прибором ЭУ-35, а дебита откачки - установленным на трубе водомерным счетчиком и 1 раз в 4 часа - мерной емкостью (бочкой объемом 200л).
      Обработка результатов производится по методике, изложенной выше.
     
     3.4.3 Методика гидрорежимных наблюдений
Замеры  уровня воды производятся в скважине 3 раза в месяц. Всего проектируется замеров уровня 60ед.
      Измерение уровня подземных вод производится электроуровнемером в водомерной трубке.
Отбор проб воды на сокращенный химический анализ будет производится из всеx восьми гидрогеологических скважин. Отбор будет проводится 1 раз в месяц, в течение года.  Всего проектируется отбор  96 проб на сокращенный химический анализ.
      Объем отбираемой пробы на химический анализ устанавливается исполнителем анализа и ориентировочно принимается равным 1,5  л.
     
     3.4.4 Отбор проб воды
     Отбор, консервация, хранение и транспортирование проб воды для лабораторных исследований осуществляются в соответствии с ГОСТ 31861- 2012.
     Предусматривается отбор проб воды из скважин №№13, 25-30, всего 6 проб. Пробы воды из скважин отбираются утяжеленными бутылками, специально для этого подготовленными. Бутылки и пробки не менее трех раз ополаскиваются отбираемой водой. Пробы воды отбирают как можно быстрее, закрывают пробкой и при транспортировке заливают сургучем. Объем пробы воды составит 1,5 литра.  Химический анализ производится на следующие показатели состава: pH, Cl-, SO42-, NO3-, HCO-3, CO2-3, Mg2+, Fe2+, Fe3+, NH4+, NO2-, H2S, CO2 окисляемость, сухой остаток. Вычислением выявляют Na+ K, жесткость общую и карбонатную, CO2  агрессивную.
     Пробы сопровождаются паспортом в двух экземплярах. Транспортируются пробы в ящиках с ячейками. Анализы проб должны быть проведены не позднее трех суток со дня их отбора [9].
         При отборе пробы составляется сопроводительный документ, прилагаемый в копии к анализу. Сопроводительный документ должен содержать следующие сведения:
              1) наименование источника и его местонахождение;
              2) дата выемки пробы (год, месяц, число и час);
              3) место и точка взятия пробы: для скважины и колодцев - отметка устья и дна; продолжительность и интенсивность откачки, результаты контрольных анализов на хлориды и железо (в случае вновь сооружаемых скважин);
              4) метеорологические условия: температура воздуха и осадки в день отбора пробы и осадки за предшествующие 10 дней, а также сила и направление ветра (при отборе пробы из открытого водоема);
              5) температура воды при отборе пробы;
              6) особые условия, могущие оказать влияние на качество воды в источнике;
              7) цель исследования воды;
              8) место службы, должность и подпись лица, производившего отбор проб воды.
      
     3.4.5 Лабораторные работы
      Лабораторные работы выполняются  в соответствии с требованиями нормативных документов Российской Федерации к инженерно-геологическим изысканиям:
    ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация;
    ГОСТ 12071-2000. Грунты. Отбор, упаковка, транспортировка и хранение образцов;
    ГОСТ 30416-96. Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения;
    ГОСТ Р51000.3-96. Общие требования к лабораторным испытаниям;
    ГОСТ 12536-79. Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава;
    ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик; 
    ГОСТ 12248-96. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. Минстрой России, Москва, 1997 г;
    ГОСТ 20522-96. Грунты. Метод статистической обработки результатов испытаний;
    ГОСТ 31861- 2012. Вода. Общие требования  к отбору проб.
   Параметры сопротивления сдвигу глинистых грунтов в ненарушенных условиях залегания определяются по двум схемам: 
   1. Схема неконсолидированного  недренированного при вертикальных нагрузках 100, 200, 300 кПа.;
   2. Схема неконсолидированного недренированого по подготовленной смоченной поверхности («плашка по плашке») при вертикальных нагрузках 100, 200, 300 кПа.
   Выбор схемы сдвига производился в соответствии с условиями площадки отбора пробы:
    неконсолидированный недренированный сдвиг и сдвиг по подготовленной поверхности производился на пробах глинистых грунтов отобранных в пределах косогорных и оползнеопасных участков, с целью последующего расчета устойчивости склона;
      Лабораторные определения прочностных характеристик крупнообломочных грунтов и глинистых грунтов, содержащих большое количество включений дресвы и щебня, производились по «Методике оценки прочности и сжимаемости крупнообломочных грунтов с пылеватым и глинистым заполнителем и пылеватых и глинистых грунтов с крупнообломочными включениями. Москва, 1989», разработанной ДальНИИС Госстроя СССР. Исходными физическими характеристиками при определении нормативных значений параметров механических свойств (?, С, Е) грунтов по данной методике являются:
 Гранулометрический состав грунта;
 Природная влажность пылевато-глинистого заполнителя;
 Пределы пластичности пылевато-глинистого заполнителя;
 Механическая прочность крупных обломков (крупнее 2 мм) по испытанию на истирание.


     Метод определения коэффициента выветрелости.
     Настоящая методика распространяется на крупнообломочные элювиальные грунты и устанавливает метод лабораторного определения коэффициента выветрилости.
     Коэффициент выветрилости Кв следует определять по формуле:
К_в=(К_1-К_0)/К_1 ,
(3.4)
     где К1 - отношение массы частиц размером менее 2 мм к массе частиц размером более 2 мм после испытания на истирание, Ко - то же до испытания на истирание.
     Квк - определяют для крупнообломочного элювия магматических и метаморфических грунтов, содержащих не менее 10 % по массе заполнителя частиц размером менее 2 мм.
     Для крупнообломочного элювия осадочных грунтов содержание заполнителя не регламентируется.
      Разделение образца грунта на фракции и определение массы частиц размером менее и более 2 мм проводят по ГОСТ 12536-79.
      Взвешивания производят с точностью ± 1 г
      Результаты вычисления Кв должны иметь погрешность не более 0,01.
     Аппаратура:
     Полочный барабан со скоростью вращения 50-70 об/мин.
     Сито с сеткой № 2 по ГОСТ 3584-73 с поддоном.
     Весы лабораторные с пределом взвешивания 5 кг по ГОСТ 19491-74.
     Подготовка к испытаниям:
      Отбирают среднюю пробу массой 2-2,5 кг, избегая «круглых» значений 2 или 2,5 кг.
      Проводят просеиванием грунта через сито № 2 разделение на мелкозем и обломки.
      Устанавливают массу мелкозема т1 и обломков т2.


     Проведение испытаний.
      Образец загружают в полочный барабан.
      Испытания проводят циклами вращения барабана по 2 мин, устанавливая каждый раз просеиванием массу мелкозема  и обломков .
      Испытания проводят до тех пор, пока выход мелкозема после очередного цикла по массе станет равным 1 % или менее от начальной массы пробы. Установленные для этого момента значения  и  используют для определения максимальной степени разрушения обломков и расчета К1.
      К случае увеличения выхода мелкозема за первые 2 цикла менее 10 % от  обломки следует относить к прочным, грунт оценивать как невыветрелый и испытание прекратить.
      В случае увеличения выхода мелкозема в пределах 10 - 25 % от  за природную степень разрушения принимают отношение т 1 к т 2 после четырехминутного испытания в барабане.
      В случае увеличения выхода мелкозема более 25 % за К принимают значение, установленное до начала испытания.
      Полученные значения масс мелкозема и обломков, соответствующие различным циклам, заносят в журнал.
     Обработка результатов
      Кв вычисляют по формуле (3.4).
      Наименование крупнообломочных грунтов по степени выветрилости в зависимости от Кв приведено в таблице 3.3
     Таблица 3.3- Наименование крупнообломочных грунтов по степени выветрелости
Наименование грунтов
Коэффициент выветрелости
Невыветрелые
0-0,5
Слабовыветрелые
0,5-0,75
Сильновыветрелые
0,75-1
      
      Лабораторные исследования глинистых грунтов будут заключаться в проведении испытаний на срез и простую компрессию с полным комплексом физических свойств. Методики определения физических свойств, входящие в обязательный комплекс, сопровождающий компрессионные и сдвиговые испытания грунтов, регламентируются ГОСТ 5180-84 (методы лабораторного определения физических характеристик), в соответствии с которым эти определения и выполняются, в том числе: влажность - термостатно-весовым способом, плотность – методом режущего кольца, предела текучести -  методом балансирного конуса, предела раскатывания – раскатыванием «в шнур», плотности вещества, как устойчивого показателя – из таблиц; остальные показатели рассчитываются по формулам связи.
Методика определения консолидированного среза грунта по ГОСТ 12248-78.
       Сопротивление грунта срезу будет определяться после предварительного уплотнения образцов грунта заданным нормальным давлением, методом консолидированного среза на образцах ненарушенного сложения. Предварительное уплотнение и срез образца грунта производится в одном и том же рабочем кольце.
      Подготовленный образец грунта помещают в ванну с водой до полного водонасыщения. Давление передаётся на образец последовательно, ступенями. Нагрузки соответствуют 1, 2, 3 кг/см2. Каждая ступень выдерживается до условной стабилизации деформации грунта (приращение не превышает 0,01 мм за время не менее: для просадочных грунтов – 3 часа, для глин – 12 часов). После стабилизации образцы последовательно переносят в срезной прибор, передают на образец вертикальную нагрузку, под которой он выдерживается в приборе до предварительного уплотнения и срезают. При передаче касательной нагрузки ступенями, каждые две минуты после передачи ступени нагрузки значения среза регистрируют в журнале деформационного среза. За условную стабилизацию деформации среза принимают скорость, не превышающую 0,01 мм/мин. После достижения стабилизации деформации среза при данной ступени касательной нагрузки, передают следующую ступень касательной нагрузки. Испытание считают законченным, если при приложении очередной ступени касательной нагрузки происходит мгновенный срез одной части образца по отношению к другой, или общая деформация среза превышает 5 мм. После окончания испытания образец разгружают, извлекают его из образца и отбирают две пробы на влажность из зоны среза образца.
Методика определения физических свойств грунтов.
     Отбор, упаковку, транспортирование и хранение образцов грунта ненарушенного сложения (монолитов) и нарушенного сложения следует производить в соответствии с ГОСТ 12071-84.
     Физические характеристики следует определять не менее чем для двух параллельных проб, отбираемых из исследуемого образца грунта.
     Значение характеристик вычисляют как среднее арифметическое из результатов параллельных определений. Разница между параллельными определениями не должна превышать значений, указанных в обязательном приложении 3 ГОСТа 5180-84. Если разница превышает допустимую, количество определений следует увеличить.
     При обработке результатов испытаний плотность вычисляют с точностью до 0,01 г/см3, влажность до 30% - с точностью до 0,1%, влажность 30% и выше - с точностью до 1%. Погрешность измерения массы (взвешивания) не должна превышать: при массе от 10 до 1000 г  0,02 г , от 1  до   5кг  5г.
     Данные о месте отбора образцов грунтов и результаты определений их физических характеристик записывают в журналах.
     Влажность грунта следует определять как отношение массы воды, удаленной из грунта высушиванием до постоянной массы, к массе высушенного грунта.
     Границу текучести следует определять как влажность приготовленной из исследуемого грунта пасты, при которой балансирный конус погружается под действием собственного веса за 5 с на глубину 10 мм.
     Для определения границы текучести используют монолиты или образцы нарушенного сложения, для которых требуется сохранение природной влажности. Для грунтов, содержащих органические вещества, границу текучести определяют сразу после вскрытия образца. Для грунтов, не содержащих органических веществ, допускается использование образцов грунтов в воздушно-сухом состоянии.
     Границу раскатывания (пластичности) следует определять как влажность приготовленной из исследуемого грунта пасты, при которой паста, раскатываемая в жгут диаметром 3 мм, начинает распадаться на кусочки длиной 3-10 мм.
     Подготовку грунта производят в соответствии с пп. 4.2.1-4.2.5 ГОСТа 5180-84 или используют часть грунта (40-50 г), подготовленного для определения текучести.
     Плотность грунта определяется отношением массы образца грунта к его объему .[11]
      Определение гранулометрического состава.
     Грануло.......................