Коэффициент уплотнения грунта
Песок, щебень и другие материалы широко используются при возведении и строительстве любых объектов. В процессе работ их утрамбовывают и вычисляют коэффициент уплотнения грунта (Кcom). Этот показатель известен не всем. Разберемся, почему он важен и как его рассчитать.
Коэффициент уплотнения грунта – это отличие показателей между насыпью материала и после трамбовки. Указывает он на уменьшение объема насыпи после усадки песка или другого материала. Поскольку песочная или любая другая насыпь зернистая , то между зернами образуется пространство. Собственно, оно и определяет тот занимаемый материалом объем.
Измерения осуществляются с помощью ГОСТ и СНиП. В документах указаны существующие нормы.
Применение физвоздействия позволяет улучшить прочность любой конструкции, в том числе и фундамента, поэтому выполняться трамбовка же может как с помощью техники, так и вручную.
Наиболее популярный вариант – вибрационная трамбовка. Она основывается на воздействии ударов на материал и позволяет выполнить трамбовку в самой толще насыпи.
Также часто используется статическое уплотнение: осуществляется с помощью механического катка. Эта технология подходит не для всех строительных работ, так как утрамбовывается лишь верхний слов, а нижний остается неизменным.
Почему важно знать коэффициент уплотнения грунта?
Несущая способность, а также водонепроницаемость напрямую зависит от того, насколько качественно утрамбован грунт. При этом прочность грунта значительно увеличивается (до 20%). При некачественном уплотнении может быть просадка почвы, что повлечет за собой дополнительные затраты на ремонт и содержание строения. Именно поэтому важно грамотно подходить не только к строительству, но и расчетам. Кроме того, этот коэффициент уплотнения поможет:
- Подобрать оптимальный материал с учетом особенностей грунта и других критериев.
- Рассчитать нужный объем бетона для определенного объекта. Например, при покупке бетона М500, стоимость которого немалая, важно произвести точные расчеты, так как недостаток или излишки материала могут вылиться в немалые финансовые затраты.
- Проверить объем материала, доставленного на объект.
- Проанализировать и вычислить усадку грунта, что особенно важно в процессе строительства фундамента.
Как рассчитать коэффициент уплотнения?
Проще всего сделать это из ГОСТ или СНиП, так как показатели уже вычислены и обозначены специалистами. Например, усадка щебня составляет 1,1, а смеси из песка и гравия – 1,2. Все эти показатели задокументированы, поэтому вам останется лишь изучить их.
Также коэффициент уплотнения можно определить в лаборатории. Изначально замеряется вес и объем насыпки. После прессования вновь производятся замеры и определяется максимальная плотность.
Опытные специалисты используют для вычисления формул Ку=pd/pdmax.
Заключение
Вовсе неважно, как будет определяться коэффициент уплотнения. Важно знать его, чтобы понимать и контролировать все строительные процессы, правильно рассчитать расход бетона М500 или любой другой марки.
Определение коэффициента уплотнения грунта
Помимо данного метода определения коэффициента уплотнения, в многопрофильной научно-исследовательской организации НИЛ «СТРОЙМАТЕРИАЛЫ» применяются и другие способы измерения характеристик грунтов. В том числе возможно применение метода режущего кольца. Этот метод является одним из самых удобных для определения плотности грунтов, однако может применяться не для всех типов почвы. В основном этот метод используется в определении плотности немерзлых глинистых и песчаных грунтов.
Методика определения коэффициента
Отбор проб грунта для того, чтобы провести определение коэффициента уплотнения грунта, проводится отдельно для каждого слоя уплотнения. Это помогает определить плотность грунта в скелете и рассчитать коэффициент плотности.
На подготовительном этапе работ выбирают подходящее для забора проб режущее кольцо. Такие кольца изготавливаются из стали с антикоррозийным покрытием или из материалов, которые не уступают такому варианту по прочностным характеристикам. Выбранное для взятия кольцо измеряют, вычисляя его объем с большой точностью. Также измеряют и взвешивают металлические пластинки, применяемые для закрытия кольца.
После подготовительного этапа начинается непосредственно процесс взятия пробы. Кольцо, обработанное изнутри смазкой, вдавливают в почву винтовым прессом или вручную через насадку, следя за отсутствием перекосов и полным заполнением кольца. После этого почву вокруг образца убирают, образец срезают ножом, зачищают, закрывают пластинками и взвешивают. Плотность грунта вычисляют по определенной формуле, после чего лабораторными испытаниями с высокой точностью определяют ряд других технических показателей, в частности, влажность грунта, плотность сухого грунта и коэффициент уплотнения.
Также эффективный метод определения плотности грунта – путем использования плотномеров. Он применяется для оперативного измерения плотности грунта на определенных участках стройплощадок без необходимости проводить забор образцов грунта. Этот косвенный метод определения плотности грунтов в работе использует принципиально отличный от предыдущих описанных метод замеров. Метод определения плотности основан на замерах сопротивления грунта при погружении в него зонда. Рабочая часть прибора плотномера погружается в почву под действием ударов груза, который свободно падает с большой высоты. Такой метод предназначен для ускоренного контроля плотности грунтов в зоне строительных работ.
Для определения того, какой именно метод подходит для конкретного случая, почвы и обстоятельств, необходимо проконсультироваться с нашим экспертом по услуге. При выполнении работ мы используем современное поверенное оборудование, включая баллонные, статические и динамические плотномеры. Испытания проводятся опытными дипломированными специалистами в лабораторных условиях или непосредственно на объекте заказчика.
Определение коэффициента уплотнения грунтов ускоренным (экспресс) методом
Коэффициент уплотнения грунта – это безразмерный показатель, исчисляющийся как отношение фактической плотности грунта к его максимальной. При устройстве слоя основания из песка, песчаных подушек под фундамент, оснований фундамента или при обратной засыпке грунт необходимо уплотнять, иначе, со временем, он будет самоуплотняться, тесть слеживаться под собственным весом и весом здания, появится просадка.
Плотность грунта – один из основных показателей физических характеристик, поэтому ее исчисление будет считаться залогом качественного возведения объекта. Изучению подлежит вычисление сопротивления, плотности и максимальное удельное давление, которое он силе выдержать. Результатом лабораторных исследований станет выявление плотности. Получение таких данных поможет определить, пригоден ли грунт для строительства на нем того или иного здания.
Оптимальный коэффициент уплотнения колеблется в районе 0,94 – 0,98. Нормативы по обозначенному коэффициенту предусмотрены ГОСТом, строительными нормами и правилами. Отклонения от требуемого значения коэффициента уплотнения в сторону уменьшения допускаются не более чем в 10% определений от их общего числа и не более чем на 0,04.
Для определения точных показателей на месте, где будет строиться объект, прибегают к использованию приборов в виде плотномеров, типа статического действия модель В-1.
Коэффициент уплотнения грунта оценивается по усилию, прилагаемому к рукояткам плотномера при заглублении наконечника в грунт на длину его рабочей части. Коэффициент уплотнения грунта определяется максимальным отклонением стрелки индикатора, возникающим при деформации динамометрического кольца.
Прибор имеет 4 съемных наконечника, различающиеся диаметром основания и предназначенным для различных типов грунта.
Порядок действия работ:
1) Первым делом необходимо подготовить прибор: собрать все комплектующие, присоединить к штанге наконечник №3, установить индикатор в кронштейн и произвести его настройки, проверить прибор при помощи деревянного бруска.
2) Затем на контролируемом участке подготавливают 3-5 площадок размером 20х20 см, снимают верхний слой грунта толщиной 3-5 см для глинистых и 8-10 см для песчаных грунтов (при уплотнении катками до 10 тонн), 10-20 см (при уплотнении катками от 10 до 20 тонн).
3) Устанавливают вертикально плотномер, поворотом шкалы совмещают большую стрелку индикатора с нулевым делением и, прикладывают усилие к рукоятке, заглубляя наконечник на всю его длину с постоянной скоростью. Время погружения должно составлять 10-12 секунд, в процессе заглубления необходимо зафиксировать максимальное отклонение стрелки.
4) На одной площадке выполняют 3 замера, с расстоянием между соседними точками более 7см. Разница между показаниями не должна превышать 5 делений шкалы.
5) В случае, когда лаборант не в состоянии создать усилие необходимое для погружений наконечника №3 на всю его рабочую длину, его меняют на наконечник №2 при этом показания индикатора увеличивают в 2 раза. Если при проведении испытания показания индикатора составляют менее 20 делений, то наконечник № 3 меняют на №4, и значения показаний уменьшают в 1,5 раза.
6) Результаты испытаний заносят в журнал операционного контроля и вычисляют по ним среднеарифметическое значение показателей, по которым затем при помощи таблицы получают значения фактического коэффициента уплотнения.
7) После анализа всех данных оформляется протокол определения коэффициента уплотнения.
Коэффициент уплотнения как рассчитать
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.
Рис.3. Набор колец для определения плотности грунта
Итак, перед нами стоит задача: определить коэффициент уплотнения грунта на определённом участке.