Коэффициент уплотнения грунта. Определение плотности грунта :: BusinessMan.ru
Подготавливаясь к застройке, проводят специальные исследования и тесты, определяющие пригодность участка к предстоящей работе: берут пробы грунта, вычисляют уровень залегания подземных вод и исследуют другие особенности почвы, которые помогают определить возможность (или ее отсутствие) строительства.
Проведение таких мероприятий способствует повышению технических показателей, вследствие чего решается ряд проблем, возникающих в процессе строительства, например, проседание почвы под тяжестью конструкции со всеми вытекающими последствиями. Первое ее внешнее проявление выглядит как появление трещин на стенах, а в совокупности с другими факторами к частичному или полному разрушению объекта.
Коэффициент уплотнения: что это?
Под коэффициентом уплотнения грунта имеют в виду безразмерный показатель, который, по сути, является исчислением из отношения плотность грунта/плотность грунтаmax. Коэффициент уплотнения грунта рассчитывается с учетом геологических показателей. Любой из них, независимо от породы, пористый. Он пронизан микроскопическими пустотами, которые заполняются влагой или воздухом. При выработке почвы объем этих пустот увеличивается в разы, что приводит к повышению рыхлости породы.
Важно! Показатель плотности насыпной породы намного меньше, чем те же характеристики утрамбованного грунта.
Именно коэффициент уплотнения грунта определяет необходимость подготовки участка к строительству. Опираясь на эти показатели, подготавливают песчаные подушки под фундамент и его основание, дополнительно уплотняя грунт. Если эту деталь упустить, он может слеживаться и под весом конструкции начнет проседать.
Показатели уплотнения грунта
Коэффициент уплотнения грунта показывает уровень уплотненности почвы. Его значение варьируется в рамках от 0 до 1. Для основания бетонного ленточного фундамента нормой считается показатель в >0,98 балла.
Специфика определения коэффициента уплотнения
Плотность скелета грунта, когда земляное полотно поддают стандартному уплотнению, вычисляется в лабораторных условиях. Принципиальная схема исследования заключается в помещении образца почвы в стальной цилиндр, который сжимается под воздействием внешней грубой механической силы – ударов падающего груза.
Важно! Наивысшие показатели плотности грунта отмечаются у пород с влажностью чуть выше нормы. Эта зависимость изображена на графике ниже.
Каждое земляное полотно имеет свою оптимальную влажность, при которой и достигается максимальный уровень уплотнения. Этот показатель также исследуют в лабораторных условиях, придавая породе разную влажность и сравнивая показатели уплотнения.
Реальные данные – это конечный результат исследований, измеряющийся по окончании всех лабораторных работ.
Методы уплотнения и вычисления коэффициента
Географическое расположение определяет качественный состав грунтов, каждый из которых обладает своими характеристиками: плотностью, влажностью, способностью к проседанию. Потому так важно разработать комплекс мер, направленный на качественное улучшение характеристик для каждого типа почвы.
Вам уже известно понятие коэффициента уплотнения, предмет которого изучается строго в лабораторных условиях. Проводят такую работу соответственные службы. Показатель уплотнения почвы определяет методику воздействия на грунт, вследствие которой он получит новые прочностные характеристики. Проводя такие действия, важно учитывать процент усиления, прикладываемого для получения необходимого результата. Исходя из этого вычитывается коэффициент уплотнения грунтов (таблица ниже).
Типология методов уплотнения грунта
Существует условная система подразделения методов уплотнения, группы которых формируются исходя из способа достижения цели — процесса выведения кислорода из слоев почвы на определенной глубине. Так, различают поверхностное и глубинное исследование. Исходя из типа исследования, специалисты подбирают систему оборудования и определяют способ его применения. Методы исследования почвы бывают:
- статическими;
- вибрационными;
- ударными;
- комбинированными.
Каждый из типов оборудования отображает метод применения силы, например пневматический каток.
Частично такие методы применяются в малом частном строительстве, другие исключительно при построении крупномасштабных объектов, возведение которых согласовано с местной властью, так как некоторые из таких строений могут оказывать влияние не только на заданный участок, но и на окружающие объекты.
Коэффициенты уплотнения и нормы СНиП
Все операции, связанные со строительством, четко регламентируются законом, потому строго контролируются соответствующими организациями.
Коэффициенты уплотнения грунтов СНиП определяет пунктом 3.02.01-87 и СП 45.13330.2012. Действия, описанные в нормативных документах, были обновлены и актуализированы в 2013-2014 годах. В них описываются уплотнения для разного рода почвы и грунтовых подушек, использующихся при возведении фундамента и строений разного рода конфигураций, в том числе и подземных.
Как определяют коэффициент уплотнения?
Проще всего определить коэффициент уплотнения грунта по методу режущих колец: металлическое кольцо выбранного диаметра и определенной длины забивают в грунт, во время чего порода плотно фиксируется внутри стального цилиндра. После этого массу приспособления измеряют на весах, а по окончании взвешивания вычитывают вес кольца, получая чистую массу грунта. Это число делят на объем цилиндра и получают окончательную плотность грунта. После чего ее делят на показатель максимально возможной плотности и получают вычисляемое – коэффициент уплотнения для данного участка.
Примеры вычисления коэффициента уплотнения
Рассмотрим определение коэффициента уплотнения грунта на примере:
- значение максимальной плотности грунта — 1,95 г/см3;
- диаметр режущего кольца – 5 см;
- высота режущего кольца – 3 см.
Необходимо определить коэффициент уплотнения почвы.
С такой практической задачей справиться намного легче, чем может показаться.
Для начала забивают цилиндр в грунт полностью, после чего извлекают его из почвы так, чтобы внутреннее пространство оставалось заполненным землей, но снаружи никакого скопления грунта не отмечалось.
При помощи ножа грунт извлекают из стального кольца и взвешивают.
К примеру, масса грунта составляет 450 грамм, объем цилиндра 235,5 см3. Рассчитав по формуле, получаем число 1,91г/см3 – плотность почвы, откуда коэффициент уплотнения почвы – 1,91/1,95 = 0,979.
Возведение любого здания или конструкции — ответственный процесс, которому предшествует еще более ответственный момент подготовки застраиваемого участка, проектирования предполагаемых построек, расчета общей нагрузки на грунт. Это касается всех без исключения построек, которые предназначены для длительной эксплуатации, срок которой измеряется десятками, а то и сотнями лет.
Коэффициент уплотнения грунта
Коэффициент уплотнения грунта – это отношение фактической плотности грунта (скелета грунта) в насыпи, к максимальной плотности грунта (скелета грунта).
Например:
Что значит коэффициент уплотнения 0,95?
Коэффициент уплотнения грунта 0,95 означает, что фактическая плотность грунта составляет 95% от максимально возможной плотности грунта (определяется в грунтовой лаборатории).
Нормативные коэффициенты уплотнения приведены в таблице в конце страницы.
Данный коэффициент определяют следующими методами:
- метод режущего кольца — отбирают пробы грунта из уплотняемого слоя и производят испытание в грунтовой лаборатории в соответствии с ГОСТ 5180-2015 «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик». Главный недостаток метода: длительные испытания (транспортирование и испытание в лаборатории)
Режущие кольца для определения коэффициента уплотнения грунта2. динамическим плотномером грунта (ДПГ) — принцип действия основан на методе падающего груза, при котором измеряется сила удара и деформация грунта. Применяется совместно с методом режущего кольца с целью ускорения определения коэффициента уплотнения грунта.
- метод режущего кольца — отбирают пробы грунта из уплотняемого слоя и производят испытание в грунтовой лаборатории в соответствии с ГОСТ 5180-2015 «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик». Главный недостаток метода: длительные испытания (транспортирование и испытание в лаборатории)
- На начальном этапе ДПГ калибруется в нескольких местах отбора проб по данным испытаний по методу режущего кольца (ГОСТ 5180-2015)
- Затем по данным калибровки определяют коэффициент уплотнения в остальных точках, что позволяет получить результаты сразу на площадке.
Требуемый коэффициент уплотнения грунта (согласно СНиП 3.02.01-87) обратной засыпки или насыпи представлен в таблице 1.
Таблица 1. Коэффициент уплотнения грунта
| Тип грунта | Контрольные значения коэффициентов уплотнения kcom | |||||||||||
| при нагрузке на поверхность уплотненного грунта, МПа (кг/см2) | ||||||||||||
| 0 | 0,05 – 0,2 (0,5 – 2) | св. 0,2 (2) | ||||||||||
| при общей толщине отсыпки, м | ||||||||||||
| до 2 | 2,01-4 | 4,01-6 | св. 6 | до 2 | 2,01-4 | 4,01-6 | св. 6 | до 2 | 2,01-4 | 4,01-6 | св. 6 | |
| Глинистые | 0,92 | 0,93 | 0,94 | 0,95 | 0,94 | 0,95 | 0,96 | 0,97 | 0,95 | 0,96 | 0,97 | 0,98 |
| Песчаные | 0,91 | 0,92 | 0,93 | 0,94 | 0,93 | 0,94 | 0,95 | 0,96 | 0,94 | 0,95 | 0,96 | 0,97 |
Таким образом, например, коэффициент уплотнения грунта обратной засыпки выполненной из песка, мощностью отсыпки 2,5 м и нагрузкой на насыпь 0,3МПа составляет 0,95
Как достичь требуемого коэффициента уплотнения?
Удельный вес грунта в соответствии с ГОСТ
Коэффициент первоначального разрыхления грунта
что такое и как рассчитать
Главная > Часто задаваемые вопросы > Коэффициент уплотнения грунтов и строительных материаловКоэффициент уплотнения – это показатель, демонстрирующий, насколько изменяется объем сыпучего материала после трамбовки или перевозки. Определяется он по соотношению общей и максимальной плотности.
Любой сыпучий материал состоит из отдельных элементов – зерен. Между ними всегда есть пустоты, или поры. Чем выше процент этих пустот, тем больший объем будет занимать вещество.
Попробуем объяснить это простым языком: вспомните детскую игру в снежки. Чтобы получить хороший снежок, нужно зачерпнуть из сугроба горсть побольше и посильнее ее сжать. Таким образом мы сокращаем количество пустот между снежинками, то есть уплотняем их. При этом уменьшается и объем.
То же самое будет, если насыпать в стакан немного крупы, а затем встряхнуть ее или утрамбовать пальцами. Произойдет уплотнение зерен.
Иными словами, коэффициент уплотнения – это и есть разница между материалом в его обычном состоянии и утрамбованном.
Для чего нужно знать коэффициент уплотнения
Знать коэффициент уплотнения для сыпучих материалов необходимо, чтобы:
- Проконтролировать, действительно ли вам привезли заказанное количество материала
- Купить правильное количество песка, щебня, отсева для засыпки котлованов, ям или канав
- Рассчитать вероятную усадку грунта при закладке фундамента, прокладке дороги или тротуарной плитки
- Правильно рассчитать количество бетонной смеси для заливки фундаментов или перекрытий
Дальше мы подробнее расскажем обо всех этих случаях.
Коэффициент уплотнения при транспортировке
Представьте, что самосвал везет 6 м³ щебня с карьера на объект заказчика. В пути ему попадаются ямы и выбоины. Под воздействием вибрации зерна щебня уплотняются, объем сокращается до 5,45 м³. Это называется утряской материала.
Как же убедиться в том, что на объект привезли то количество товара, которое указано в документах? Для этого нужно знать конечный объем материала (5,45 м³) и коэффициент уплотнения (для щебня он равен 1,1). Эти две цифры перемножаются, и получается начальный объем – 6 кубов. Если он не совпадает с тем, что написано в документах, значит мы имеем дело не с утряской щебня, а с недобросовестным продавцом.
Коэффициент уплотнения при засыпке ям
В строительстве есть такое понятие как усадка. Грунт или любой другой сыпучий материал уплотняется и уменьшается в объеме под действием собственного веса или давлением различных конструкций (фундамента, тротуарных плит). Процесс усадки нужно обязательно учитывать при засыпке канав, котлованов. Если этого не сделать, через некоторое время образуется новая яма.
Чтобы заказать необходимое количество материала для засыпки, нужно знать объем ямы. Если вам известна ее форма, глубина и ширина, можете воспользоваться для расчета нашим калькулятором. После этого полученную цифру нужно умножить на насыпную плотность материала и его коэффициент уплотнения.
При засыпке правильно рассчитанного материала в яму может получиться холмик. Дело в том, что в естественных условиях усадка происходит за определенный промежуток времени. Ускорить процесс можно с помощью трамбовки. Ее проводят вручную или с помощью специальных механизмов.
Коэффициент уплотнения в строительстве
Наверное, вам известны случаи, когда в зданиях сразу после постройки появлялись трещины. А ямы на новых дорогах или провалившаяся тротуарная плитка на дорожках и во дворах? Это случается, если неправильно рассчитать усадку грунта и не предпринять соответствующие меры по ее устранению.
Чтобы знать усадку, используется коэффициент уплотнения. Он помогает понять, насколько утрамбуется тот или иной грунт в определенных условиях. Например, под давлением веса здания, плитки или асфальта.
Некоторые грунты имеют настолько сильную усадку, что их приходится замещать. Другие виды перед строительством специально трамбуют.
Как узнать коэффициент уплотнения
Легче всего взять данные о коэффициенте уплотнения из ГОСТов. Они рассчитаны для разных видов материала.
В лабораторных условиях коэффициент уплотнения определяют следующим образом:
- Измеряют общую или насыпную плотность материала. Для этого измеряют массу и объем образца, вычисляют их соотношение
- Затем пробу встряхивают или прессуют, измеряют массу и объем, после чего определяют максимальную плотность
- По соотношению двух показателей вычисляют коэффициент
Документы указывают усредненные значения коэффициента уплотнения. Показатель может меняться в зависимости от различных факторов. Приведенные в таблице цифры достаточно условные, но они позволяют рассчитать усадку больших объемов материала.
На значение коэффициента уплотнения влияют:
- Особенности транспорта и способа перевозки
Если материал транспортируют по выбоинам или железной дороге, он уплотняется сильнее, чем при перевозке по ровной трассе или морю - Гранулометрический состав (размеры, формы зерен, их соотношение)
При неоднородном составе материала и наличии лещадных частиц (плоской или игловидной форм) коэффициент будет ниже. А при наличии большого количества мелких частиц – выше - Влажность
Чем больше влажность, тем меньше коэффициент уплотнения - Способ трамбовки
Если материал утрамбовывают вручную, он уплотняется хуже, чем после применения вибрирующих механизмов - Насыпная плотность
Коэффициент уплотнения напрямую связан с показателем насыпной плотности. Как мы уже сказали, в процессе трамбовки или транспортировки плотность материала меняется, так как становится меньше пустот между частицами. Поэтому насыпная плотность во время отгрузки в автомобиль на карьере и после прибытия к заказчику разная. Эту разницу можно высчитать и проверить как раз благодаря коэффициенту уплотнения.
Подробнее об этом вы можете прочитать на странице Насыпная плотность сыпучих материалов
Также вы можете посмотреть конкретные показатели для следующих материалов:
Коэффициент уплотнения – это важный показатель, помогающий узнать, сколько сыпучего материала заказывать. Он дает возможность проконтролировать, действительно ли вам привезли заказанный объем. Показатель нужно знать строителям при возведении зданий, чтобы правильно рассчитать нагрузку на основание.
Определение коэффициента уплотнения грунта,
Рис.1. Отбор образцов для определения коэффициента уплотнения
грунта
Одной из самых важных физических
характеристик грунта является его плотность (рис.1). В
промышленном, гражданском, а также дорожном строительстве её
значение выражается через величину коэффициента уплотнения
() — безразмерного коэффициента,
определяемого как отношение плотности сухого грунта в конструкции к
максимальной плотности сухого грунта, полученной методом
стандартного уплотнения по ГОСТ
22733-2002.
Определение коэффициента уплотнения грунта
Для определения коэффициента
уплотнения грунта в настоящее время существует немало приборов,
основанных на различных принципах действия. Посмотрите на их
многообразие (рис.2):
Рис.2. Приборы для определения коэффициента уплотнения грунта
Но решающее слово остаётся за ним —
кольцом-пробоотборником, поскольку только метод режущего кольца
регламентируется — ГОСТ
5180-84.
Реальная плотность грунта при
подготовке основания измеряется после работ по его уплотнению.
Самый простой метод — метод режущих колец: металлическое кольцо
определённого диаметра и известной длины забивается в грунт, грунт
фиксируется внутри кольца, затем его масса измеряется на весах
(рис.3). Взвесив грунт, вычитаем массу кольца, получаем массу
грунта. Делим её на объем кольца — получаем плотность грунта. Затем
делим плотность грунта на его максимальную плотность — и вычисляем
коэффициент уплотнения грунта.
Коэффициент относительного уплотнения грунта
Подготавливаясь к строительным или дорожным работам, осуществляются различные действия по выявлению характеристик почвы, грунта и важным параметром является коэффициент уплотнения грунта. Выполнение специальных задач для выявления характеристик земли позволяет точно определить технические данные и показатели территории обработки для выполнения соответствующих строительных и дорожных работ. Какой коэффициент уплотнения грунта должен быть для конкретного вида земельных работ? Для этих целей используются специальные расчётные нормативы, регламентные положения и стандарты надзорных ведомств.
Процесс уплотнения грунта
Определение по техническим стандартам
Коэффициент уплотнения грунта является условным безразмерным показателем или величиной, который по своей сути ведёт отсчёт из реального соотношения данных плотности имеющегося вещества\ к плотности почвы max(условный показатель максимума грунта). Если мы посмотрим на землю, как на объективный тип материала, то заметим, что его структура имеет микроскопические видимые и невидимые поры, заполненные естественным воздухом или обработанный влагой. Учитывая закон уплотнения сжимаемости грунта, в процессе выработки пор становится очень много, и рыхлость является основным показателем, где общая насыпная характеристика плотности будет значительно меньшим показателем, чем коэффициент уплотнения грунта в утрамбованном виде. Этот важнейший параметр необходимо учитывать при возведении земляных подушек под основание фундамента объекта, а также при проведении дорожных работ. Если не производить трамбовку почвы, то в будущем имеет место появления риска усадки здания, дефектов на готовом дорожном полотне.
Ниже приведена таблица, исходя из которой, можно оперировать данными при расчёте коэффициента уплотнения грунта по таблице СНИП.
| Тип земли\почвы | Оптимальные показатель влажности | Параметр максимальной плотности из расчёта т\м3 |
|---|---|---|
| Песчаные | 0,08/0,12 | 1,80-1,88 |
| Супесчаные | 0,09/0,15 | 1,85-2,08 |
| Супесчано-пылевидные | 0,16/0,22 | 1,61-1,80 |
| Суглинистые | 0,12/0,15 | 1,65-1,95 |
| Тяжёлые, кат. суглинистые | 0,16/0,20 | 1,67-1,79 |
| Пылевидные, кат. суглинистые | 0,18/0,21 | 1,65-1,74 |
| Глиняные | 0,19/0,23 | 1,58-1,80 |
«При проведении расчёта и определения уплотнения коэффициента грунта, нужно помнить, что для насыпной категории плотность будет меньше, чем для аналогичных характеристик утрамбованной почвы.»
Методика расчёта
При проведении строительных работ не следует избегать данных параметров, особенно для подготовки песчаной или земляной подушки под основание строящегося объекта. Непосредственный параметр коэффициент уплотнения грунта будет фиксирован в диапазоне расчёта от 0 до коэффициента 1, например, для подготовки бетонного типа фундамента, показатель должен быть >0,98 коэффициентного балла от расчётной нагрузки.
Для каждой категории земляного полотна имеется свой уникальный показатель определения коэффициента уплотнения грунта по ГОСТ исходя из оптимальных характеристик влажности материала, в результате которого можно добиться максимальных характеристик уплотнения. Для более точных определений данных используется лабораторный метод расчёта, поэтому, каждая строительная или дорожная компания в обязательном порядке должны иметь собственную лабораторию.
Зависимость плотности грунта от влажности
Реальная методика, позволяющая ответить на вопрос как рассчитать коэффициент уплотнения грунта измеряется только после того, как будет произведена процедура трамбовки прямо на месте. Специалисты и эксперты в области строительства называют данный метод, как система режущих колец. Попробуем разобраться, как определить коэффициент уплотнения грунта по данному методу.
- В землю забивается определённого диаметра лабораторное кольцо из металла и ведомой длины сердечник;
- Внутри кольца фиксируется материал, который потом взвешивается на весах;
- Далее высчитываем массу используемого кольца, и перед нами имеется масса готового материала для расчёта;
- Далее имеющийся показатель разделим на известный объем металлического кольца — в результате имеем фиксированную плотность материала;
- Делим фиксированную плотность вещества на табличный показатель максимальной плотности.
- В итоге имеем готовый результат стандартного уплотнение грунта ГОСТ 22733-2002.
В принципе, это и есть стандартный метод расчёта, который используется строителями и дорожниками при выявлении коэффициента относительного уплотнения грунта согласно общепринятым нормам и стандартам по расчёту.
Технические регламенты и стандарты
Стандартный закон уплотнения грунта мы знаем еще со времён школьной парты, но данную методику используют только при проведении производственных работ в строительной и дорожной сфере. В 2013-2014 годах произошла актуализация данных расчёта по СНиП, где уплотнение грунта ЕНИР указано в соответствующих пунктах регламентного положения 3.02.01-87, а также в части методики применения для производственных целей СП 45.13330.2012.
Типологии определения характеристик материала
Коэффициент уплотнения грунта предусматривает применение нескольких типологий, главной целью которых является формирование окончательной процедуры технологического вывода кислорода из каждых слоёв почвы, учитывая соответствующую глубину трамбовки. Так, для выявления коэффициента уплотнения грунта при обратной засыпке используют как поверхностный метод расчёта, так и универсальную глубинную систему исследования. Эксперт при выборе методики расчёта должен определить первоначальный характер почвы, а также конечную цель трамбовки. Реальный коэффициент динамичности при ударном уплотнении грунтов может быть определён при помощи использования специальной техники, например — пневматический тип катка. Общая типология метода определения параметров вещества определяется следующими методами:
- Статический;
- Вибрационный вариант;
- Технологически ударный метод;
- Комбинированная система.
Некоторые категории почвы имеют сложную структуру, поэтому приходится исследовать характеристики разными методами, например, для определения коэффициента уплотнения скального грунта.
Зачем нужно определять коэффициент уплотнения почвы?
Частично некоторые из вышеперечисленных методик используется в частном домостроении, но как показывает практика, необходимо обратиться к специалистам, чтобы можно было избежать ошибок при возведении фундамента. Высокая нагрузка несущих конструкций на некачественную трамбовку материала может со временем вылиться в серьёзную проблему, например, усадка дома будет иметь существенный характер, что приведёт к неминуемому разрушению строения.
В промышленных масштабах трамбовка является обязательным условием, и лабораторная методика определения параметров коэффициентов для уплотнения вещества является необходимым условием соблюдения технического задания и паспорта объекта строительства или дорожного полотна. Помните одну простую вещь, если вы используете в производственном цикле земляной материал, то лучшим вариантом будет применение материала с наивысшими показателями максимальной плотности вещества.
Есть еще один существенный момент, который влияет на расчёты, это географическая привязка. В данном случае необходимо учитывать характер почвы местности исходя из данных геологии, а также рассматривая погодные и сезонные характеристики поведения почвы.
Марина
Дата публикации:
Сентябрь 12, 2017
Рейтинг статьи:
Загрузка…Понравилась статья?
Поделиться статьей
похожие статьи
таблица расчет плотности, ПГС при трамбовке глины, определение при обратной засыпке грунта
Коэффициент уплотнения необходимо определять и учитывать не только в узконаправленных сферах строительства. Специалисты и обычные рабочие, выполняющие стандартные процедуры использования песка, постоянно сталкиваются с необходимостью определения коэффициента.
Коэффициент уплотнения активно используется для определения объема сыпучих материалов, в частности песка,
но тоже относится и к гравию, грунту. Самый точный метод определения уплотнения – это весовой способ.
Широкое практическое применение не обрел из-за труднодоступности оборудования для взвешивания больших объемов материала или отсутствия достаточно точных показателей. Альтернативный вариант вывода коэффициента – объемный учет.
Единственный его недостаток заключается в необходимости определения уплотнения на разных стадиях. Так рассчитывается коэффициент сразу после добычи, при складировании, при перевозке (актуально для автотранспортных доставок) и непосредственно у конечного потребителя.
Факторы и свойства строительного песка
Коэффициент уплотнения – это зависимость плотности, то есть массы определенного объема, контролируемого образца к эталонному стандарту.
Эталонные показатели плотности выводятся в лабораторных условиях. Характеристика необходима для проведения оценочных работ о качестве выполненного заказа и соответствии требованиям.
Для определения качества материала используются нормативные документы, в которых прописано эталонные значения. Большинство предписаний можно найти в ГОСТ 8736-93, ГОСТ 7394-85 и 25100-95 и СНиП 2.05.02-85. Дополнительно может оговариваться в проектной документации.
В большинстве случаев коэффициент уплотнения составляет 0,95-0,98 от нормативного значения.
| Вид работ | Коэффициент уплотнения |
| Повторная засыпка котлованов | 0,95 |
| Заполнение пазух | 0,98 |
| Обратное наполнение траншей | 0,98 |
| Ремонт траншей вблизи дорог с инженерными сооружениями | 0,98 – 1 |
«Скелет» – это твердая структура, которая имеет некоторые параметры рыхлости и влажности. Объемный вес обычно рассчитывается на основании взаимозависимости массы твердых частиц в песке, и той, которую бы приобрела смесь, если бы вода занимала всё пространство грунта.
Лучшим выходом для определения плотности карьерного, речного, строительного песка является проведение лабораторных исследований на основании нескольких проб взятых у песка. При обследовании
После достижения максимальной плотности определяется коэффициент.
Коэффициент относительного уплотнения
Выполняя многочисленные процедуры по добыванию, транспортировке, хранению, очевидно, что насыпная плотность несколько меняется. Это связано с трамбовкой песка при перевозке, длительное нахождение на складе, впитывание влаги, изменение уровня рыхлости материала, величины зерен.
В большинстве случаев проще обойтись относительным коэффициентом – это отношение между плотностью «скелета» после добычи или нахождения на складе к той, которую он приобретает доходя до конечного потребителя.
Зная норму какой характеризуется плотность при добыче, указывается производителем, можно без проведения постоянных обследований определять конечный коэффициент грунта.
Информация об этом параметре должна быть указана в технической, проектной документации. Определяется путем расчетов и соотношения начальных и конечных показателей.
Плотность
Такой метод подразумевает регулярные поставки от одного производителя и отсутствие изменений в каких-либо переменных. То есть транспортировка происходит одинаковым методом, карьер не изменил свои качественные показатели, длительность пребывания на складе приблизительно одинаковая и т.д.
Для выполнения расчетов необходимо учитывать такие параметры:
- характеристики песка, основными считаются прочность частиц на сжатие, величина зерна, слеживаемость;
- определение максимальной плотности материала в лабораторных условиях при добавлении необходимого количества влаги;
- насыпной вес материала, то есть плотность в естественной среде расположения;
- тип и условия транспортировки. Наиболее сильная утряска у автомобильного и железнодорожного транспорта. Песок менее подвергается уплотнению при морских доставках;
- погодные условия при перевозке грунта. Нужно учитывать влажности и вероятность воздействия со стороны минусовых температур.
Как посчитать плотность во время добычи из котлована
В зависимости от типа котлована, уровня добычи песка, его плотность также изменяется. При этом важное значение играет климатическая зона, в который проводятся работы по добыче ресурса. Документами определяется следующие коэффициенты в зависимости от слоя и региона добычи песка.
| Уровень земляного полотна | Глубина слоя, м | С усовершенствованным покрытием | Облегченные или переходные покрытия | ||
| Климатические зоны | |||||
| I-III | IV-V | II-III | IV-V | ||
| Верхний слой | Менее 1,5 | 0,95-0,98 | 0,95 | 0,95 | 0,95 |
| Нижний слой без воды | Более 1,5 | 0,92-0,95 | 0,92 | 0,92 | 0,90-0,92 |
| Подтапливаемая часть подстилающего слоя | Более 1,5 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 |
В дальнейшем на этом основании можно рассчитать плотность, но нужно учесть все воздействия на грунт, которые меняют его плотность в одном или другом направлении.
При трамбовке материала и обратной засыпке
Обратная засыпка – это процесс заполнения котлована, предварительно вырытого, после возведения необходимых строений или проведения определенных работ. Обычно засыпается грунтом, но кварцевый песок используется также часто.
Трамбовка считается необходимым процессом при этом действии, так как позволяет вернуть прочность покрытию.
Для выполнения процедуры необходимо иметь специальное оборудование. Обычно используется ударные механизмы или те, что создают давление.
Обратная засыпка
В строительстве активно применяются виброштамп и вибрационная плита различного веса и мощности.
Вибрационная плита
Коэффициент уплотнения также зависит от трамбовки, она выражена в виде пропорции. Это необходимо учитывать, так как при увеличении уплотнения одновременно уменьшается объемная площадь песка.
Стоит учитывать, что все виды механического, наружного уплотнения способны воздействовать только на верхний слой материала.
Основные виды и способы уплотнения и их влияние на верхние слои грунта представлены в таблице.
| Тип уплотнения | Количество процедур по методу Проктора 93% | Количество процедур по методу Проктора 88% | Максимальная толщина обрабатываемого слоя, м |
| Ногами | – | 3 | 0,15 |
| Ручной штамп (15 кг) | 3 | 1 | 0,15 |
| Виброштамп (70 кг) | 3 | 1 | 0,10 |
| Виброплита – 50 кг | 4 | 1 | 0,10 |
| 100 кг | 4 | 1 | 0,15 |
| 200 кг | 4 | 1 | 0,20 |
| 400 кг | 4 | 1 | 0,30 |
| 600 кг | 4 | 1 | 0,40 |
Для определения объема материала для засыпки необходимо учесть относительный коэффициент уплотнения. Это связано с изменением физических свойств котлована после вырывания песка.
При заливке фундамента необходимо знать правильные пропорции песка и цемента. Перейдя по ссылке ознакомитесь с пропорциями цемента и песка для фундамента.
Цемент является специальным сыпучим материалом, который по своему составу представляет минеральной порошок. Тут о различных марках цемента и их применении.
При помощи штукатурки увеличивают толщину стен, из за чего увеличивается их прочность. Здесь узнаете, сколько сохнет штукатурка.
Извлекая карьерный песок тело карьера становится более рыхлым и поэтапно плотность может несколько уменьшаться. Необходимо проводить периодические проверки плотности с помощью лаборатории, особенно при изменении состава или расположения песка.
Более подробно о уплотнении песка при обратной засыпке смотрите на видео:
Как определить плотность песчаного слоя при транспортировке
Транспортировка сыпучих материалов имеет некоторые особенности, так как вес достаточно большой и наблюдается изменение плотности ресурсов.
В основном песок транспортируют при помощи автомобильного и железнодорожного транспорта, а они вызывают встряхивание груза.
Перевозка автомобилем
Постоянные вибрационные удары на материалы воздействуют на него подобно уплотнению от виброплиты. Так постоянное встряхивание груза, возможное воздействие дождя, снега или минусовых температур, увеличенное давление на нижний слой песка – все это приводит к уплотнению материала.
Причем длина маршрута доставки имеет прямую пропорцию с уплотнением, пока песок не дойдет до максимально возможной плотности.
Морские доставки меньше подвержены влиянию вибраций, поэтому песок сохраняет больший уровень рыхлости, но некоторая, небольшая усадка все равно наблюдается.
Перевозка морским транспортом
Для расчета количества строительного материала необходимо относительный коэффициент уплотнения, который выводится индивидуально и зависит от плотности в начальной и конечной точке, умножить на требуемый объем, внесенный в проект.
Как рассчитать в условиях лаборатории
Необходимо взять песок из аналитического запаса, порядка 30 г. Просеять сквозь сито с решеткой в 5 мм и высушить материал до приобретения постоянного значения веса. Приводят песок к комнатной температуре. Сухой песок следует перемешать и разделить на 2 равные части.
Далее необходимо взвесить пикнометр и заполнить 2 образца песком. Далее в таком же количестве добавить в отдельный пикнометр дисциллированной воды, приблизительно 2/3 всего объема и снова взвесить. Содержимое перемешивается и укладывается в песчаную ванну с небольшим наклоном.
Для удаления воздуха необходимо прокипятить содержимое 15-20 минут. Теперь необходимо охладить до комнатной температуры пикнометр и отереть. Далее доливают до отметки дисциллированной воды и взвешивают.
Далее переходят к расчетам. Методика, которая помогает определить плотность и основная формула:
P = ((m – m1)*Pв) / m-m1+m2-m3, где:
- m – масса пикнометра при заполнении песком, г;
- m1 – вес пустого пикнометра, г;
- m2 – масса с дисциллированной водой, г;
- m3 – вес пикнометра с добавлением дисциллированной воды и песка, при этом после избавления от пузырьков воздуха
- Pв – плотность воды
При этом проводится несколько замеров, исходя из количества предоставленных проб на проверку. Результаты не должны быть с расхождением более 0,02 г/см3. В случае большого расхода полученных данных выводится средне арифметическое число.
Смета и подсчеты материалов, их коэффициентов – это основная составляющая часть строительства любых объектов, так как помогает понять количество необходимого материала, а соответственно затраты.
Для правильного составления сметы необходимо знать плотность песка, для этого используется информация предоставленная производителем, на основании обследований и относительный коэффициент уплотнения при доставке.
Из-за чего изменяется уровень сыпучей смеси и степень уплотнения
Песок проходит через трамбовку, не обязательно специальную, возможно в процессе перемещения. Посчитать количество материала полученного на выходе достаточно сложно, учитывая все переменные показатели. Для точного расчета необходимо знать все воздействия и манипуляции, проведенные с песком.
Конечный коэффициент и степень уплотнения зависит от разнообразных факторов:
- способ перевозки, чем больше механических соприкосновений с неровностями, тем сильнее уплотнение;
- длительность маршрута, информация доступна для потребителя;
- наличие повреждений со стороны механических воздействий;
- количество примесей. В любом случае посторонние компоненты в песке придают ему больший или меньший вес. Чем чище песок, тем ближе значение плотности к эталонному;
- количество попавшей влаги.
Сразу после приобретения партии песка, его следует проверить.
Какие пробы берут для определения насыпной плотности песка для строительства
Нужно взять пробы:
- для партии менее 350 т – 10 проб;
- для партии 350-700 т – 10-15 проб;
- при заказе выше 700 т – 20 проб.
Полученные пробы отнести в исследовательское учреждение для проведения обследований и сравнения качества с нормативными документами.
Заключение
Необходимая плотность сильно зависит от типа работ. В основном уплотнение необходимо для формирования фундамента, обратной засыпки траншей, создания подушки под дорожное полотно и т.д. Необходимо учитывать качество трамбовки, каждый вид работы имеет различные требования к уплотнению.
В строительстве автомобильных дорог часто используется каток, в труднодоступных для транспорта местах используется виброплита различной мощности.
Так для определения конечного количества материала нужно закладывать коэффициент уплотнения на поверхности при трамбовке, данное отношение указывается производителем трамбовочного оборудования.
Всегда учитывается относительный показатель коэффициента плотности, так как грунт и песок склонны менять свои показатели исходя из уровня влажности, типа песка, фракции и других показателей.
Значения коэффициентов относительного уплотнения
Значения коэффициентов относительного уплотнения К1для грунтов | |||||||
Требуемый коэффициент уплотнения грунта | пески, супеси, суглинки пылеватые | суглинки, глины | лесы и лесовидные грунты | скальные разрабатываемые грунты при объемной массе, г/см3 | шлаки, отвалы перерабатывающей промышлен ности | ||
1,9-2,2 | 2,4-2,4 | 2,4-2,7 | |||||
1,00 0,95 0,90 | 1,10 1,05 1,00 | 1,05 1,00 0,95 | 1,30 1,15 1,10 | 0,95 0,90 0,85 | 0,89 0,85 0,80 | 0,84 0,80 0,76 | 1,26-1,47 1,20-1,40 1,13-1,33 |
Таблица 15
Классификация местности по подвижности песков
Степень закрепления растительностью поверхности песков | Площадь, покрытая растительностью, % | Степень подвижности песков |
Незаросшая поверхность | Менее 5 | Очень подвижные |
Слабозаросшая поверхность | От 5 до 15 | Подвижные |
Полузаросшая поверхность | Свыше 15 до 35 | Малоподвижные |
Заросшая поверхность | Свыше 35 | Неподвижные |
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное
Элементы земляного полотна
Верхняя часть земляного полотна (рабочий слой) — часть полотна, располагающаяся в пределах земляного полотна от низа дорожной одежды на 2/3 глубины промерзания, но не менее 1,5 м от поверхности покрытия проезжей части.
Основание насыпи — массив грунта в условиях естественного залегания, располагающийся ниже насыпного слоя, а при низких насыпях — и ниже границы рабочего слоя.
Основание выемки — массив грунта ниже границы рабочего слоя.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Справочное
Коэффициент уплотнения грунта
Коэффициент уплотнения грунта — отношение плотности скелета грунта в конструкции к максимальной плотности скелета того же грунта при стандартном уплотнении по ГОСТ 22733-77.
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Справочное
Типы болот
Следует различать три типа болот:
I — заполненные болотными грунтами, прочность которых в природном состоянии обеспечивает возможность возведения насыпи высотой до 3 м без возникновения процесса бокового выдавливания слабого грунта;
II — содержащие в пределах болотной толщи хотя бы один слой, который может выдавливаться при некоторой интенсивности возведения насыпи высотой до 3 м, но не выдавливается при меньшей интенсивности возведения насыпи;
III — содержание в пределах болотной толщи хотя бы один слой, который при возведении насыпи высотой до 3 м выдавливается независимо от интенсивности возведения насыпи.
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
Справочное
Стабильные и нестабильные слои насыпи
Стабильные слои насыпи— слои, сооружаемые из талых или сыпучемерзлых грунтов, плотность которых в насыпи соответствует нормам табл. 22.
Нестабильные слои насыпи— слои из мерзлых или талых переувлажненных грунтов, которые в насыпи имеют плотность, не отвечающую нормам табл. 22, вследствие чего при оттаивании или длительном действии нагрузок могут возникать деформации слоя.
ПРИЛОЖЕНИЕ 7
Справочное