Актуальные вопросы развития нормативной и лабораторной базы инженерно-геологических изысканий в РФ

В настоящее время в российской практике проектирования все больше применяются современные методы расчетов оснований, для которых требуются новые характеристики грунтов. Требования по их определению часто закладываются в технические задания на изыскания. При этом отечественные, а иногда и зарубежные стандарты на методы определения таких характеристик отсутствуют, а соответствующее оборудование производится либо за рубежом, либо вообще не выпускается.

К таким характеристикам можно отнести определение параметров переуплотнения грунтов, необходимых при проведении расчетов методами конечных элементов с использованием таких программных комплексов, как PLAXIS, ABAKUS и другие.

Государственный стандарт на определение данных параметров отсутствует. Лишь в одном нормативном документе СП 23.13330-2011 дано краткое описание одного из способов — метода Казагранде. Данная методика включена в систему американских стандартов ASTM.

Следует отметить, что метод Казагранде, разработанный им еще в 1936 году, имеет ряд недостатков, достаточно подробно освещенных в литературе.

В настоящее время известно уже более десятка методов определения параметров переуплотнения грунтов, в достоинствах и недостатках которых разобраться довольно сложно.

Поэтому перед разработкой отечественного стандарта необходимо выполнить сравнительный анализ наиболее известных методов определения параметров переуплотнения грунтов для выбора наиболее надежных из них. Следует отметить, что данный вопрос в настоящее время уже решается. Соответствующие работы проводятся в лаборатории «Методов исследований грунтов» НИИОСП им. Н.М. Герсеванова (входит в АО «НИЦ «Строительство»). Как и в большинстве известных методов, определение параметров переуплотнения по методу Казагранде проводится в условиях компрессионного сжатия на оборудовании, обеспечивающем давление до 10 МПа. При этом следует учитывать, что обычные установки для компрессионных испытаний обычно способны создать давление от 0,6 до 1,0 МПа. Отсутствие отечественного оборудования, обеспечивающего необходимый уровень давлений при определении параметров переуплотнения, является серьезной проблемой для изыскательских организаций. Приобретение дорогостоящего зарубежного оборудования, отвечающего необходимым требованиям, в связи с высокой стоимостью является не лучшим выходом из данной ситуации.

Определение новых нестандартных характеристик грунтов потребовалось также в связи с развитием новых технологий в области фундаментостроения. Так, для предотвращения нежелательных осадок существующих сооружений от воздействия нового строительства используется технология «геотехнического барьера» (рис.1).

Принципиальная схема создания «геотехнического барьера
Рис. 1. Принципиальная схема создания «геотехнического барьера»

Данная технология позволяет регулировать напряженное состояние грунта под зданием путем его принудительного деформирования инъекциями цементного раствора. Для прогноза изменения напряжений в грунте по данной технологии необходима информация об изменении напряжений в грунтах во времени. Для этого требуется определение параметров релаксации грунтов. Соответствующая методика была разработана в НИИОСП им. Н.М.Герсеванова. Однако, как и в случае с определением параметров переуплотнения грунтов, государственный стандарт по определению параметров релаксации грунтов на сегодняшний день отсутствует. Кроме того, для реализации метода по определению параметров релаксации грунтов потребовалось использование специального оборудования, обеспечивающего высокую жесткость нагрузочно-измерительной системы, которое ни в нашей стране, ни за рубежом до последнего времени не выпускалось.

Для решения вопроса по созданию нормативной базы для определения параметров переуплотнения и релаксации грунтов в настоящее время от НИЦ «Строительство» в ФАУ ФЦС поданы заявки на 2017 год на разработку соответствующих ГОСТов.

Также решаются вопросы, связанные с обеспечением изыскательских организаций соответствующим лабораторным оборудованием. Относительно недавно в ООО «Прогресс-Станкоинструмент» в Ижевске был разработан и выпущен опытный образец автоматического компрессиометра-релаксометра КРА-1 (рис.2). Изначально данная установка предназначалась для проведения компрессионных испытаний в режиме релаксации напряжений (метод МРН*). В связи с тем, что установка КРА-1 обеспечивает создание давлений до 10 МПа, ее с успехом можно использовать для определения параметров переуплотнения грунтов. С другой стороны, высокая жесткость нагрузочно-измерительной системы установки обеспечивает возможность проведения испытаний и по определению параметров релаксации грунтов.

Компрессиометр-релаксометр КРА-1
Рис. 2. Компрессиометр-релаксометр КРА-1

Следует отметить, что именно на компрессиометре-релаксометре КРА-1 в лаборатории «Методов исследований грунтов» НИИОСП им. Н.М. Герсеванова проводились исследования и отрабатывались методики по определению параметров переуплотнения и релаксации грунтов, где она показала себя с самой выгодной стороны.

Запуск в серийное производство данной установки намечен уже в этом году, что позволит решить вопросы и по обеспечению изыскательских организаций лабораторным оборудованием для определения параметров переуплотнения и параметров релаксации грунтов.

Сочетание передовых методов испытаний грунтов с разработкой лабораторного оборудования нового поколения позволяет решать самые сложные задачи в области исследований грунтов, в том числе, связанные с определением новых характеристик грунтов.

А. Н. Труфанов
Заведующий лабораторией методов исследований грунтов НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, к.т.н.
trufanov54@gmail.com

Вестник инженерных изысканий. — 2016. — №7 (26)


* Разработанный в нашей стране метод МРН, или метод Труфанова, позволяет сократить сроки проведения наиболее длительных компрессионных испытаний в десятки раз.

comments powered by HyperComments
Читайте также