Коэффициент уплотнения грунта, песка и щебня: разбор основных аспектов.

Мы осуществляем измерение коэффициента уплотнения грунта, песка и щебня, а также определяем плотность грунтов при проведении работ по укладке дорожного покрытия, восстановлению засыпок траншей и котлованов, а также в рамках благоустройства территорий. Наши услуги охватывают всю территорию Российской Федерации.

Ниже приведена сравнительная таблица по стоимости и срокам выполнения работ:

* Если в проекте указана требуемая плотность после уплотнения, тогда возможно посчитать степень уплотнения щебеночного основания (коэффициент уплотнения).

Контроль степени уплотнения нормируется:
— СП 45.13330.2012;
— Руководство по сооружению земляного полотна автомобильных дорог;
— ТР 73-98 Технические рекомендации по технологии уплотнения грунта при обратной засыпке котлованов, траншей, пазух;
— СП 121.13330.2012 Аэродромы. Актуализированная редакция СНиП 32-03-96.

Требуемое значение коэффициента уплотнения песка или грунта регламентируется действующими нормативными документами в зависимости от объекта или отдельно указывается в проекте. Если этих данных нет, можно воспользоваться таблицей М.2 СП 45.13330.2012:

Тип грунта	Контрольные значения коэффициента уплотнения при нагрузке на поверхность уплотненного грунта, МПа, при общей толщине отсыпки, м
	0,05-0,2	Св. 0,2
до 2			св. 6	до 2			св. 6	до 2			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
Примечание — Коэффициентом уплотнения называется отношение достигнутой плотности сухого грунта к максимальной плотности сухого грунта, полученной в приборе стандартного уплотнения по ГОСТ 22733.

Определение степени уплотнения грунта, песка или щебня проводится в рамках контроля выполнения земляных работ и проверки соответствия показателей уплотнения проектным значениям. Измерения проводятся в основании котлованов и траншей, в том числе при их обратной засыпке, а также при строительстве автомобильных и железных дорог. В процессе работ определяется коэффициент уплотнения, который показывает степень соответствия фактической плотности максимальной плотности, до которой можно уплотнить грунт (метод стандартного уплотнения по ГОСТ 22733-2016).

Пример определения степени уплотнения грунта.

Допустим, максимальная плотность скелета грунта 1,95 г/см3 (т/м3), а плотность скелета грунта после уплотнения на объекте 1,88 г/см3 (т/м3). Разделим фактическую плотность на максимальную и найдем коэффициент уплотнения: Купл= 1,88/1,95=0,96.

В проектах часто нормируется не степень уплотнения грунта (указан не коэффициент уплотнения), а плотность скелета грунта (г/см3 или т/м3). В этом случае необходимо определить фактическую плотность и влажность грунта на объекте и вычислить требуемую плотность скелета грунта.

Значения коэффициента уплотнения грунта или песчаного основания «примеряют» к нормируемым проектом, ГОСТ или СНиП значениям‚ чаще всего равным 0‚95 (низ земляного полотна) или 0‚98–1‚0 (верх земляного полотна и подстилающий слой).

Экспресс методы определения коэффициента уплотнения грунта, песка, щебня

Распространены 3 экспресс метода определения коэффициента уплотнения грунта: с использованием плотномеров-пенетрометров статического, динамического типа, а также баллонных плотномеров. При определении уплотнения грунтов экспресс методами все измерения проводятся на стройплощадке, по результатам которых оформляется заключение.

В нашей строительной лаборатории используются все три экспресс метода определения степени уплотнения грунтов, песка и щебня.

Статические плотномеры используются для оперативного контроля степени уплотнения песка или грунтового основания при строительстве. Применяются для определения степени уплотнения песчаных и глинистых грунтов с содержанием включений размером крупнее 10 мм не более 15%. Приборы обеспечивают достоверные измерения в диапазоне 0,9 — 1,0 от максимальной стандартной плотности, определяемой по ГОСТ 22733 «Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности».

При использовании данных приборов, степень уплотнения грунтов оценивают по показателю удельного сопротивления пенетрации, рассчитанному по величине прилагаемого усилия при заглублении рабочего наконечника. В зависимости от установленного вида грунтов при сборке плотномера используется конус (несвязные грунты) или усеченный конус (суглинок).
Степень уплотнения определяется отклонением стрелки индикатора, возникающим при деформации динамометрического кольца. Фактическое значение степени уплотнения определяется исходя из полученных результатов замеров по прилагаемой к прибору таблице с учетом типа грунта.
При использовании статических плотномеров для контроля плотности не менее 10% проб необходимо выполнять стандартным весовым методом – кольцами согласно «Руководству по сооружению земляного полотна автомобильных дорог».
В процессе контроля качества уплотнения основания для испытаний выбираются площадки размером не менее 20*20 см. Верхний переуплотненный или разрыхленный слой на глубину 3-5 см снимается, а основание зачищается и выравнивается.
Плотномер ставят вертикально к измеряемой поверхности и нажимом на рукояти погружают наконечник в грунт до упора основания ограничительной муфты в поверхности грунта, после чего плотномер извлекается из грунта, а показание по шкале силоизмерителя записывается в журнал.
Пенетрация статическим плотномером в каждой точке выполняется по 3-5 раз. Расстояние между точками измерения составляет не менее 15 см.
Фактический коэффициент уплотнения песка определяется по значениям показаний силоизмерителя плотномера и соответствующим тарировочным графикам, приведенным в паспорте статического плотномера.
Статические плотномеры применяются для оперативного контроля качества уплотнения грунтовых искусственных оснований (слой песка разной крупности) различных сооружений (основания полов, фундаментов, слои дорожных одежд и т.д.) при строительстве объектов.

Также активно применяется динамический плотномер Д-51А. Он, как и статический, используется для оперативного контроля степени уплотнения грунтов с содержанием частиц не крупнее 2 мм. Метод динамического зондирования основан на определении сопротивления грунта погружению зонда (штанги с коническим наконечником) под действием ударов груза постоянной массы, свободно падающего с заданной высоты.

Определение степени уплотнения щебня

Прибор БПД-КМ является плотномером водобаллонного типа, измеряющим объем лунки с последующим определением фактической плотности после взвешивания материала, взятого из лунки. Предназначен для контроля качества уплотнения щебеночных и гравийных оснований и покрытий из смесей, зерновой состав которых отвечает требованиям ГОСТ 25607-94. Определение плотности сложения грунта осуществляется по общепринятым методикам в соответствии с ГОСТ 28514-90 «Определение плотности грунтов методом замещения объема». Плотность сложения испытываемого слоя определяется с точностью до 0,01 г/см3.

Стандартное уплотнение, как метод контроля степени уплотнения грунтов

В случае применения стандартного способа с обязательным отбором проб грунтов с уплотняемого слоя, отобранные пробы анализируются в лабораторных условиях, т.е. делается стандартное уплотнение, проводится определение максимальной плотности при оптимальной влажности по ГОСТ 22733-2016. Исходя из полученных данных, вычисляется коэффициент уплотнения. Данный метод более точный, но длительный по времени, поэтому он используется как заверочный в случае применения экспресс методов. Если при использовании экспресс методов на все работы уходит 1-2 дня, то на лабораторные испытания и определения уплотнения грунтов методом стандартного уплотнения — до 3-5 дней. Результаты, полученные в результате, позволяют дать рекомендации для повышения плотности при низкой степени уплотнении.

Как определить коэффициент уплотнения?

Коэффициент уплотнения (также известный как коэффициент компактности) используется для определения степени уплотнения грунта. Он определяется отношением плотности грунта в уплотненном состоянии к его естественной плотности.

Существует несколько методов для определения коэффициента уплотнения, но наиболее распространенный из них — это метод проб с ударом.

Для определения коэффициента уплотнения по методу проб с ударом необходимо выполнить следующие шаги:

1. Подготовьте две пробы грунта. Одну пробу должны быть взята из области, где грунт естественно расположен, а другую — из области, где грунт уплотнен (например, с помощью трамбовки или виброплиты).
2. Измерьте массу каждой пробы и определите объем каждой пробы путем помещения ее в цилиндр с известным диаметром и высотой, затем измерения объема воды, которую она вытесняет.
3. Рассчитайте плотность каждой пробы путем деления ее массы на ее объем.
4. Сравните плотность уплотненной и естественной проб грунта. Рассчитайте коэффициент уплотнения, поделив плотность уплотненной пробы на плотность естественной пробы.

Коэффициент уплотнения может быть выражен как число или процент. Если полученное значение коэффициента уплотнения больше 1, это означает, что грунт уплотнен, а если значение меньше 1, то грунт не уплотнен. Оптимальный коэффициент уплотнения зависит от типа грунта и технических требований конкретного проекта.