При устройстве дорожного покрытия на щебеночном основании важно учитывать коэффициент уплотнения. Он определяет плотность основания и влияет на прочность и долговечность дороги. В данной статье мы рассмотрим, что такое коэффициент уплотнения щебеночного основания и как его правильно определить.
Коэффициент разрыхления грунта – как рассчитать. Работы по строительству дома стартуют с разметки земельного участка и земельной разработки под будущий фундамент. Работы земляного характера занимают первую строку в строительной смете, и весьма ощутимая сумма будет приходиться на оплату рабочей техники, которая производит выемку и вывоз ненужной земли с участка.
Для того, чтобы составлять смету и оценить стоимость работ мало знать лишь про размеры котлована, требуется еще учесть и грунтовые особенности.
Одним из подобных параметров будет коэффициент разрыхление грунта, который дает возможность узнать про увеличение объема при доставании его из недр котлована.
Коэффициент уплотнения (Ку)
Это показатель способности щебнем уплотняться при определённых воздействиях.
Ку выясняется соотношением плотности щебня к плотности, искусственно создаваемой лабораторными специальными приборами.
Методология его вычисления описана в ГОСТ 8269.0–97. Стандарт даёт разделение на три вида:
- истинная плотность зёрен и горной породы;
- средняя плотность щебня и горной породы;
- насыпная плотность к пустотности щебня.
Щебень классифицируется на виды. Все виды имеют собственную маркировку установленную ГОСТ 8267-93. В этом стандарте зафиксированы методы установки коэффициента. При изготовлении производитель указывает в паспорте Ку, но бывают случаи, когда отсутствует подобная информация. Опытным путём специалисты в лабораториях определяют этот показатель в течение трех дней. На строительном объекте также возможно определить, но цена за работу будет значительно выше.
Средний показатель Ку колеблется от 1,1 до 1,3 .
Для чего Ку нужен
Во-первых, для закупки. Благодаря этому показателю легко вычисляется необходимое количество. Во-вторых, для того чтобы понять на сколько осядет сыпучий материал после уплотнения.
Как вычислить необходимое количество щебня
Объем формы, которую нужно заполнить (м3 ) × удельный вес (кг/ м3 )× коэффициент уплотнения.
Существуют таблицы средней массы, пример:
1 м3 фракции 0–5 мм равен 1,5 т;
1 м3 фракции 40–70 мм равен 1,47 т.
На практике это простая процедура:
- замеряется размер бортов грузового автомобиля;
- узнаем общий объем щебня;
- полученную цифру умножаем на стандартный коэффициент уплотнения для привезённой фракции.
В результате мы легко проверили реально привезённое количество щебня.
Что такое насыпная плотность?
Для расклинцовки, трамбовки, расчёта бетона (точнее его состава) нужна величина насыпной плотности. Это показатель плотности щебня в неуплотненном состоянии.
Насыпная плотность рассчитывается следующим образом:
1) взвешивается пустой специальный сосуд;
2) взвешивается наполненный сосуд;
3) вычисляется разность;
4) делим на объём сосуда.
Стройка это область, в которой должны быть только чёткие измерения. Если есть несоответствие с нормами это чревато аварийными последствиями. Утрамбовка щебня это самый ответственный этап при закладке фундамента, строительстве дороги. После проведённых работ проводятся контрольные замеры для исправления несоответствий с проектными значениями. БПД-КМ — это плотномер водобалонного типа определяющий фактическую плотность. Предназначен для контроля за качеством плотности сложения грунта из гравийных и щебёночных оснований. Точность прибора до 0,01 г/см³. Для определения плотности используется методика ГОСТ 28514–19.
Коэффициент уплотнения любого сыпучего материала показывает, насколько можно уменьшить его объем при той же массе за счет трамбовки или естественной усадки. Используют этот показатель для определения количества заполнителя как при покупке, так и собственно в процессе строительства. Поскольку насыпной вес щебня любой фракции после трамбования увеличится, необходимо сразу заложить запас материала. А чтобы не закупить лишнего, пригодится поправочный коэффициент.
Коэффициент уплотнения (К у) – важный показатель, который нужен не только для правильного формирования заказа материалов. Зная этот параметр для выбранной фракции, можно прогнозировать дальнейшую усадку гравийного слоя после нагружения его строительными конструкциями, а также устойчивость самих объектов.
Поскольку коэффициент трамбовки представляет собой степень уменьшения объема, он меняется под влиянием некоторых факторов:
1. Способа и параметров загрузки (например, с какой высоты выполняется засыпка).
2. Особенностей транспорта и длительности пути – ведь даже в неподвижной массе происходит постепенное уплотнение, когда она проседает под собственным весом.
3. Фракции щебенки и содержания зерен меньшей крупности, чем нижняя граница конкретного класса.
4. Лещадность – игольчатые камни дают не такую большую осадку, как кубовидные.
От того, насколько точно была определена степень уплотнения, в дальнейшем зависит прочность бетонных конструкций, оснований зданий и дорожных покрытий.
Однако не стоит забывать, что трамбовка на площадке порой выполняется только по верхнему слою, и в этом случае расчетный коэффициент не вполне соответствует фактической усадке подушки. Особенно этим грешат домашние умельцы и полупрофессиональные строительные бригады из ближнего зарубежья. Хотя по требованиям технологии каждый слой засыпки должен укатываться и проверяться отдельно.
Еще один нюанс – степень трамбовки рассчитывается для массы, которая сжимается без бокового расширения, то есть ограничена стенками и не может расползтись. На площадке такие условия для засыпки любой фракции щебня создаются не всегда, так что небольшая погрешность сохранится. Учитывайте это при расчете осадки крупных конструкций.
Уплотнение при транспортировке
Найти какое-то стандартное значение сжимаемости не так просто – слишком много факторов на него влияет, о чем мы говорили выше. Коэффициент уплотнения щебня может указывать поставщик в сопроводительных документах, хотя ГОСТ 8267-93 напрямую этого не требует. Но транспортировка гравия, особенно больших партий, выявляет значительную разницу объемов при загрузке и в конечной точке доставки материала. Поэтому поправочный коэффициент, учитывающий его уплотнение, обязательно вносится в договор и контролируется в пункте приема.
Единственное упоминание со стороны действующего ГОСТ – заявленный показатель независимо от фракции не должен превышать 1,1. Поставщики об этом, конечно же, знают и стараются делать небольшой запас, чтобы не было возвратов.
Способом измерений часто пользуются во время приемки, когда щебень для строительства привозят на площадку, ведь заказывают его не тоннами, а кубометрами. С приходом транспорта груженый кузов нужно рулеткой обмерить изнутри, чтобы рассчитать объем доставленного гравия, а потом умножить его на коэффициент 1,1. Это позволит примерно определить, сколько кубов было засыпано в машину до отправки. Если полученная с учетом уплотнения цифра будет меньше указанной в сопроводительных документах, значит, автомобиль был недогружен. Равна или больше – можете командовать разгрузку.
Уплотнение на площадке
Приведенная выше цифра учитывается только при транспортировке. В условиях стройплощадки, где трамбование щебня выполняется искусственно и с применением тяжелых машин (виброплита, каток), этот коэффициент может возрасти до 1,52. А исполнителям необходимо знать усадку гравийной засыпки наверняка.
Обычно требуемый параметр задается в проектной документации. Но когда точное значение не нужно, пользуются усредненными показателями из СНиП 3.06.03-85:
- На прочный щебень фракции 40-70 дается уплотнение 1,25-1,3 (если его марка не ниже М800).
- Для пород крепостью до М600 – от 1,3 до 1,5.
Для мелких и средних классов крупности 5-20 и 20-40 мм эти показатели не установлены, так как они чаще используются только при расклинцовке верхнего несущего слоя из зерен 40-70.
Норма расхода щебня на 1 м3
На 1 квадратный метр асфальтового покрытия (независимо от зернистости асфальта) толщиной 1 см потребуется 25 кг асфальтобетона.
То есть, если вы планирует укладывать асфальтовое покрытие толщиной 50 мм, вам потребуется 125 кг асфальта на 1 квадратный метр асфальтовой дороги.
Для того, чтобы узнать сколько тонн щебня понадобится на 1 метр квадратный щебеночного основания, необходимо знать:
- толщину вашего основание в уплотненом виде,
- удельный вес щебня, который вы будете использовать для щебеночного основания (Удельный вес вы можете узнать у поставщика или в сертификате качества на этот щебень — не зависит от фракции щебня, для щебня Песчаника обычно удельный вес составляет — 1,3 тн/м3, для гранитного щебня — 1,47 тн/м3),
- коэффициент уплотнения щебня при укатке катком или вибротромбовкой — 1,3.
Посчитаем расход щебня на 1 кв.м. для основания толщиной 200 мм: Объем такого основания состави 0,2 м (толщина) х 1,0 м (ширина) х 1,0 (длина) = 0,2 м3
Расход щебня на 1 кв.м. основания из щебня Песчаника М1000 составит: 0,2 м3 (объем 1 кв.м. основания) х 1,3 т/м3 (удельный вес щебня Песчаника) х 1,3 (коэффициент уплотнения) = 0,34 т/м2
Итак для устройства 1 кв.м. щебеночного основания толщиной 200 мм из Щебня Песчаника М1000 потребуется примерно 0,34 тонн щебня
- на 1 м3 кирпичной кладки стен расходуется 0,25 м3 раствора и 400 шт рядового одинарного кирпича
- на 1 м2 кладки перегородок расходуется 0,06 м3 раствора и 84 шт рядового одинарного кирпича
Для устройства 1 м3 подстилающего слоя из песка потребуется 1,11 м3 песка. То есть переводной коэффициента уплотнения песка составляет 1,11м3.
Пример расчета расхода песка на 1 м2 песчаного основания толщиной 100 мм: Вычисляем объем 1 м2 такого основания — 0,1 м (толщина) х 1,0 (ширина) х 1,0 (длина) = 0,1 м3 Расход песка в тоннах — 0,1 м3(объем) х 1,11 (коэффициент уплотнения) х 1,41 (удельный вес речного песка — следует уточнять удельный вес по паспорту качества на песок) = 0,16 тн
Итого, для устройства 1 м2 подстилающего слоя из песка толщиной 100 мм понадобится 0,16 тн речного песка.
Для оклейки 100 м2 кровли рубероидом в 1 слой на битумной мастике понадобится:
- рубероида — 110 м2,
- Грунтовка битумная — 80 кг,
- Мастика битумная — 196 кг.
На 100 м2 цементной стяжка толщиной 15 мм потребуется 1,53 м3 цементно-песчаного раствора. На каждый последующий 1 мм изменения толщины стяжки расходуется 0,102 м3 раствора (для 100 м2)
На 1 м3 кладки из природного бутового камня потребуется:
- Камень бутовый — 1,03 м3,
- Раствор кладочный — 0,37 м3
на 100 м2 оклейки простыми бумажными обоями по оштукатуренным стенам:
- обои бумажные с подборкой рисунка — 112 м2,
- Бордюр — 44 м,
- Клей сухой — 2,1 кг
на 100 м2 оклейки плотными тисненными обоями по оштукатуренным стенам:
- Обои с подборкой рисунка — 112 м2,
- Бордюр — 44 м,
- Клей сухой — 3,0 кг
на 100 м2 оклейки линкрустом по оштукатуренным стенам:
- Линкруст — 112 м2,
- Бордюр — 44 м,
- Клей типа «Бустилат» — 34,1 кг
на 100 м2 оклейки моющими пленочными обоями на бумажной основе по оштукатуренным стенам:
- Обои пленочные — 108 м2,
- Клей типа «Бустилат» — 25,7 кг
на 100 м2 оклейки моющими пленочными обоями на тканевой основе по оштукатуренным стенам:
- Обои пленочные — 107 м2,
- Клей типа «Бустилат» — 34,1 кг
На 100 м2 известковой окраски стен требуется:
- Известь негашеная — 16, 5 кг,
- Краски сухие силикатные — 0,4 кг,
- Шпатлевка купоросная — 1,5 кг
На 100 м2 известковой окраски потолков требуется:
- Известь негашеная — 18,35 кг,
- Краски сухие силикатные — 0,5 кг,
- Шпатлевка купоросная — 1,65 кг
На 100 м2 водоэмульсионной окраски стен требуется:
- Краска водоэмульсионная — 39, 5 кг,
- Шпатлевка масляно-клеевая — 5,0 кг
На 100 м2 водоэмульсионной окраски потолков требуется:
- Краска водоэмульсионная — 39,5 кг,
- Шпатлевка масляно-клеевая — 5,5 кг
На 100 м2 масляной окраски оштукатуренных стен валиком требуется:
- Краска масляная — 37,9 кг,
- Шпатлевка масляно-клеевая — 50,7 кг
На 100 м2 масляной окраски оштукатуренных потолков валиком требуется:
- Краска масляная — 41,8 кг,
- Шпатлевка масляно-клеевая — 55,1 кг
На 100 м2 масляной деревянных полов валиком требуется:
- Краска масляная — 35,7 кг,
- Шпатлевка масляно-клеевая — 54,3 кг
Лабораторные исследования
Коэффициент уплотнения рассчитывается на основании данных лабораторных испытаний, где масса подвергается трамбовке и проверке на различных приспособлениях. Здесь есть свои методы:
1. Замещение объемов (ГОСТ 28514-90).
2. Стандартное послойное уплотнение щебня (ГОСТ 22733-2002).
3. Экспресс-методы с применением одного из трех типов плотномеров: статического, водобаллонного или динамического.
Результаты можно получить сразу же или по истечении 1-4 дней, в зависимости от выбранного исследования. Одна проба для стандартного испытания обойдется в 2500 рублей, всего их понадобится не меньше пяти. Если данные нужны в течение дня, используют экспресс-методы по итогам отбора как минимум 10 точек (по 850 руб. за каждую). Плюс придется оплатить выезд лаборанта – еще около 3 тысяч. Но на строительстве крупных объектов не обойтись без точных данных, а тем более без официальных документов, подтверждающих соблюдение подрядчиком требований проекта.
Как узнать степень трамбовки самостоятельно?
В полевых условиях и для нужд частного строительства тоже выйдет определить искомый коэффициент по каждому размеру: 5-20, 20-40, 40-70. Но для этого сперва понадобится узнать их насыпную плотность. Она изменяется в зависимости от минералогического состава, хоть и незначительно. Гораздо большее влияние на объемный вес оказывают фракции щебня. Для расчета можно пользоваться усредненными данными:
| Фракции, мм | Насыпная плотность, кг/м3 | |
| Гранит | Гравий | |
| 0-5 | 1500 | — |
| 5-10 | 1430 | 1410 |
| 5-20 | 1400 | 1390 |
| 20-40 | 1380 | 1370 |
| 40-70 | 1350 | 1340 |
Более точные данные плотности для конкретной фракции определяют лабораторным путем. Или взвешиванием известного объема строительного щебня с последующим несложным расчетом:
- Насыпной вес = масса / объем.
После этого смесь укатывается до того состояния, в котором она будет использоваться на площадке, и измеряется рулеткой. Снова производится расчет по приведенной выше формуле, и в итоге получают две разных плотности – до и после трамбовки. Поделив обе цифры, узнаем коэффициент уплотнения конкретно для этого материала. При одинаковом весе проб можно просто найти отношение двух объемов – результат будет тот же.
Обратите внимание: если показатель после трамбовки разделить на первоначальную плотность, ответ будет больше единицы – по сути, это коэффициент запаса материала на уплотнение. В строительстве им пользуются, если известны конечные параметры гравийной подушки и нужно определить, сколько щебня выбранной фракции заказывать. При обратном вычислении получается значение меньше единицы. Но цифры эти равнозначные и при расчетах важно только не запутаться, какую из них брать.
Щебень востребован при проведении практически любой строительной операции. Без него не выполняется прокладка автомобильных или железных дорог, изготовление бетонных изделий, устройство фундаментов и даже благоустройство приусадебных участков. Чаще всего щебень используется для увеличения стойкости конструкций к высоким нагрузкам или выравнивания основы перед проведением дальнейших этапов работ. Он оказывает прямое влияние на физико-технические показатели конечного изделия.
Существует несколько разновидностей щебня, но самым интересным является шлаковый. Его получают искусственным путем и используют при строительстве дорог. При этом он набирает прочность в течение первых нескольких лет эксплуатации полотна.
Сколько щебня в 1 куб. м бетона
В зависимости от целевого назначения раствора, рассчитывают сколько добавить щебня в 1 м³ бетона. Причины добавления щебенки в бетон заключаются в снижении стоимости и усилении прочности готовой смеси.
Гранитный или диабазовый камень усиливает морозостойкость и сопротивляемость нагрузкам на сжатие. Объем его определяется в зависимости от марки приготовляемого бетона, например, м200 или м500, с различными соотношениями и весом компонентов.
Щебень производят путем дробления цельного горного камня из гранита, известняка, гравия, диабаза или других скальных пород. Добывают легкий камень: туф, известняк. Также в растворы добавляют шлак из доменных и мартеновских печей и отходы строительной деятельности. При размалывании получается различная фракция и лещадность. После измельчения их калибруют через сито с разной ячейкой, разделяя по величине.
Стандартные размеры камня:
- 70-20 мм – для заливки монолита;
- 70-40 мм – для массивных железобетонных конструкций;
- 60-25 мм – под железные дороги;
- 40-20 мм – раствор для оснований под тяжелые производственные здания;
- 20-10 мм – закладывают в бетон для заливки фундамента под дом, строительства дорожного полотна;
- 10-5 мм – для производства плит перекрытия;
- Гран отсев – для отливания бетонного декора с эффектом мытой поверхности.
Большое значение имеет форма зерна. Наилучшей считается кубовидная форма, так как она обеспечивает надежное сцепление внутри раствора. Круглый гравий ослабит прочность раствора, а острый или игольчатый сделает поверхность шероховатой. В идеале применяют зерно кубовидное с частичным добавлением щебня игольчатой или плоской лещадности.
Зачем уплотнять щебень
Щебень является достаточно прочным материалом. На первый взгляд, при создании основания, например, для автодороги или фундамента здания его достаточно было бы только разровнять, но это не так. Дело в том, что чаще всего этот материал получается искусственным путем в результате дробления горных пород. При этом зерна щебня имеют абсолютно произвольную форму. Соответственно, при засыпке им любого пространства между соседними элементами формируются воздушные пустоты. Они существенно снижают уровень сопротивления материала нагрузкам. После уплотнения материала его зерна теряют подвижность, размер пустот значительно сокращается, а прочность щебеночного основания увеличивается.
Расклинцовка щебнем в дорожном строительстве
Довольно часто, мы видим или ездим по плохим автомобильных дорогах, сетуя на плохой асфальт или сезон, когда его укладывали. Но далеко не все знают, что дело не всегда в асфальте или погодных условиях. В таких строениях важным фактором является основа – подушка, на которую укладывают строительный слой материалов.
Недооценивать такую подушку ни в коем случае нельзя – те дороги, которые мы часто видим, как раз и построены с явным нарушением строительных требований и норм для возведения основания дороги. А уж потом будет укладываться асфальт, но речь не о нем.
Высокопрочные современные асфальтовые или бетонные покрытия дорог, аэродромных покрытий нуждаются именно в надежной неподвижной подушке – основания, которая выдерживает высокие нагрузки без деформации.
Чем можно уплотнять щебень
Существует несколько вариантов уплотнения этого строительного материала:
- При строительстве дорог для этой цели используются гладковальцевые или виброкатки. В результате многократной укатки они обеспечивают требуемую несущую способность щебеночного слоя, которая контролируется с помощью прогибомеров.
- Одним из самых распространенных способов уплотнения щебня при проведении строительных работ является использование виброплиты. Она представляет собой мобильное и компактное устройство весом от 60 до 120 кг. Трамбовку устройство выполняет за счет передачи ударных колебаний слою щебня. Такое оборудование может быть реверсивным или одноходовым. Реверсивные виброплиты считаются более функциональными. Они могут проводить уплотнение при движении в двух направлениях (вперед и назад), а одноходовые только в одном. Виброплиты работают на бензине, дизельном топливе или электричестве. С их помощью можно проводить эффективное уплотнение щебня даже в труднодоступных местах.
- Для бытовых целей и небольших объемов работ чаще всего используется механическая (бензиновая, дизельная или электрическая) или ручная трамбовка. Самым простым ручным инструментом является обычный деревянный брус сечением 100 × 100 мм. Более удобная конструкция представляет собой деревянный брус меньшего сечения с ручками и закрепленный на его торце металлический оголовок. Для эффективного уплотнения ручной трамбовкой необходимо работать достаточно активно. Возможен и другой вариант: увеличение веса инструмента.
- Неплохим вариантом для бытовых целей или небольшого объема работ является использование ручного катка. Его обычный вес – 100–200 кг. Такой инструмент можно изготовить самостоятельно. Он делается на базе куска трубы диаметром 30–40 см, заполненной песком.
- Роль катка вполне может исполнить легковой автомобиль. Такой способ возможен только при уплотнении щебня на открытой площадке.
Все перечисленные выше методы позволяют произвести уплотнение щебня. Для устройства оснований небольших и легких конструкций вполне можно использовать ручные варианты трамбовки. При строительстве дорог для этой цели применяются тяжелые самоходные катки. Промежуточный вариант – виброплиты. Он дает отличный результат и используется при сооружении зданий любого назначения.
При выборе щебня важно учитывать такой показатель, как коэффициент уплотнения. Данный критерий показывает, насколько можно уменьшить объем материала, сохранив при этом такую же массу за счет трамбовки либо естественной усадки. Этот показатель используют, чтобы определить количество заполнителя, как при покупке, так и непосредственно в процессе строительства.
Ввиду того, что после трамбовки насыпной вес щебня какой-либо фракции увеличится, необходимо сразу учесть запас материала. А чтобы не купить лишнего, необходим поправочный коэффициент.
Коэффициент уплотнения (Ку) – это очень важный показатель, который необходим не только для правильного составления заказа материалов, но и для того, чтобы предусмотреть дальнейшую усадку гравийного слоя после его нагрузки строительными конструкциями. Более того, зная коэффициент уплотнения, можно прогнозировать устойчивость самих строительных объектов. Ввиду того, что коэффициент трамбовки – это, по сути, степень уменьшения объема, то он может меняться в зависимости от 4-х факторов:
- Способа и параметров загрузки (к примеру, с какой высоты выполняют засыпку).
- Особенностей транспорта, посредством которого материал доставляется на объект, и расстояния до стройплощадки – ведь даже неподвижная масса в результате проседания под собственным весом постепенно уплотняется.
- Фракции щебня и содержания зерен меньшей крупности, чем нижняя граница конкретного класса щебня.
- Лещадности – игольчатые камни дают меньшую усадку, чем кубовидные.
Следует помнить, что прочность бетонных конструкций, фундаментов зданий и автомобильных дорог напрямую зависит от точности определения степени уплотнения. Однако также не стоит забывать о том, что трамбовка на площадке зачастую выполняется только по верхнему слою, а в этом случае расчетный коэффициент не всегда соответствует фактической усадке основания. Особенно часто это происходит, когда строительством занимаются не профессионалы, а любители. В соответствии с требованиями технологии, каждый слой засыпки необходимо укатывать и проверять отдельно.
Еще один параметр, который обязательно следует учитывать, – это то, что степень трамбовки рассчитывается для массы, которая сжимается без бокового расширения, то есть ограничена стенками, что не дает ей расползаться. На площадке такие условия для засыпки любой фракции щебня создаются не всегда, поэтому небольшая погрешность сохраняется. Этот факт следует учитывать, прежде всего, при расчете осадки крупных конструкций.
Как уплотнить щебень своими руками?
Ручная трамбовка актуальна при выполнении небольших объемов работ, поскольку требует значительных физических усилий. Варианты простейших приспособлений:
- Брус 100х100 мм и длиной, зависящей от роста человека. Оптимальный вариант – длина бруса до груди. Величина сечения может быть увеличена до 150х150 мм. Вверху монтируют ручки из металлического прута или деревянных брусков. Нижний край бруса подбивают оцинкованным листом. Принцип работы очень прост: брус поднимают на максимально возможную высоту и с силой опускают на трамбуемую поверхность. Площадь трамбовки не слишком большая, но этот вариант уплотнения – наиболее экономичный и простой.
- Более эффективный вариант – металлический оголовок, прикрепленный к деревянному брусу, выполняющему роль ручки.
- Наиболее прочной является конструкция, выполненная полностью из металла. Работа с таким инструментом эффективна, но осложняется вибрациями, которые металл, в отличие от древесины, погасить не в состоянии.
Для трамбовки сыпучего материала на просторной площадке, на которой нет строений и насаждений используют автомобиль. Привезенный материал равномерно разравнивают по поверхности граблями или лопатой, а затем ездят по территории в разных направлениях. Образующиеся колеи засыпают щебнем.
Уплотнение при транспортировке
Следует отметить, что найти какое-то стандартное значение сжимаемости на самом деле непросто, так как слишком много факторов оказывают на него влияние. (Все они перечислены выше). Коэффициент уплотнения щебня поставщик может указывать в сопроводительной документации, хотя ГОСТ 8267-93 и не требует этого напрямую. Однако при транспортировке гравия, в особенности его больших партий, зачастую выявляют значительную разницу объемов при загрузке и на строительном объекте, куда он был доставлен. Поэтому поправочный коэффициент, который учитывает уплотнение щебня, обязательно вносится в договор и контролируется в пункте приема. Единственное упоминание в действующем ГОСТ: коэффициент уплотнения, независимо от фракции, не должен быть выше 1,1. Поставщики, безусловно, знают об этом, и, дабы избежать возвратов, стараются сделать небольшой запас. К измерениям часто прибегают во время приемки, когда щебень доставляют на стройплощадку, так как заказывают его не тоннами, а кубометрами. Для этого кузов грузовика с находящимся в нем щебнем, нужно обмерить изнутри рулеткой, после чего рассчитать объем доставленного гравия, а потом умножить его на коэффициент 1,1. Такой расчет позволит приблизительно определить, сколько кубов было засыпано в кузов грузовика до отправки. Если полученная с учетом уплотнения цифра будет меньше той, что указана в сопроводительных документах, значит, кузов автомобиля был недогружен. Равна или больше указанной в документах – можно смело разгружать щебень.
Расчет количества
Начиная бетонные работы, полезно ознакомиться со стандартными таблицами, в которых даны нормы расхода щебня на 1м³ бетона.
Здесь указаны пропорции закладываемых сухих компонентов на 1 куб бетона, в зависимости от марки портландцемента.
На цветной диаграмме ясно показано, сколько надо щебня заложить в куб бетона, с прибавлением воды, песка и цемента. Здесь учитывается воздушный просвет между зернами, но по мере трамбовки и застывания массы, воздух постепенно удаляется.
Если в раствор добавляют пластификатор, то в весовом соотношении он заменяет цемент, а не щебенку. В следующей таблице приведены весовые соотношения сухих составляющих растворов.
Используя стандартные данные, несложно будет подсчитать сколько надо щебня в данном строительстве. Нестандартные пропорции подсчитывают по приведенной ниже формуле:
Щ = 1000/α · (V/P нас. + 1/Р сред.), где:
- Α – коэффициент разбухания зерен цемента, в зависимости от марки. Для портландцемента М400 показатель от 1,05 до 1,15, в расчет применяют среднее или обозначенное на маркировке;
- V – показатель пустот между зернами в готовом растворе (зависит от размеров и марки камня);
- P нас. – объем насыпной массы;
- Р сред. – показатель средней плотности камня.
Внимательно изучив таблицы, можно с точностью рассчитать необходимое количество для объемов бетономешалки или ведра. Учитывая различную влажность, количество сухих веществ может немного отклоняться в ту или иную сторону. Но общие правила остаются неизменными. В результате получится качественный раствор для стройки или настилания дорожек.
Следующая таблица показывает зависимость марки готового бетона от величины щебенки.
Чтобы показатели приближались к расчетным, необходимо брать сухие материалы. Высокая влажность изменит весовые пропорции.
При монтаже конструкций с густым армированием рекомендуется брать мелкую фракцию камня, а для тяжелых монолитов применять несколько разных видов.
Уплотнение на площадке
Следует обратить внимание, что приведенная выше цифра – 1,1 – учитывается только при транспортировке. На стройплощадке, где трамбовка щебня выполняется искусственно, с применением виброплиты или катка, данный коэффициент может возрасти до 1,52. При этом исполнителям необходимо точно знать степень усадки гравийной засыпки. Обычно этот параметр значится в проектной документации. Однако если в точном значении нет необходимости, пользуются усредненными показателями, которые указаны в СНиП 3.06.03-85:
Щебень фракции 40-70, как правило, имеет уплотнение 1,25-1,3 (если его марка не ниже М800). До М600 – от 1,3 до 1,5. Для мелких и средних классов 5-20 и 20-40 мм данные показатели не установлены, так как зачастую они используются только при расклинцовке верхнего несущего слоя из зерен 40-70.
Подробности. Пример расчета коэффициента грунтового разрыхления
Коэффициент разрыхления грунта при разработке котлована крайне важен. Применение коэффициентов остаточного и первоначального разрыхления грунта на практике можно рассматривать на примере расчетов. Можно предположить, что есть необходимость производить разработку земли для котлована углубленного ленточного основания с дальнейшим отсыпанием гравийной подушки. Земля на участке – слегка влажный песок.
Ширина у выемки должна получиться 1 метр, а длина в целом фундаментной ленты 40 метров, углубление котлована на 1.5 метра, а толщина подушки из гравия после утрамбования составляет 0.3 метра.
Итак, найдите объем котлована, а значит, и грунта в естественном виде:
Используя коэффициент первоначального грунтового разрыхления, можно определить его объем после разработки:
V1=kH*VK=1.2*60=72 м3.
При этом kЗ=1.2 является коэффициентом первоначального разрыхления земли для влажного песка, который принят по среднему значению. Получается, то объем вывоза ненужной земли составляет 72 м2.
Найдите конечный объем подушки из гравия после утрамбования:
VП=40*1*0.3=12 м3.
Найдите в таблице максимальное значение первозданного и остаточного коэффициента разрыхления для галечных и гравийных типов земли и выражает их по долям. При этом первоначальный коэффициент по разрыхлению kР=20% или 1.2, а конечный коэффициент разрыхлителя kОР=8%, или 1.08.
Вычислите объем насыпного материала для создания гравийной подушки с будущим объемом в 12 м3.
V2 = Vп ·kр/kор=12 · 1,2/1,08 = 13,33 м3.
Лабораторные исследования
Коэффициент уплотнения принято рассчитывать на основании данных лабораторных испытаний, в ходе которых массу щебня подвергают трамбовке и проверке на различных приспособлениях. Здесь существует несколько методов: замещение объемов (ГОСТ 28514-90); стандартное послойное уплотнение щебня (ГОСТ 22733-2002); экспресс-методы с использованием одного из трех типов плотномеров: статического, водобаллонного либо динамического.
Результаты получают либо сразу же, либо по истечении 1-4 дней, в зависимости от того, какой способ для исследования выбран. Стоимость одной пробы стандартного испытания составляет 2500 рублей. Всего необходимо провести не меньше пяти таких проб. Если данные нужны срочно, например, в течение дня, используют экспресс-методы по итогам отбора минимум 10 точек. Стоимость каждой точки составляет 850 рублей. Кроме того, придется оплатить выезд лаборанта на место – еще около 3 тысяч рублей. Однако без точных данных на строительстве крупных объектов не обойтись. Кроме того, солидной строительной организации необходимо наличие официальных документов, которые подтверждают соблюдение подрядчиком требований проекта.
Расчет количества на 1 куб
Расход на 1 м3 бетона рассчитывают из пропорции основных составляющих. Исходя из нужного количества, раствор замешивают из отдельных ингредиентов или на основе ПГС (песчано-гравийной смеси). По стандарту, соотношение цемента, песочных крупинок, гравийной части и жидкости составляют 1:2:4:0,5. Количественный расход цемента на 1 м3 бетона или иных ингредиентов меняется в зависимости от качества выбранных исходных продуктов смеси. Согласно показаниям строителей, вес готового куба смеси составляет 1,5—1,8 тонн. Узнать точный вес для планирования перевозки и времени для замеса можно, подсчитав сколько метров квадратных постройки необходимо залить.
Цементный компонент
Количество цемента влияет на прочность готового продукта. Выбор марки зависит от будущих нагрузок готового строения. Являясь веществом с вяжущими свойствами, количество мешков цемента строго регулируется. С увеличением марки происходит уменьшение количественного значения. Самовольно менять заданное производителем соотношение не рекомендуется. Вес одного кубометра готовой смеси зависит от нормы расхода цемента для приготовления. Качественно подобранный компонент гарантирует долговечность конструкции и отсутствие трещин на поверхности.
Щебень или гравий
Правильную консистенцию и соответствие параметрам провоцирует добавление твердых частиц. Строители используют гравий или его аналог — щебень. Рекомендуемый размер крупиц щебенки — до 70 мм. Фракции призваны заполнять мелкие сгустки воздуха в бетоне. Количество щебня в 1 кубе зависит от кг цемента. В среднем имеет место до 20 процентов от веса всех сухих компонентов. Соотношение песка и щебня в бетоне также соотносится с размером фракций. Как правило, последнего в 1,5—2 раза больше песчаных крупиц.
Песок как уплотнитель
Частицы мелкого размера призваны заполнить пустоты между щебнем или гравием. В результате получается природный уплотнитель. В кубометре бетона соотношение песка и цемента имеет вид 1:2. При необходимости в замесе со специальными характеристиками, пропорция меняется и количество частиц в составе увеличивают. Изменения требуют тщательного расчета количества на квадратный метр постройки или на кубометр жидкой смеси.
Жидкость для замеса
Норма расхода бетона М300 или М200 напрямую зависит от консистенции. Количественный норматив задается свойством конченого раствора — пластичностью. Для размешивания и соединения сухих ингредиентов используют заданное количество литров воды. В среднем ее уходит в два раза больше цемента. Техническая вода применяться не может, так как имеет в составе примеси. Жидкость добавляют в конце небольшими частями, регулируя текучесть. Строители предупреждают: перебор в количестве воды ведет к неудобствам во время работы и потере качества бетона.
Таблица разрыхления грунта.
Исходя из строительных норм и правил (СНИП), КРГ (первоначальный), показатель плотности в соответствии категории, приведены в таблице:
| 1 | Глина ломовая | 28-32 |
| 2 | Глина мягкая жирная | 24-30 |
| 3 | Глина сланцевая | 28-32 |
| 4 | Гравийно-галечные грунты | 16-20 |
| 5 | Растительный грунт | 20-25 |
| 6 | Лесс мягкий | 18-24 |
| 7 | Лесс твердый | 24-30 |
| 8 | Мергель | 33-37 |
| 9 | Опока | 33-37 |
| 10 | Песок | 10-15 |
| 11 | Разборно-скальные грунты | 30-45 |
| 12 | Скальные грунты | 45-50 |
| 13 | Солончак и солонец мягкие | 20-26 |
| 14 | Солончак и солонец твердые | 28-32 |
| 15 | Суглинок легкий и лессовидный | 18-24 |
| 16 | Суглинок тяжелый | 24-30 |
| 17 | Супесь | 12-17 |
| 18 | Торф | 24-30 |
| 19 | Чернозем и каштановый грунт | 22-28 |
| 20 | Шлак | 14-18 |
| Категория | Наименование | Плотность, тонн / м3 | Коэффициент разрыхления |
| І | Песок влажный, супесь, суглинок, разрыхленный | 1,4–1,7 | 1,1–1,25 |
| І | Песок рыхлый, сухой | 1,2–1,6 | 1,05–1,15 |
| ІІ | Суглинок, средний -мелкий гравий, легкая глина | 1,5–1,8 | 1,2–1,27 |
| ІІІ | Глина, плотный суглинок | 1,6–1,9 | 1,2–1,35 |
| ІV | Тяжелая глина, сланцы, суглинок со щебнем, гравием, легкий скальный грунт | 1,9–2,0 | 1,35–1,5 |
Существуют также вычисления коэффициента остаточного разрыхления грунта, результат определяет, насколько почва поддается осадке при слеживании, при контакте с водой или утрамбовке. В строительстве эти расчеты имеют огромное значение для определения количества необходимого материала, а также их учитывают при складировании, утилизации земли.
Вся необходимая информация представлена далее в статье:
| Наименование | Первоначальное увеличение объема после разработки, % | Остаточное разрыхление, % |
| Глина ломовая | 28–32 | 6–9 |
| Гравийно-галечные | 16–20 | 5–8 |
| Растительный | 20–25 | 3–4 |
| Лесс мягкий | 18–24 | 3–6 |
| Лесс твердый | 24–30 | 4–7 |
| Песок | 10–15 | 2–5 |
| Скальные | 45–50 | 20–30 |
| Солончак, солонец | ||
| мягкий | 20–26 | 3–6 |
| твердый | 28–32 | 5–9 |
| Суглинок | ||
| легкий, лессовидный | 18–24 | 3–6 |
| тяжелый | 24-30 | 5-8 |
| Супесь | 12-17 | 3-5 |
| Торф | 24-30 | 8-10 |
| Чернозем, каштановый | 22-28 | 5-7 |
КР по СНИП.
Коэффициент разрыхления грунта по СНИП:
- КР рыхлой супеси, влажного песка или суглинка при плотности 1.5 составляет 1,15 (категория первая).
- КР сухого неуплотненного песка при плотности 1,4 составляет 1,11 (категория первая).
- КР легкой глины или очень мелкого гравия при плотности 1,75 составляет 1,25 (третья вторая).
- КР плотного суглинка или обычной глины при плотности 1,7 составляет 1,25 (категория третья).
- КР сланцев или тяжелой глины при плотности 1,9 составляет 1,35. Плотность оставляем по умолчанию, т/м3.
Рассчитываем самостоятельно.
Допустим, вы хотите разработать участок. Задача — узнать какой объем грунта получится после проведенных подготовительных работ.
Расход щебня
Расход строительного щебня различного размера, определен дорожными нормативами. Согласно Госту 8267, при укладке подушки крупнозернистым щебнем 40 – 70 мм, необходимо использовать порядка 15м3/м, фракции 10 – 20 мм – 10м3/м и фракции 5 – 10 мм также 10 м3/м на тысячу квадратных метров площади.
С аналогичным расходом будет обустройство основания с использованием фракции 70 – 120 мм для первичного слоя. Такой расход определен величиной щебня, его размерами.
В некоторых случаях, выполняется единоразовое уплотнение щебня при использовании различных песчано – щебеночных смесей различных фракций.
Как проверить качество уплотнения щебеночных оснований?
Качество уплотнения щебеночного основания можно проверить с помощью нескольких методов:
-
Визуальный осмотр: при осмотре щебеночного основания внимательно проверьте наличие трещин, просадок, гребней, углублений и других дефектов, которые могут свидетельствовать о неправильном уплотнении. Правильно уплотненное основание должно быть ровным и гладким.
-
Использование виброплиты: виброплита — это специальное оборудование, которое используется для уплотнения щебеночного основания. Процесс уплотнения проводится путем проезда виброплиты по поверхности основания. При этом, уплотнение происходит за счет вибрации, которая помогает плотно уплотнить частицы щебня. Качество уплотнения можно оценить по показателям плотности и прочности основания.
-
Использование динамического конуса: динамический конус — это специальное оборудование, которое используется для оценки плотности щебеночного основания. Конус опускается на поверхность основания, затем измеряется глубина проникновения конуса. Чем глубже проникновение, тем ниже плотность щебня. Необходимо провести несколько замеров на разных участках основания.
-
Использование плотнометра: плотнометр — это специальное оборудование, которое используется для оценки плотности щебеночного основания. Он заключается в том, чтобы взвесить определенный объем щебня, который был ранее уложен на основание. Плотность рассчитывается по формуле: плотность = масса / объем.
Важно отметить, что качество уплотнения щебеночного основания зависит от многих факторов, включая тип и размер частиц щебня, тип грунта, условия окружающей среды и т.д. Поэтому, для более точной оценки качества уплотнения рекомендуется обратиться к специалистам в этой области.
Видео. УШП .Проверка плотности грунта пенетрометром БелдорНИИ Д-51/BeldorNII D-51
