В настоящее время в области испытаний грунтов существует ряд актуальных вопросов, которые требуют своего решения и отражения в норма- тивной базе, среди них:

— определение характеристик грунтов геофизическими методами; 

— определение механических характеристик скальных грунтов; 

— определение характеристик крупнообломочных грунтов;

— определение коэффициента бокового давления в состоянии покоя;

— определение качества монолитов грунтов, включение в нормы классификации качества монолитов грунтов, а также категории технических средств пробоотбора;

— восстановление фазового состава при компрессионных испытаниях;
— определение коэффициента деформационной анизотропии грунтов;

— определение уровня подземных вод;

Рассмотрим их подробнее.

Одним из направлений определения характеристик грунтов являются геофизические методы. Данные методы относятся к косвенным методам, требующим сопоставления с результатами прямых определений. Однако у них имеется неоспоримое преимущество — получение интегрированной информации о свойствах грунтов в массиве, т.е. в ненарушенном состоянии.Несмотря на то, что геофизика прочно вошла в состав инженерно-геологических изысканий, в нормативной базе они отражены очень слабо, что приводит к неоднозначным оценкам полученных результатов. В связи с этим, необходимо разработать стандарты, в которых будет регламентировано применения геофизических методов для решения конкретных геотехнических задач и определения характеристик грунтов в нормативных документах.  Другим направлением развития нормативной базы является область скальных грунтов. Методы определения механических характеристик скальных пород давно существуют в в горном деле, однако, с присущей данной отрасли спецификой терминологии и задач. В строительной отрасли до недавнего времени ГОСТы на скальные грунты полностью отсутствовали. Однако в последние несколько лет ситуация изменилась, в НИИОСП им. Н.М. Герсеванова были разработаны следующие стандарты: 

— ГОСТ Р 70752-2020 «Грунты. Метод определения предела прочности на одноосное сжатие скальных грунтов плоскими плитами»;
— ГОСТ Р 70697-2023 «Грунты. Определение характеристик прочности скальных грунтов методом трехосного сжатия»;

В целом, в настоящее время данное направление развивается вполне успешно. Несколько хуже обстоят дела в области определения характеристик крупнообломочных грунтов. Долгое время вопрос определения характеристик крупнообломочных грунтов обходили стороной ввиду сложности таких определений. Тем не менее, в последнее время ситуация стала меняться в НИИОСПе был разработан первый стандарт на определение плотности скальных грунтов ГОСТ Р 70260-2022 «Грунты. Методы полевого определения плотности крупнообломочных грунтов». Кроме того, на 2024 год к разработке заявлен стандарт на определение гранулометрического состава крупнообломочных грунтов. На стадии рассмотрения находятся вопросы разработки стандартов на определение механических характеристик крупнообломочных грунтов, содержащих фракции большого размера (свыше 60 мм). Проблема испытаний крупнообломочных грунтов состоит в невозможности качественной подготовки поверхности грунта перед испытанием. Наличие выступающих граней крупнообломочного материала приводит к неравномерной передаче нагрузки на грунт. В этой следует отметить выполненную в НИИОСП разработку так называемого «жидкого штампа». Суть предложенного метода заключается в использовании на контакте штампа с грунтом жидкого быстротвердеющего материала, обеспечивающего предварительное выравнивание испытываемой поверхности. Такая подготовка обеспечивает создание надежного контакта между поверхностью штампа и грунтом и позволяет равномерно распределить нагрузку под всей площадью штампа. В настоящее время метод испытания грунтов «жидким штампом» проходит стадию апробации и внедрение. Еще одним направлением развития нормативной базы в области испытаний грунтов является определение коэффициента бокового давления в состоянии покоя — К0. Коэффициент бокового давления в состоянии покоя определяется отношением природного горизонтального напряжения к вертикальному. Данный параметр необходим для определения природного напряженного состояния грунта, используемого в абсолютном большинстве геотехнических расчетов. Известно много различных методов определения коэффициента бокового давления в со- стоянии покоя, представленных, в основном, в зарубежных источниках. Однако в российской нормативной базе общепризнанные методы определения К0 отсутствуют. В связи с этим, предлагается провести экспертную оценку существующих и разработку новых методов определения коэффициента бокового давления в состоянии покоя для последующего включения в нормативную базу. 

Важное место в развитии нормативной базы в области исследований грунтов занимает комплекс вопросов по качеству монолитов грунта, в него входят:

— требования к качеству моно- литов грунтов для лабораторных испытаний;
— оценка качества отобранных монолитов грунтов; 

— выбор способа отбора для получения монолитов грунтов необходимого качества. 

Качество образцов грунтов является необходимым условием достоверного определения физико-механических характеристик грунтов, надежности геотехнических расчетов и безопасности строительства. Однако, в существующих нормах данному вопросу уделяется недостаточное внимание, в связи с этим, предлагается:
— принять единую классификацию качества грунтов и включить ее в основные нормативные документ;
— разработать таблицы рекомендуемых средств отбора монолитов грунтов необходимого класса качества; 

— разработать требования к качеству монолитов грунтов в зависимости от уровня ответственности зданий и сооружений и вида испытаний грунтов. 

В НИИОСПе работы в данном направлении уже ведутся. Новая, но достаточно актуальная тема связана с уникальным высотным строительством и состоит в необходимости определения модуля деформации грунтов на большой глубине. Однако, применение эталонных штамповых испытаний по глубине, ограничено. Действительно, если размер сжимаемой толщи превышает возможную глубину проведения эталонных штамповых испытаний, например, при высотном строительстве, то для определения модуля деформации приходится использовать результаты прессиометрических испытаний. При этом, для грунтов с ярко выраженными анизотропными свойствами необходимо учитывать деформационную анизотропию грунтов. Для этого, в соответствии с требованиями ГОСТ 20276.2- 2020 «Грунты. Метод испытания радиальным прессиометром», в формулу для определения модуля деформации вводится коэффициент анизотропии Значение данного коэффициента оказывает прямое влияние на геотехнические расчеты и выбор конструкции будущих фундаментов. Определение коэффициента анизотропии уже предусмотрено требованиями ГОСТ 12248.4- 2020 “Грунты. Метод испытания радиальным прессиометром” Определение характеристик деформируемости методом компрессионного сжатия»  посредством проведения компрессионных испытаний образцов, вырезанных в вертикальном и горизонтальном направлениях. Вместе с тем, компрессионные испытания имеют ряд недостатков, которые связаны с отсутствием учета природных горизонтальных напряжений, измененного фазового состава грунта и влияния неровностей торцов образцов. Учитывая важность достоверного определения данного параметра, необходимо продолжить исследования по разработке новых, более точных методов его определения с последующей апробацией и включением в нормативную базу. При проведении современных геотехнических расчетов используются различные модели грунтов, каждая из которых требует определенного набора своих нестандартных характеристик. Однако, государственные стандарты по их определению отсутствуют, что существенно затрудняет работу изыскателей. Временным выходом из ситуации можно считать разработанный в НИИОСП стандарт организации СТО 36554501-067-2021 «Лабораторное определение параметров моделей нелинейного механического поведения грунтов с объемным и двойным упрочнением». Данный документ наравне с государственными стандартами прошел экспертизу ТК 465 ФАУ ФЦС Минстроя РФ и рекомендован к применению. В дальнейшем на его основе предлагается разработать соответствующий государственный стандарт. В качестве актуальных направлений развития нормативной базы в области исследований грунтов можно выделить следующие
— разработка стандартов, регламентирующих применение геофизических методов для определения характеристик грунтов в нормативных документах.
— продолжение разработки стандартов по определению характеристик скальных и крупнообломочных грунтов;
— проведение экспертизы существующих и разработка новые методов определения коэффициента бокового давления в состоянии покоя для последующего включения в нормативную базу;
— принять единую классификацию качества грунтов и включить ее в основные нормативные документ;

— разработать таблицы рекомендуемых средств отбора монолитов грунтов необходимого класса качества;

— разработать требования к качеству монолитов грунтов в зависимости от уровня ответственности зданий и сооружений и вида испытаний грунтов;

— продолжить исследования по разработке новых, более точных методов определения коэффициента анизотропии грунтов, с последующей апробацией и включением в нормативную базу;

— для определения параметров нелинейных моделей грунтов рекомендовать к использованию стандарт организации СТО 36554501-067-2021 «Лабораторное определение параметров моделей нелинейного механического поведения грунтов с объемным и двойным упрочнением», с последующей разработкой соответствующего государственного стандарта. 

В статье используются материалы из источника:

http://izyskateli.info/downloads/vii-2024-01-88_web.pdf