Определение коэффициента уплотнения грунта для измерения плотности — статья на.

Для подготовки к строительству проводят специализированные исследования и испытания, направленные на оценку пригодности участка для будущей застройки. Производят взятие образцов грунта, определяют уровень грунтовых вод и изучают другие особенности почвы, которые помогают определить возможность (или невозможность) начала строительных работ. Можно упомянуть «коэффициент уплотнения грунта» в ходе рассмотрения данной темы.

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.

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.

«При проведении расчёта и определения уплотнения коэффициента грунта, нужно помнить, что для насыпной категории плотность будет меньше, чем для аналогичных характеристик утрамбованной почвы.»

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.

Как определяется?

Формула для расчета:

,

• первый параметр — отношение массы грунта (с учетом массы воды в его порах), к занимаемому этим грунтом объему (г/см3);
• второй параметр — отношение массы грунта (за вычетом массы воды и льда в его порах) к его первоначальному объему (г/см3).

Максимальная плотность определяется в лабораторных условиях с помощью метода стандартного уплотнения. Грунт помещают в цилиндр и сжимают его, нанося удары падающим грузом.

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).

Результаты работ

Коэффициент уплотнения, полученный в ходе исследований, является основной для выявления несущей способности почвы. Таким образом, с помощью данного показателя производится оценка пригодности участка для возведения проектируемого сооружения. Полученный результат сравнивают с допустимыми нормативами и требованиями проекта.

Важно знать!

Для масштабных проектов, которые оказывают существенную нагрузку на грунт, наряду с определением несущей способности, обязательно осуществляют расчет значений по предельным деформациям.

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.

Стоимость работ

Эксперты «Гектар Групп» проведут необходимые исследования и предоставят достоверные данные, которые исключат необходимость переделок на этапах проектирования и строительства.

Стоимость определения коэффициента уплотнения грунтового покрытия рассчитывается индивидуально в каждом конкретном случае.
Оставьте заявку на сайте или свяжитесь с нами любым удобным способом, чтобы получить бесплатную консультацию инженера-геолога «Гектар Групп». Мы оперативно рассчитаем стоимость проверки уплотнения почвы на вашем объекте.

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.

Для чего требуется знать КУ?

Знать данные о показателях уплотнения для материалов сыпучего типа следует, чтобы:

• Контролировать, действительно ли вам привезли столько материала, сколько вы и заказали.
• Купить правильное количество отсева, песка, щебня для того, чтобы засыпать котлован, канавы или ямы.
• Рассчитать вероятную грунтовую усадку при закладывании фундамента, прокладывании дорог или тротуарной плитки.
• Правильно рассчитывать число бетонной смеси для заливания фундамента и перекрытий.

Далее рассмотрим каждый из способов по отдельности.

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.

Плодородный грунт — земля с богатым составом

Такой грунт относится к растительному виду, обогащенному различными добавками: песок, торф, перегной и т.п., которые способствуют быстрому и качественному росту растительных культур. По своему составу плодородный грунт должен соответствовать некоторым требованиям:

• быть насыщенным макро и микроэлементами;
• иметь нейтральную кислотность;
• по структуре — комковатый;
• отлично пропускать через себя воздух и воду.

Благодаря этим качествам, плодородный грунт широко используют растениеводческие предприятия, фермеры, агротехнические компании. Ценят его за достаточно хороший состав, который способствует значительному повышению качества почвы, а также цена на плодородный грунт очень доступна. Растения в такой среде постоянно получают питание, следовательно, каждая стадия роста проходит без проблем, что ни может не радовать агронома.

Состав грунта

Для каждого вида растения возможен индивидуальный подбор полезных составляющих. Наша предлагает купить плодородный грунт с вашими корректировками по составу. Если вы не знаете чего и сколько надо, то наши специалисты подберут необходимое процентное соотношения компонентов.

Чаще всего берут грунт с классическим составом:

• Песок — 20%;
• Чернозем — 30%;
• Торф — 50%.

К этим компонентам добавляют минералы и воду.

Совет! Пойменная земля, обладающая высокими характеристиками, верхний слой почвы с луга или поля отлично подходит для основы состава плодородного грунта. Но чтобы этот плодородный состав работал на вас, необходимо перед его засыпкой провести расчет коэффициента уплотнения грунта.

2.1. Понятия и определения

2.1.1. Требуемый объем песка природного сложения в сосредоточенных резервах или карьерах ,когда он согласно транспортной схеме используется непосредственно для устройства конструктивных элементов земляного полотна (насыпь или дополнительные подстилающие слои дорожной одежды), следует определять по формуле

где — геометрический объем грунта устраиваемого конструктивного элемента (земляное полотно, дополнительный подстилающий слой) в уплотненном состоянии;

коэффициент относительного уплотнения (отношение требуемой плотности (скелета) сухого грунта в конструктивном элементе к плотности (скелета) сухого грунта в источнике получения.

Требуемый объем песка, исчисляемого и транспортных средствах (автомобили-самосвалы, железнодорожные полувагоны и т.п.), когда он находится в разрыхленном состоянии, следует рассчитывать по формуле

где — геометрический объем грунта устраиваемого конструктивного элемента земляного полотна в уплотненном состоянии (при требуемой плотности);

Коэффициент относительного уплотнения (отношение требуемой плотности сухого (скелета) песка в конструктивном элементе к насыпной плотности сухого грунта, определяемой при естественной влажности в стандартной 10-литровой емкости по ГОСТ 8736-93 .

2.1.2 Требуемое количество песка можно рассчитывать по объему или по массе. В первом случае обмер производят либо путем регулярной геодезической съемки вырабатываемого источника получения материала, либо непосредственно в транспортных средствах (железнодорожных вагонах, автомобилях, баржах и т.п.).

При расчете по массе отгружаемый материал в вагонах или автомобилях взвешивают на железнодорожных или автомобильных весах. В соответствии с ГОСТ 11830-66 массу указывают в транспортной накладной.

Количество песка, поставляемого на баржах или судах определяют по осадке последних.

2.1.3 Количество песка пересчитывают из единиц массы в единицы объема и наоборот по значению насыпной плотности песка, определяемой при влажности материала во время отгрузки, в соответствии с ГОСТ 8735-88 . Насыпная плотность и влажность строительного песка указываются в паспортах на каждую отгружаемую партию.

2.1.4 . Для приведения объема песка, поставляемого в нагоне или автомобиле, к объему в уплотненном состоянии, т.е. в конструктивном элементе, полученный исходный объем умножают на коэффициент относительного уплотнения. Последний зависит от зернового состава и влажности материала, способа погруз ки и дальности возки.

2.1.5 .При разработке проектных решений коэффициент относительного уплотнения следует назначать в зависимости от требуемой плотности материала и конструктивном элементе или его соответствующем горизонте (СНиП 2.05.02-85 , табл. 22) ориентировочно:

При исчислении объемов, поставляемых из промышленных карьеров в транспортных средствах, — согласно СНиП 4.02-91 ; 4.05-91 ;

При использовании песков естественной плотности в источнике получения — по СНиП 2.05.02-85 .

2.1.6. В тех случаях, когда ПОС и ППР предусматривают отсыпку элементов земляного полотна, дополнительных подстилающих слоёв в зимний период (непосредственно или через промежуточные накопленные объемы — штабели) объемы песков, исчисляемые в транспортных средствах, необходимо увеличивать на соответствующие коэффициенты, приведённые в настоящей Методике.

2.1.7 .Дополнительные объёмы грунта, связанные с потерями при транспортировке, в зависимости от способа и дальности возки в соответствии со СНиП 3.02.01-87 следует принимать равными

0,5% — при дальности возки до I км;

1% — при большей дальности.

Допускается принимать больший процент потерь при достаточном обосновании и совместном решении заказчика и подрядчика, потребителя и владельца карьера.

2.1.8. Для определения коэффициента относительного уплотнения необходимы следующие исходные данные:

Коэффициент уплотнения и плотность грунта конструктивного элемента;

Стандартная максимальная плотность и оптимальная влажность материала;

Насыпная плотность.

В лаборатории для каждого однородного горизонта устанавливают средние значения плотности грунта (r ), плотности (скелета) сухого грунта (r d )и влажности (W ).

Расхождения между результатами определений для каждого однородного горизонта не должно превышать:

± 0,04 г/см 3 — для r и r d ;

± 0,6% — для W .

2.2.12. По результатам лабораторных определений плотности (скелета) сухого грунта и выявленной в процессе обследования мощности каждого однородного горизонта рассчитывают средневзвешенную плотность (скелета) сухого фунта в карьере или резерве по формуле

,

где p i — среднее значение плотности сухого (скелета) грунта для каждого однородного горизонта песчаного грунта, выделенного визуально;

h i — мощность каждого однородного отдельно выделенного горизонта песка, см.

2.2.13. Пробу песка нарушенного сложения в лаборатории высушивают до воздушно-сухого состояния, а затем методом квартования из нее последовательно выделяют две отдельные пробы массой 2000 и 2500 г для определения соответственно зернового состава по ГОСТ 8735-88 или ГОСТ 12536-79 , максимальной плотности и оптимальной влажности по ГОСТ 22733 -77. Испытание по определению зернового состава песка должно предшествовать испытанию для установления максимальной плотности и оптимальной влажности.

2.2.14. По данным зернового состава определяют модуль крупности и группу песка по крупности согласно ГОСТ 8736-93 или его тип согласно ГОСТ 25100-95 .

2.2.15. Стандартную максимальную плотность песка при уплотнении следует принимать в зависимости от формы кривой стандартного уплотнения и крупности песка:

Кривая зависимости r d от влажности (W ) выражена горизонтальной линией без заметного пика, то максимальной плотности будет соответствовать первая наивысшая точка на горизонтальном участке кривой, а оптимальной влажности влажность, соответствующая данной точке;

Если кривая зависимости p d грунта от влажности W имеет характерный пик (причем в небольшом диапазоне влажности), предшествующий началу отжатия воды, что характерно для испытания однородных по зерновому составу песков (степень неоднородности по ГОСТ 25100-95 менее 3), то за максимальную плотность следует принимать не наивысшую точку графика, а точку слева от максимума, соответствующую значению влажности, уменьшенной на 1% для крупных, средних и мелких песков и на 1,5% — для очень мелких и остальных типов песков.

2.2.16. Коэффициент относительного уплотнения песка в зависимости от требуемой плотности грунта в конструктивном элементе определяют по формуле

где — требуемая плотность (скелета) сухого грунта в конструктивном элементе; устанавливается на основе лабораторных определений максимальнойплотности по ГОСТ 22733 -77 и требуемого коэффициента уплотнения по СНиП 2.05.02-85 ;

Средневзвешенная плотность (скелета) сухого грунта и карьере (резерве) природного сложения.

С учетом требуемого коэффициента уплотнения песка K mp в конструктивном элементе земляного полотна или подстилающем слое основания дорожной одежды значение требуемой плотности (скелета) определяется по формуле

.

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.

Видео. Динамический плотномер Д-51 — Секреты УШП