Обследование проектируемых резервов грунтов целесообразно производить при помощи полевой лаборатории.
Для определения объемного веса грунта, весовой или объемной влажности, а также компрессионных, просадочных и фильтрационных свойств и показателей сдвига отбирают образцы (монолиты) грунта природного сложения и природной влажности.
Образцы грунта отбирают из шурфов, котлованов, разведочных канав и расчисток, предпочтительно со дна. Допускается отбирать пробы и из стенок шурфа, за исключением проб для компрессионных испытаний и для определения просадочных свойств макропористых грунтов. Непосредственно перед отбором проб лопатой или ножом снимают верхний слой подсохшего грунта и подготовляют небольшую горизонтальную площадку размером 0,5X1 м. В свежевырытом шурфе специальной подготовки его поверхности не производят.
Образцы грунта отбирают следующим образом. На расчищенной площадке устанавливают прибор так, чтобы нижняя поверхность опорного диска плотно прилегала к площадке, а расположенные; снизу три заостренных зуба закрепляли прибор в грунте, предохраняя eго от горизонтальных смещений.
Затем в направляющий цилиндр вставляют грунтоотборную гильзу (заостренной частью вниз) и поршень со штоком. Нажимая рукой на грибовидную рукоятку, погружают в грунт грунтоотборную гильзу до отказа. После полного погружения гильзы рукоятку осторожно поднимают и весь прибор переставляют на новое место на расстояние 10—15 см для отбора второго монолита для параллельного исследования.
Рис. 93. Приборы для отбора монолитов грунта ненарушенной структуры: а — для определения физических свойств грунтов; б — для компрессионных испытаний, а также испытании грунтов на сдвиг; 1 — гильзы; 2 — направляющий цилиндр; 3 — опорный диск; 4 — полый поршень; 5 — съемная крышка; 6 — грибообразная рукоятка; 7 — шток; 8 — сферический штифт; 9 — бюкса; 10 — тарировочная болванка.
После погружения всех грунтоотборных гильз грунт, вокруг гильзы осторожно подрезают ножом и затем вынимают ее вместе с грунтом.
Излишки грунта, выступающие с обоих торцов гильзы, тщательно срезают (постепенно состругивают) ножом. После этого на верхний, тупой конец гильзы надевают алюминиевую бюксу, упирающуюся своим торцом в кромку гильзы, и образец грунта перемещают из гильзы в бюксу при помощи выталкивателя.
Если на стенках гильзы и на выталкивателе остались комочки грунта, их осторожно считают в ту же бюксу, которую после этого закрывают крышкой.
При плотных грунтах для погружения грунтоотборной гильзы в грунт усилия руки недостаточно.
В этом случае гильзу погружают в грунт при помощи специального рычажного приспособления, состоящего из рычага (одинарного или двойного) и винтового закрепа. Винтовой закреп завинчивается в грунт примерно на глубину 25 см от поверхности. Завинчивание производят с надавливанием на закреп сверху, чтобы не происходило высверливания грунта. При отборе образцов грунта ось прибора располагается не ближе 12 см от оси закрепа. Винт, расположенный в верхней части проушины закрепа, позволяет регулировать положение опоры рычага по высоте; опора рычага опускается одновременно с погружением в грунт гильзы прибора.
Отобранные образцы грунта взвешивают вместе с бюксами на весах, подвешенных к специальному крючку, на крышке футляра, устанавливаемой в приоткрытом положении.
При хранении образцов в бюксах с закрытыми крышками, защищенных от непосредственного воздействия ветра и высоких температур, разрыв во времени между отбором образцов грунта и их взвешиванием допускается до 4 ч. В жаркое летнее время бюксы с образцами грунта рекомендуется взвешивать не позже чем через 2 ч после отбора образцов.
Монолиты грунта природного сложения и природной влажности для определения компрессионных, просадочных, фильтрационных свойств грунта и для испытания грунта на сдвиг отбирают аналогично способу, указанному выше, с тем лишь отличием, что отобранные монолиты грунта, вместе с гильзами помещают в компрессионные бюксы между двумя тонкими бумажными фильтрами диаметром 55 мм. Отобранные монолиты грунта взвешивают совместно с гильзами, бюксами и фильтровальной бумагой, а результаты взвешивания заносят в полевой журнал.
Из каждой точки, где отбирают монолиты грунта природного сложения и природной влажности, отбирают также дополнительные, образцы грунта нарушенной структуры для определения: гранулометрического состава, угла естественного откоса, плотности, пластичности, максимальной молекулярной влагоемкости и других характеристик грунта.
Немедленно после отбора образцов в журнал заносят следующие сведения: название пункта взятия образцов; название выработки и ее номер; глубина отбора образцов номера бюкс; предварительное наименование грунта по визуальному определению; дата взятия образцов; должность и фамилия лица, отобравшего образцы; занесенные в журнал сведения должны быть подписаны лицом, отобравшим образцы грунта.
При перемещения отобранных образцов грунта в бюксы необходимо следить за тем, чтобы нанесенные на корпусах и крышках бюкс номера совпадали.
Для определения ряда физико-механических характеристик грунтов необходимо высушивать образцы грунта до постоянного веса. В полевых условиях образцы грунта высушивают в специальном сушильном шкафу полевой лаборатории.
Сушку образцов грунта в полевых условиях производят в следующем порядке. Снимают верхнюю часть корпуса сушильного шкафа и верхнюю сушильную полку. Открывают подготовленные к сушке бюксы с образцами грунта, надевают крышки на нижнюю часть бюкс и в таком положении устанавливают бюксы на нижней сушильной полке шкафа. При большом числе подлежащих сушке образцов часть их устанавливают на верхней полке. После установки образцов верхнюю, съемную секцию шкафа при помощи завинченных до отказа зажимных винтов устанавливают над нижней секцией, открывают полностью вентиляционный регулятор, вставляют термометр и подключают шкаф к электросети.
Сушильный шкаф подключают к электросети в следующем порядке: вначале одну вилку шнура подключают к шкафу, и лишь после этого вторую вилку шнура — к штепсельной розетке. Отключают от электросети у штепсельной розетки, но не у шкафа во избежание короткого замыкания через корпус шкафа.
Образцы грунта сушат при температуре 100—105°. Процесс испарения влаги из образца начинается сразу же после включения сушильного шкафа в электросеть; пока большая часть влаги не перейдет в парообразное состояние, температура в шкафу держится несколько ниже 100°. Повышение температуры свыше 100° свидетельствует о завершении основного процесса высушивания образцов. Для практически полного удаления влаги образцы грунта высушивают в течение 5 ч. после достижения температуры 100 — 105°. Общая же продолжительность сушки обычно составляет около 8 ч.
Температура в сушильном шкафу регулируется автоматическим терморегулятором. Для контроля за включением тока служит сигнальная лампочка, которая горит, пока температура в шкафу не превышает заданной, и тухнет, одновременно отключая шкаф, если температура поднимается выше заданной.
Рис. 94. Последовательность загрузки раздвижного сушильного шкафа образцами грунта и общий вид шкафа в работе: а — нижняя часть шкафа с нижней полкой; б — заполнение нижней полки бюксами с грунтом; в — установка верхней полки шкафа; г — заполнение верхней полки бюксами с грунтом; д — установка верхней съемной секции шкафа; е — шкаф в рабочем положении.