Актуальное

Механические свойства грунтов. Знаем? Скорее нет

Определение механических свойств грунтов, непосредственно влияющих на качество строительства, находится на низком уровне.
Так считает главный геолог отдела инженерной геологии ГУП «Трест ГРИИ» к.т.н., член экспертной строительной комиссии при Жилищном комитете Администрации Санкт-петербурга Е. Н. Богданов.

Евгений Николаевич Богданов, главный геолог отдела инженерной геологии ГУП «Трест ГРИИ»– Евгений Николаевич, в № 95 СГХ с вашей помощью мы пригласили к обсуждению этой важной темпы инженеров-геологов, геотехников, проектировщиков. Реакции никакой. Как вы думаете, почему?
– Во-первых, многие специалисты, имеющие дело с грунтами и считающие себя профессионалами, сознательно разобщены. Во-вторых, не всякий из них стремится раскрывать свой уровень знаний.
Инженер-геологи, а это они призваны знать грунты и их механические свойства лучше других, практически отстранены от результатов своего труда и лишены обратной связи с проектировщиками и строителями. Сдали отчет и все.
Вы можете представить ситуацию, когда больной позвал врача, а после постановки диагноза отказался от его услуг… В следующий раз этот врач может ставить любой диагноз. Именно в такие условия поставлены инженер-геологи.
При таких условиях нельзя ожидать высокого качества изысканий. В прошлый раз я упоминал об одинаковых углах внутреннего трения и сцепления для протерозойских глин и торфа. Вы понимаете, что можно встретить в инженерно-геологических отчетах…

Проектировщики, со своей стороны, не претендуют на глубокое знание грунтов, они пользуются тем, что им дали инженер-геологи, и вспоминают о последних лишь в ситуациях, близких к аварийным. А ведь именно на стадии проектирования принимаются самые ответственные решения.

– А почему молчат геотехники?
– Геотехники претендуют на всеобщее знание. Распространяется мнение, что они лучше других могут организовывать полевые работы, выполнять лабораторные исследования грунтов и, главное, проводить надежные расчеты оснований и фундаментов. Остальные, по их убеждению, должны чувствовать себя посрамленными.
Геотехники определяют механические свойства грунтов на всеобщем низком уровне. При этом все наши нормативные документы созданы и, можно сказать, навязаны геотехниками.
В последнее время ими в поисках способа придания достоверности и правдоподобности своим расчетам, а скорее, от бессилия, разрабатываются новые методы расчетов оснований, на основе принципиально иных показателях свойств грунтов, фактически отрицающих общепринятые – j, с, Е.

– Но сегодня механические свойства грунтов как-то определяют?
– Существует три направления.
Первое – по физическим характеристикам грунта. Для этого нужно просто выписать значения j, с, Е из таблиц СНиП 2.02.01-83 или номограмм регионального ТСН 50-302-2004. Но это только для сооружений II уровня ответственности. Для сооружений I уровня, тем более высотных, этот способ недопустим.
Таблицы СНиП изжили себя, они созданы во времена, когда торжествовала методика КД-сдвига, но отражают взгляды Н. Н. Маслова на методику плотности-влажности. Ныне, когда испытания грунтов могут вестись по одной из методик – КД или НН, таблицы СНиП становятся совсем неопределенными, к тому же ограничены показателем текучести JL = 0 (cовременные здания требуют опирания на грунт с JL << 0).
Наконец, показатель текучести – характеристика не только грубая, но и не отражающая состояние грунта ненарушенного сложения. Иначе, одному показателю JL грунтам разного генезиса соответствуют разные значения механических свойств.
Между тем многие (если не большинство) организаций при назначении j, с, Е продолжают ориентироваться на таблицы СНиП.
Казалось бы, есть региональные номограммы для выхода на прочностные и деформационные свойства грунтов по физическим показателям, они дают результаты, отличающиеся от СНиП, но созданы они на прежних, методологически спорных данных и поэтому должны быть пересмотрены и заменены.
Парадоксально, но факт – у ведущих специалистов отсутствуют взгляды на то, как должны меняться значения прочностных свойств грунта при переходе от текучего состояния к твердому.

Второе направление – лабораторные испытания.
Но, так как испытания поставлены в настоящее время, они тоже не способны привести к достоверной оценке механических свойств грунтов.
Вновь повторю, что компрессионные испытания не могут применяться для определения модуля деформации грунта исходного состояния.
При проведении сдвиговых и трехосных испытаний по многим схемам, отличающимся способами подготовки, величинами давлений, скоростью приложения нагрузок оставалось незамеченным главное – всегда изменялось полностью или частично исходное состояние грунта, что приводило (и приводит) к самым разным результатам, относимым, тем не менее, к грунту исходного состояния.
Действующий ГОСТ 12248-96 предусматривает две методики сдвиговых испытаний: консолидированно-дренированное и неконсолидированно – недренированное, для 3-осных испытаний – три методики. Все они меняют исходные состояния грунта и лежат в основе возникновения критической ситуации с механическими свойствами.
Возникновению непредсказуемых результатов способствует принятая методика статистической обработки по ГОСТ-20522-96. Она лишает испытания воспроизводимости по j и с. Для одного и того же грунта разные выборки могут привести к разным значениям j и с, вплоть до абсурдных.

– Вы отвергаете лабораторные методы определения механических свойств грунтов?
– В том виде, в каком они существуют сегодня, – да. Мы не умеем определять механические свойства грунта естественного сложения. Некоторые специалисты пытаются развивать нелинейную механику грунтов, я же считаю, что нам нужно научиться использовать несущую способность грунта в пределах линейной зависимости. С грунтом надо считаться. Превышение несущей способности грунта (по незнанию или по убеждению) неизбежно приводит к его деформациям, вплоть до критических.

Сдвиговые и трехосные испытания должны проводиться в конкретном для данного состояния грунта диапазоне нормальных или боковых давлений, без предварительного уплотнения образцов.

– Но как до испытаний выбрать диапазон давлений?
– Вопрос по существу. До сдвиговых или трехосных испытаний рекомендуется проводить пенетрационные испытания конусом постоянного веса, а для прочных грунтов ступенчато-возрастающей нагрузкой и методом одноосного сжатия соосными пуансонами. Наш опыт должен подсказать: каким назначить значение угла внутреннего трения данному грунту, после чего значение сцепления определяется по известным зависимостям.

– А как узнать угол внутреннего трения?
– Сейчас оказался незаслуженно забытым метод пенетрационных испытаний, а он обладал уникальными возможностями. Комплекс методов, включая пенетрацию и одноосное сжатие, способствует оценке (пусть несколько приближенной, но достаточно точной) значения j, а далее установлению диапазона давлений, в котором следует проводить испытания на прочность. Знание угла внутреннего трения дает возможность проводить испытания при одном давлении. Эту мысль еще в 70-е годы высказал профессор И. П. Иванов.

Пользуясь случаем, позвольте через ваш журнал поздравить с 80-летием доктора геолого-минералогических наук, профессора кафедры инженерной геологии Горного института Ивана Пенковича Иванова, на редкость умного, обаятельного и скромного человека, много сделавшего, чтобы изменить отношение к изучению прочностных свойств грунтов.

Наконец, третье направление – выход на механические свойства грунтов по статическому зондированию. Относительно недавно Комитет по строительству пытался создать соответствующий ТСН, но потерпел неудачу – без знания механических свойств грунтов интерпретировать результаты зондирования невозможно. Статическое зондирование остается лучшим методом оценки модуля деформации грунтов, хотя оно часто не может быть выполнено на требуемую глубину. Проблема определения модуля деформации грунтов остается.

Таким образом, мы вынуждены признать, что ни одно из перечисленных направлений не дает верных результатов.

– Очевидно, вы сказали далеко не все.
– Именно так. Надеюсь на продолжение разговора. В завершение добавлю, что готов на любом уровне убеждать специалистов и лиц, причастных к затрагиваемым вопросам.

Беседовал Владимир Хохлев

Тел. (812) 710-4430

Исследование микрорайона

Новости партнеров

Новости СМИ2
Загрузка...

Загрузка...

Смотрите также

X