Muestreo de suelo para investigación de laboratorio. Directrices para la selección de muestras de suelo para análisis y pruebas de laboratorio durante estudios técnicos detallados de carreteras.

GOST 12071-2014 "Suelos. Selección, embalaje, transporte y almacenamiento de muestras"

4.1 Disposiciones generales

1. La selección de muestras de suelo y el volumen de muestras de composición natural o alterada (monolitos) se lleva a cabo para describir suelos y determinar sus propiedades en condiciones de laboratorio de acuerdo con GOST 5180, GOST 12248, GOST 12536, GOST 22733, GOST 23161, GOST 23740, GOST 24143, GOST 26263, GOST 30416.
2. Las muestras de suelo se toman de las paredes y muros despejados de las explotaciones mineras (pozos, zanjas, perforaciones, etc.), de afloramientos naturales y artificiales y del fondo de las zonas de agua.
3. Para determinar toda la gama de propiedades físicas y mecánicas de los suelos, la muestra debe consistir en uno o más monolitos, dependiendo de la composición del planificado. trabajo de laboratorio.
4. Los monolitos deben orientarse inmediatamente después de la selección (marque la parte superior del monolito).

1. Para seleccionar monolitos de minas a cielo abierto, se utilizan una pala, un cuchillo, anillos cortantes y varios tipos de transportadores de tierra.

1. Para aislar monolitos de suelos descongelados, se utiliza aceite de parafina NV 56-58 según GOST 23683 con la adición de 35% - 50% (en peso) de alquitrán, gasa, cinta aislante y ceresina según GOST 2488.

Número de monolitos de suelo para pruebas de laboratorio.

OSN APK 2.10.01.001-04 "Diseño de cimentaciones poco profundas
edificios rurales de poca altura sobre suelos agitados"

Capítulo 4. pág.:

1. Al realizar estudios geológicos de ingeniería en el lugar de la construcción planificada, se deben tomar muestras de suelo para pruebas de laboratorio cada 25 cm a lo largo de la profundidad de las excavaciones en la capa de congelación estacional.
   La profundidad de congelación estándar d fh se determina según las instrucciones de SNiP 2.02.01-83*.
   Si se detecta agua subterránea en el área investigada, la profundidad de las excavaciones debe aumentarse de acuerdo con los datos de la Tabla. 2, que caracteriza la distancia mínima Z entre la profundidad de congelación estándar dfh y la profundidad del agua subterránea dw.

Tabla 2

Muestreo de suelo de fosas para pruebas de laboratorio.

Directrices para la documentación de campo de ingeniería-geológica.
y trabajos de prospección durante las encuestas. autopistas

Al tomar muestras de suelo, se deben tener en cuenta los requisitos de GOST 12071-60.
Las muestras de suelo se toman de pozos en capas. Si el espesor de la capa es superior a 1 metro, se puede caracterizar con varias muestras.
Se toman muestras con una estructura alterada a un intervalo de profundidad de 10 cm.
Por ejemplo, se tomó una muestra a una profundidad de 1,10 a 1,20 m.
Su muestra debe ser de unos 500 gramos, en el caso de suelos de tierra fina, y si es necesario tomar muestras para una compactación estándar (por ejemplo, para suelos de excavación), de 3 a 3,5 kg.
El muestreo de suelos gruesos se realiza mediante el método de surcos. Las muestras seleccionadas se tamizan para separarlas en fracciones. Las piezas mayores a 100 mm deberán seleccionarse manualmente. De las pequeñas fracciones de suelo que han pasado por un tamiz de 20 mm, se toma en cuartos una muestra de peso medio de 3 kg para su análisis en el laboratorio.
El muestreo de suelos con estructura inalterada (monolitos) se realiza de dos formas:

1. Utilizando anillos cortantes. Este método se utiliza en los casos en que no es necesario determinar las propiedades de compresión del suelo, sino que solo es necesario determinar el coeficiente de porosidad del suelo. Los anillos cortantes están hechos de metal y tienen paredes de no más de 2 mm de espesor.
   En un extremo el anillo es puntiagudo debido a su diámetro exterior; en el otro extremo se coloca una tapa con un pequeño orificio para la salida de aire.
   El diámetro interior de los anillos cortantes debe ser de al menos 10 mm. La altura del anillo no debe ser mayor que el diámetro.
   Los anillos de menor diámetro se utilizan para monolitos de suelos arcillosos y arcillosos, mientras que los más grandes se utilizan para suelos franco arenosos y arenosos.
   Antes de retirar el monolito, se nivela y limpia la pared del pozo; el anillo a una profundidad determinada se presiona estrechamente con su extremo afilado contra la pared del pozo y se presiona contra el suelo hasta que la tapa queda ligeramente sumergida en el suelo.
   Después de esto, se retira con cuidado el anillo con tierra con un cuchillo para tierra, se retira la cubierta, se corta el exceso de tierra al ras de los bordes del anillo y se pesa el anillo con tierra, habiéndolo limpiado previamente por fuera para que no se adhiera. suelo, a escala técnica o farmacéutica con una precisión de 0,1 gramos. Restando el peso del anillo del peso del anillo con tierra, se determina el peso del suelo; Dividiendo el peso del suelo por el volumen del anillo se obtiene el peso volumétrico del suelo.
   El pesaje se realiza tres veces.
   Al mismo tiempo, desde la misma profundidad, se toma una muestra de suelo para determinar la humedad natural y una muestra de suelo de la estructura perturbada que pesa 0,5 kg para determinar peso específico suelo, composición granulométrica, plasticidad.


2. En los casos en que sea necesario determinar las propiedades de compresión del suelo, el ángulo de fricción interna, adherencia, resistencia al aplastamiento temporal, etc. en una muestra con una estructura intacta, se selecciona un monolito en forma de cubo o paralelepípedo con dimensiones laterales para suelos rocosos de al menos 100 × 100 × 100 mm , para fragmentos gruesos cementados con permafrost, gruss y grava 200×200×200 mm, piedra triturada y guijarros - 300×300×300 mm, arena cementada con permafrost y arcilla 200×200×200 milímetros.
   Si surgen dificultades, se permite tomar muestras de forma arbitraria manteniendo al mínimo las dimensiones laterales especificadas.
   La pared del pozo se nivela, se limpia y, a una profundidad determinada, se marca con un cuchillo de suelo un cuadrado un poco más grande que el tamaño requerido. A medida que la muestra se profundiza en la pared del pozo, gradualmente se le da la forma correcta y el tamaño requerido.
   Para evitar que se seque, el monolito extraído aquí en el pozo se encera y se empaqueta cuidadosamente de acuerdo con las reglas establecidas en GOST 12071-66.

Descripción de hoyos

Manual metodológico para trabajos de laboratorio de mecánica de suelos para estudiantes de la especialidad 270105 “Construcción y gestión urbana” de todas las modalidades de educación.

Compilado por V.P. Tkachenko, M.G. Onoprienko, N.A. Ivanenko

Revisor: Profesor, Científico de Honor de Kuban E.N. peresypkin

Sochi – RIO SSU 2014

Introducción

Para diseñar los cimientos de edificios y estructuras, es necesario determinar las propiedades físicas y mecánicas de los suelos y las condiciones de su aparición. Se determinan en el proceso de estudios geológicos de ingeniería utilizando métodos de investigación de campo y de laboratorio. Métodos de laboratorio Los estudios permiten determinar las propiedades físicas y mecánicas de los suelos seleccionados en forma de muestras y monolitos en el proceso de realización de estudios geotécnicos. La precisión de los cálculos, la confiabilidad y los indicadores técnicos y económicos de la construcción y operación de estructuras dependen de la precisión de los valores obtenidos.

Pautas Introducir a los estudiantes en los métodos y técnicas básicos para realizar análisis de suelos en laboratorio dentro de los programas de capacitación aprobados. Antes de iniciar el trabajo de laboratorio, el estudiante primero debe estudiar el material teórico relevante, familiarizarse con estas pautas y luego realizar el trabajo en el laboratorio de formación. Al final de cada lección, el alumno deberá completar un diario de laboratorio y mostrárselo al profesor. El diario contiene las ecuaciones de cálculo necesarias y los resultados gráficos del experimento. Al final de la lección, el estudiante debe poner su lugar de trabajo y entréguelo al asistente de laboratorio.

Selección de muestras de suelo para trabajos de laboratorio.

La selección, embalaje, transporte y almacenamiento de muestras de suelo para investigación de laboratorio se llevan a cabo de acuerdo con GOST 12071 - 72.

Se toman muestras de suelo de composición intacta (monolitos) o alterada de las caras limpiadas, paredes de trabajos mineros (claros, pozos, tuberías, pozos, etc.) y pozos. Su número, tipo y dimensiones están determinados por el programa de investigación y pueden especificarse durante el trabajo de laboratorio. El número y tipo de muestras deben ser suficientes para la investigación de laboratorio y las determinaciones de control. Los monolitos de pozos y pozos, por regla general, se toman en forma prismática y de pozos que utilizan soportes de suelo, en forma cilíndrica. Un monolito que no conserva su forma sin un recipiente rígido se selecciona mediante el método del anillo cortante según GOST 5182-78. El diámetro interno del anillo cortante al seleccionar monolitos de suelo de bloques grandes debe ser de al menos 200 mm y de al menos 90 mm para otros tipos de suelo. La altura del anillo debe ser de al menos uno y no más de dos diámetros del anillo.

La selección de monolitos de suelos arenosos y arcillosos no congelados se realiza a partir de pozos durante su perforación sin el uso de líquido de lavado y cubriendo las capas saturadas de agua con tuberías de revestimiento.

Después de seleccionar los monolitos, inmediatamente comienzan a aislarlos del aire exterior envolviéndolos con una gasa empapada en parafina. En el borde superior del monolito se coloca una etiqueta envuelta en papel de calco y empapada en parafina. El monolito de la gasa se sumerge en parafina fundida, se retira y luego se cubre con una segunda capa de gasa y se parafina nuevamente. Se coloca una segunda etiqueta sobre el monolito encerado, que se cubre con una fina capa de parafina, asegurando que la inscripción en la etiqueta sea legible. Para aumentar su plasticidad, se añade entre un 35% y un 50% (en peso) de alquitrán a la parafina utilizada para aislar los monolitos.

La etiqueta del monolito indica la organización que realiza el estudio, el nombre del objeto, su ubicación, el nombre y número de la excavación, el número del monolito, la profundidad de selección, el nombre del suelo por determinación visual, el cargo y apellido de la persona que realizó la selección del monolito, su firma y la fecha de la selección. Las etiquetas se rellenan con un simple lápiz de grafito.

Las muestras de suelo destinadas al transporte se empaquetan en cajas y el espacio libre se llena con aserrín, virutas y otros materiales con propiedades similares. Debajo de la tapa superior de la caja hay una lista de muestras envueltas en papel de calco con la información indicada en las etiquetas. Las casillas están numeradas y marcadas con las inscripciones “Top”, “No volcar”, “No tirar” y las direcciones del destinatario y del remitente.

Durante el transporte, los monolitos de suelo no deben estar sujetos a influencias repentinas de dinámica y temperatura. Antes del análisis, se almacenan en habitaciones con una humedad relativa del 50 al 60% a una temperatura de 2 a 20 0 C. Los monolitos de suelo congelados se almacenan en cámaras con una humedad relativa del 80 al 90% a temperatura negativa. La vida útil de los monolitos es de 1,5 a 3 meses, según la condición y el tipo de suelo.

Se prohíbe aceptar para pruebas de laboratorio monolitos de suelo con daños en la capa impermeabilizante, defectos de embalaje y almacenamiento. Se utilizan como muestras de suelo con estructura alterada.

El estado físico del suelo está determinado por las siguientes características definitorias: densidad natural, densidad de partículas, humedad, composición granulométrica. La resistencia de los suelos se evalúa mediante ciertas características de compresión y resistencia al corte del suelo. Las propiedades de filtración de los suelos se caracterizan por ciertos valores de su permeabilidad.

Las características calculadas del suelo incluyen:

· Coeficiente de porosidad;

· Porosidad;

· Grado de humedad;

· Tasa de rotación;

· Número de plasticidad;

· Coeficiente de heterogeneidad del suelo arenoso.

De acuerdo con las características determinadas y calculadas de los suelos según SNiP 2.02.01 - 82, se clasifican según tipo, tipo y condición. Las características del suelo se utilizan en los cálculos para determinar capacidad de carga, resistencia y asentamiento de cimentaciones de estructuras, estabilidad de taludes, presión sobre estructuras de cerramiento, etc.

El muestreo del suelo se lleva a cabo junto con trabajos de estudio geotécnico. En construcción se entiende por suelo la capa superior de la litosfera, que incluye rocas rocosas, semirocosas y sueltas.

Propósitos del muestreo

Los principales propósitos del muestreo de suelos incluyen:

• clasificación de rocas del suelo y determinación de la composición de la sección (o capas y estratos sedimentarios);
• identificar el tamaño óptimo de pendientes al realizar trabajos de excavación;
• descripción de las características, propiedades del suelo y sus componentes desde el punto de vista de la posibilidad de su uso como materiales de construcción;
• establecer las características físicas y mecánicas del suelo para determinar su capacidad portante (el llamado ensayo del suelo para la cimentación).

Métodos de muestreo del suelo.

Los métodos utilizados para recolectar muestras de suelo dependen del tipo de suelo que se analiza. Los suelos se seleccionan entre:

• estructura rota;
• con una estructura intacta o monolítica.

Al tomar muestras de rocas sueltas, por ejemplo arena, se pueden tomar muestras de una estructura perturbada, pero para estudiar rocas cohesivas, como suelos sueltos, arcilla, etc., es necesario tomar muestras sin perturbar, es decir. estructura monolítica. Para tales muestras es necesario perforar pozos. Cualquier método de perforación permite obtener una muestra de alta calidad con una estructura intacta y garantizar el cumplimiento de las propiedades de las capas de las que se toman las muestras de suelo.

Los métodos de selección son variados, incluyendo:

• método puntual para tomar pequeñas muestras de suelo;
• surco, basado en arar surcos a lo largo de toda la formación;
• bruto, lo que permite utilizar todo el suelo excavado para el análisis.

¿Cómo tomar muestras correctamente?

Al seleccionar suelos usted debe:

• excluir completamente la entrada de inclusiones accidentales;
• asegurar que la muestra de suelo coincida con la capa de suelo en el sitio de muestreo;
• no fumar durante el muestreo;

Como regla general, al tomar muestras, se lleva un registro en el que se anotan el lugar y la hora del muestreo y un acto relevante. En cuanto al volumen de la muestra tomada, debe garantizar la posibilidad de realizar todos los estudios planificados. Para suelos con estructura alterada, este valor es de al menos 2000 cm² y para monolitos es de más de 500 cm².

Las muestras de suelo, según la necesidad de determinadas determinaciones, se recogen en recipientes de vidrio (plástico) o bolsas de plástico.

Una condición necesaria para tomar muestras de suelo es su protección contra la contaminación secundaria (incluida la precipitación) en todas las etapas del muestreo.

Para la toma de muestras de suelo es necesario utilizar equipos fabricados en metal (acero inoxidable), cerámica, plástico, etc. Todas las superficies de trabajo deben estar completamente limpias de suciedad y libres de signos de corrosión y óxido.

La realización de estudios de suelos en laboratorio es un proceso que requiere mucha mano de obra y requiere un enfoque profesional ya en la etapa de muestreo. GC "Specialist" está dispuesto a ofrecer a sus clientes este enfoque: habiendo trabajado durante muchos años en el campo del uso del subsuelo, conocemos todos los matices de la realización de pruebas de laboratorio.

Dependiendo de las tareas asignadas, se seleccionan para la investigación de laboratorio muestras con una estructura alterada o no alterada (monolitos). Para hacer esto, use uno de los siguientes métodos:

• punto (se toman una o más muestras de una capa mineral completa);
• surco (los surcos se colocan a lo largo de la capa y se seleccionan a partir de ellos);
• bruto (se examina todo el suelo de la excavación).

En los casos en que la selección de monolitos sea imposible (el suelo sea suelto o arenoso), se realizan pruebas de campo para determinar la densidad natural de la roca.

Reglas básicas para el muestreo.

Los especialistas altamente calificados de nuestra empresa cumplen con todas las reglas necesarias al recolectar muestras para investigaciones de laboratorio:

1. La muestra debe tener todo. rasgos característicos capa de la que se toma y no contiene impurezas.
2. El embalaje de la muestra se realiza inmediatamente, cada muestra se etiqueta de acuerdo con las normas aceptadas, se registra en un registro y se marca en un mapa, plano o croquis del sitio.
3. Inmediatamente después del envasado, la muestra, sin alterar su seguridad, se envía a un laboratorio o lugar de almacenamiento que tenga las condiciones adecuadas.

La regla básica del muestreo, que los empleados del grupo de empresas especializadas observan estrictamente, es que debe haber suficientes para estudiar todas las características necesarias del suelo y realizar pruebas. Para rocas rocosas y gruesas, se seleccionan al menos 2000 metros cuadrados. cm, para los arenosos - 1000 metros cuadrados. cm y para los arcillosos - 500 m2. centímetro.

Los monolitos en forma de prisma o cilindro seleccionados de pozos se limpian y conservan de dos maneras:

• parafinización (“sellado” en tres capas de parafina, separadas por una gasa);
• Envasado en contenedores rígidos.

Al empaquetar un monolito utilizando uno de los métodos anteriores, vale la pena observar la parte superior de la muestra y su orientación hacia los puntos cardinales. El transporte se realiza en cajas de madera con serrín o virutas entre muestras, lo que evitará daños. La selección, transporte y almacenamiento de muestras de rocas en nuestra empresa se realiza de acuerdo con GOST 12071 - 72.

La urgencia en este caso se debe a la necesidad de preservar la estructura del suelo y su humedad natural. Además, a la hora de transportar rocas descongeladas hay que tener en cuenta que la congelación cambiará la estructura del suelo. Lo mismo ocurrirá con el suelo congelado descongelado. Todos estos detalles pueden afectar seriamente los resultados de los análisis de suelo de laboratorio y, como resultado, llevar a conclusiones incorrectas. Nuestros geólogos no permitirán violaciones del procedimiento, por lo que podemos garantizar la confiabilidad de los resultados de nuestras pruebas.

Reglas de muestreo

Para los estudios de laboratorio de las propiedades físicas y mecánicas de los suelos, se toman muestras con una estructura alterada o intacta (monolitos). El tipo de muestra depende del propósito de estudiar la roca y su condición, y el método de selección depende del tipo de trabajo de exploración del cual se toma la muestra. Durante los estudios geotécnicos se utilizan tres métodos de muestreo: puntual, por surcos y a granel. El método puntual implica caracterizar una capa de roca con una o más muestras relativamente pequeñas. Con el método de surcos, se hacen surcos en toda la capa muestreada a lo largo de su rumbo, de donde se toma el suelo para el muestreo. método bruto Consiste en examinar todo el suelo extraído de la excavación. Los dos últimos métodos se suelen utilizar en la exploración de materiales de construcción.

Las propiedades físicas y mecánicas de los suelos durante estudios geológicos y de ingeniería se estudian para los siguientes fines:

• · clasificación de rocas e identificación de capas litológicas, estratos y otros elementos de la sección geológica;
• · determinación de las características calculadas de las propiedades físicas y mecánicas de los suelos que forman la base de las estructuras de diseño, taludes naturales y artificiales;
• · determinación de las características de los suelos destinados a ser utilizados como materiales de construcción.

Los monolitos se seleccionan para determinar las características calculadas de las propiedades físicas y mecánicas de las rocas cohesivas. Para rocas arenosas sueltas, los monolitos se pueden reemplazar con muestras con una estructura alterada, pero en este caso es necesario determinar la densidad de los suelos en su estado natural utilizando métodos de campo.

Al recolectar muestras, se deben observar las siguientes reglas básicas:

• · la muestra debe ser característica de la capa de la que se tomó y no contener inclusiones aleatorias o contaminantes;
• Cada muestra debe envasarse y etiquetarse inmediatamente. en la forma prescrita, ingresado en el registro de exploración y marcado con un croquis del funcionamiento de la mina;
• · Una vez empaquetada y registrada, la muestra debe enviarse inmediatamente al laboratorio de campo o al lugar de almacenamiento adecuado.

El volumen de muestras tomadas debe ser suficiente para completar todas las determinaciones. El volumen de muestras con estructura alterada para muestras rocosas y clásticas gruesas debe ser de al menos 2000 cm 2 , para muestras de arena - al menos 1000 cm 2 , para muestras de arcilla - al menos 500 cm 2 .

Los monolitos extraídos de las explotaciones mineras pueden tener forma de cubo o cilindro (extraídos de pozos).

Preservación de monolitos.

Después de retirarlo del suelo, el monolito se limpia de lodos y se conserva inmediatamente para preservar la estructura y la humedad natural del suelo. Existen dos métodos de conservación: encerado y envasado en recipientes rígidos. Al empaquetar un monolito, conviene marcar su parte superior y, si es necesario, orientar hacia los puntos cardinales.

El monolito, extraído de un recipiente rígido, se cubre con una capa de gasa bien envuelta, preimpregnada con parafina fundida. Luego se cubre con otra capa de parafina encima de la gasa, se vuelve a envolver en una gasa y se cubre con una tercera capa de parafina. Antes del encerado, se coloca una etiqueta envuelta en papel de calco en el borde superior de la muestra, que también se cubre con parafina. La segunda copia de la etiqueta se humedece con parafina fundida, se adhiere a la superficie de la muestra encerada y también se cubre con una fina capa de parafina.

Los monolitos de suelo, recogidos en contenedores rígidos (clips) o cajas de metal o madera especialmente fabricadas, se empaquetan en el mismo contenedor. Se coloca una etiqueta en el borde superior de la muestra entre la goma y la tapa, y se pega una segunda etiqueta a la superficie del recipiente rígido.

Para encerar monolitos, se utiliza una mezcla que consta de dos partes de parafina y una parte de alquitrán, que se calienta a una temperatura de 60 a 65 grados. Los monolitos deben transportarse en cajas de madera. Para evitar daños al embalaje, los espacios entre los monolitos se rellenan con aserrín. Las muestras de rocas descongeladas deben protegerse de la congelación y las muestras de rocas congeladas de la descongelación, ya que esto hará que pierdan su estructura.