Якщо отримати дані про склад і фізичні властивості піщаних грунтів, що залягають вище рівня грунтових вод, достатньо просто, то з нижчого рівня шарами виникають складності. За фактом, організація, що займається дослідженнями, просто не може отримати зразки грунту, розташованого на остаточно великій глибині - близько 15-20 метрів від поверхні - і, як наслідок, не має вихідних даних для складання детальної карти ділянки, на якому буде проводитися будівництво і для якого готується будівельний проект. А це може служити не просто перешкодою до будівництва, а й приводом зовсім відмовитися від майданчика, дані по грунтах на якій неповні або суб'єктивні.
Такі точні методи як статичне зондування - теж не панацея: вони дозволяють отримати точну картину щільності ґрунту на різних глибинах, але про інших фізико-механічних характеристиках не скажуть прямим текстом нічого.
На щастя, статичне зондування, з його точними свідченнями по щільності ґрунту, можна доповнити динамічним зондуванням. Останнє використовується в ситуаціях, коли необхідно точно визначити межі шарів ґрунту з різною щільністю, оцінити товщину того чи іншого шару, зрозуміти, наскільки велика різниця в щільності між тим чи іншим шаром.
Особливості динамічного зондування грунту
Якщо статичні дослідження грунту працюють за принципом «поки зонд рухається», то для динамічного способу характерні рівновеликі за силою впливу зонда на грунт: зонд вбивається в грунт і шари грунту під нею, причому кількість і сила ударів заздалегідь відомі. В результаті визначається характер опору грунтів, оцінюється товщина шарів, взаємне розташування різних за товщиною і щільності шарів.
Область використання методики динамічного зондування
Для динамічного зондування підходить (і використовується) малогабаритне і не дуже потужне геологічне обладнання. Як наслідок, область застосування даного методу дослідження грунтів досить вузька. Головним чином, мова йде про дослідження піщаних і глинистих ґрунтів, як природного залягання, так і намивних і насипних. Саме для піску і глини методика динамічного дослідження дозволяє отримати досить точні і повні дані про структуру ґрунту, його фізико-механічних особливості.
Типи грунтів, для яких підходить динамічне зондування
Спільно з методом статичного зондування, динамічне зондування дозволяє отримати інформацію, достатню для розробки проекту будівництва.
Технологія динамічного зондування
Хоча принципово обладнання для зондування грунтів динамічним методом однаково - що в Росії, що в країнах Західної Європи і США - відмінності в оснащенні бурової установки для проведення досліджень грунту є.
- Геологічна обладнання монтується на підготовленому майданчику, вибирається відповідна оснащення, чиї масогабаритні параметри не виходять за зазначені вище межі;
- Після настройки проводиться забивання зонда в грунт ударами молота (кількість ударів і висота падіння фіксовані);
- Після кожної серії ударів змиритися глибина занурення зонда в грунт;
- Зондування припиняється, якщо глибина занурення зонда досягла проектної або у випадках, коли занурення зонда після чергової серії ударів молота не перевищує 3-4 сантиметри робиться висновок про високої щільності ґрунту або про появу в шарах глини і піску більш щільного матеріалу).
Характерною особливістю динамічного зондування є його безперервність аж до моменту, коли необхідна заміна або нарощування бурових штанг. За підсумками зондування складається графік - і саме в такому вигляді інформація про щільність і чергування шарів грунту надається для подальшої обробки.
У графіку відбивається найбільш важливий показник - умовний динамічний опір грунту. Обчислення його здійснюється за формулою:
Ряд величин в цій формулі мають цілком певні значення, що не потребують обчисленні і визначаються вже перед початком процедури зондування шляхом настройки бурової установки і її оснащення.
Так, А - питома енергія зондування, не може приймати інших значень крім 280, 1120 і 2800 Ньютонів на сантиметр. А Ф - коефіцієнт тертя штанг об грунт - визначається за таблицями, так що в вимірі теж не потребує, так само як і К - коефіцієнт, що показує, скільки енергії при ударі молота було втрачено внаслідок інерційності бурової установки.
Переваги технології динамічного зондування
Список переваг технології - і це незважаючи на явно другорядне її положення серед методик дослідження і випробування грунтів - досить великий. Ось тільки деякі з них:
- Економічність (бурові установки, які використовуються для динамічного зондування, можуть бути вельми малогабаритними і зовсім не енергоємними);
- Можливість з високою точністю визначати структуру ґрунту на виділеній під будівництво і благоустрій майданчику;
- Простота настройки і роботи, висока продуктивність - геологічне обладнання для проведення динамічного зондування недороге, просте в обслуговуванні та ремонті;
- Отримання достовірної інформації про структуру шарів грунту в умовах, коли інші методи досліджень неможливі;
- Швидкість проведення дослідження.
Крім того, методика прекрасно себе зарекомендувала в умовах обмеженості простору на майданчиках, які готуються під будівництво: фізико-механічні характеристики ділянок грунту між свердловинами перестають бути «Terra Incognita».
Застосування на практиці
Хоча, теоретично, немає ніяких протипоказань для використання динамічного зондування на будь-яких типах грунту, найбільшого поширення методика отримала при дослідженні піщаних і піщано-глинистих ґрунтів. Особливо актуально проведення динамічного дослідження на майданчиках, де основу складають піщані ґрунти - по берегах водойм, навколо штучних підвищень на кшталт насипних пагорбів і доріг, піднятих на місцевістю, упорядкованих з використанням товстих піщаних подушок територій. Саме тут, в умовах, коли більш дорогі технології дослідження бо взагалі неможливі, або не відрізняються економічністю, динамічне зондування показує себе у всій красі.
Отже, використання методики виправдано перед проектуванням доріг і насипів, розробкою проектів благоустрою берегів і підпірних стін, перед такими роботами як закріплення грунтів і будівництво - як на пальових, так і на монолітних плаваючих фундаментах.