Методика определения коэффициента относительного уплотнения песков

Методика определения коэффициента относительного уплотнения песков

При выполнении строительных или дорожных работ с применением земляных работ, подрядчик предполагает внедрение картограммы, которая учитывает коэффициент запаса на уплотнение песка. Для каких производственных и технологических целей предназначено данное действие? Принципиальная сущность материала (песок, гравий, щебень, керамзит и т.д.) позволяет определить величину соотношения плотности имеющегося сыпучего вещества и его максимальной величины плотности. Эталонные фиксированные значения, которые предназначены для методики определения коэффициента относительного уплотнения песка, рекомендуется искать в соответствующих официальных нормативных положениях регламентах. В качестве официальных эталонных расчётов допускается использование документов:

  • ГОСТ 8736-93;
  • ГОСТ 7394-85;
  • ГОСТ 25100-95;
  • СНиП 2.05.02-85.

Согласно нормативным положениям в проектной официальной документации допускается применение особых параметров коэффициента уплотнения (Купл) для определённых видов строительных, производственных и дорожных работ.

Для потребителей и производственников представлена технологическая таблица, в которой допускается применение рекомендованного параметра расчётов:

Тип производственных работ Коэффициент расчёта (Купл)
Вторичный этап засыпки для технологических производственных котлованов 0,95
Наполняемость производственных ячеек, пазухов 0,98
Для режима обратной технологической засыпки 0,98
Для проведения производственных задач для траншей, технологических канав вдоль трассы 0,98-1

Для определения коэффициента уплотнения песка используют первоначальные параметры так называемого условной величины параметра «скелета» вещества. По своему типовому значению, это сплошная твёрдая часть аналитического материала, которая имеет различные параметры по фактическим данным влажности готового материала и степень допустимой рыхлости. При реальном расчёте степень уплотнения песка рассчитывается по показателям зависимости объёмной массы имеющихся в твёрдом состоянии частиц в веществе (в нашем случае аналитический песок), который бы приобрёл в том случае, если всю площадь заняла жидкость (вода).

Для определения реального значения Купл, используется лабораторная система испытаний и расчёта, например для карьерного материала, речного, морского, используемого в работе проводят испытания, и составляется протокол испытания уплотнения песка. В итоге испытания, в процессе лабораторных действий добавляют влагу, для определения точного Купл.

Как определяется Купл в процессе добычи материала?

Некоторые заказчики требуют от производителей материала предоставить данные по коэффициенту уплотнения в самом начале добычи материала, и важным фактором расчёта данных является послойное уплотнение песка. Ниже приведены варианты уплотнения по региональным параметрам:

Уровень разработанного слоя земляного полотна

Облегчённый или переходной тип покрытия

При помощи этих данных можно с лёгкостью произвести измерение уплотнения песка прибором. Вместе с этим, необходимо помнить, что в конкретной ситуации потребуется учитывать воздействие дополнительных параметров на грунт, (как в одну сторону, так и в другую-большую или меньшую величину показателя).

Как изменить плотность прибором?

В лабораторных условиях используют специальный прибор в виде металлического кольца и металлического стрежня. Полное название прибора определения коэффициента уплотнение и плотности песка — пикнометр.

Возьмём, к примеру, из аналитической партии примерно 30 кг вещества. Просеиваем материал через специальное сито, с диаметром ячейки в 5 мм. Высушиваем материал и доводим его до комнатной температуры. На сайте интернет-журнала «О спецтехнике» можно ознакомиться с дополнительными методами определения коэффициента плотности.

Далее мы перемешиваем аналитический материал и разделяем на 2 равные части. Взвешиваем пикнометром каждую часть материала и заполняем образец протокола испытания уплотнения песка. Добавляем в пикнометр примерно 2/3 части дистиллированной воды на весь объем испытуемой партии. Содержимое прибора перемешиваем и помещаем в песчаную готовую тару в виде ванны, которая расположена под определенным наклоном.

Для того чтобы удалить воздух, необходимо прогреть или прокипятить содержимое примерно на 15-20 минут. После этого, пикнометр должен остыть до комнатной температуры, и после этого очищаем его. Теперь нам нужно долить до нужного уровня объёма остатки дистиллированной воды и проводим окончательное взвешивание.

После этого, в протоколе потребуется занести расчётные данные проверки уплотнения песка, исходя из формулы:

P = ((m – m1)*Pв) / m-m1+m2-m3, где:

  • m – вес пикнометра после наполнения веществом, г;
  • m1 – масса пустого прибора пикнометра, г;
  • m2 – вес прибора из расчёта прибор + дистиллированная вода, г;
  • m3 – масса прибора с добавлением дистиллированной воды и вещества (песка), при этом после очистки исследуемого вещества от имеющихся пузырьков воздуха;
  • Рв – плотность воды

Далее необходимо провести опытные испытание несколько раз. Каждое испытание заносится в протокол данных, при этом отклонения должны быть не более 0,02 грамм на кубический сантиметр.

В некоторых случаях, в лабораторных испытаниях могут возникнуть большие расхождения, тогда необходимо вывести среднее арифметическое число показателей данных по протоколу.

Сколько раз нужно проводить испытания?

«Более точные показатели протокола исследований могут вам указать верный путь для расчёта затратной части применения грунта для строительных и дорожных работ.»

Имея смету проекта, вы можете сопоставить данные протокольной части и рассчитать необходимый блок финансовых затрат при использовании песка в рабочем производственном цикле.

Кроме этого, есть обязательное требование по ГОСТ и СНиП, где указан точный аналитический расчёт каждой партии, так:

  • Для партии меньше чем 350 тонн, необходимо провести 10 измерений.
  • Для партии песка 350-700 тон, необходимо провести от 10 до 15 испытаний.
  • Для партии песка свыше 700 тонн, нужно провести не менее 20 проб.

Данные протокола испытаний являются основой для сметной документации, где можно точно определить финансовые затраты по уплотнению песка для определённых характеристик производственных работ в строительном сегменте или в дорожном секторе.

Все об уплотнении песка: сущность и цели, проверка, расчет коэффициента, нормативные значения

Приложение вибрационной или статической силы к сыпучему материалу – уплотнение песка – имеет целью увеличение показателей прочности каждого слоя и предотвращение усадки в ходе эксплуатации. Эта методика наиболее востребована в дорожном строительстве, в процессе ландшафтных и фундаментных работ, при возведении дамб и насыпей.

Необходимость уплотнения грунта

Качество уплотнения грунта оказывает прямое влияние на несущую способность материала, уровень его водонепроницаемости. Увеличение интенсивности воздействия на 1% вызывает усиление прочности сырья на 10-20%. Некачественное уплотнение может вызвать просадку грунта, что станет причиной дорогостоящего ремонта сооружения, увеличения расходов на его содержание.

Трамбовка грунтов бывает вибрационной и статической. В первом случае вибрация образуется благодаря движению эксцентрикового груза: частицы в результате ударов обретают максимально плотное состояние, воздействие проникает в толщу материала. Данный способ повсеместно распространен ввиду высокого качества результата. Статистическое уплотнение производится под собственным весом, здесь верхний слой препятствует трамбовке нижних, что не всегда уместно во время строительных работ. К данной процедуре привлекаются катки, функционирующие на пневматических шинах либо гладких вальцах.

Песок может достигнуть максимальной плотности либо в абсолютно водонасыщенном, либо в полностью сухом состоянии. Но этот материал проявляет высокие дренирующие свойства, благодаря которым достаточная утрамбовка может быть выполнена при любом проценте содержания влаги. Но здесь нужно учитывать, что примеси ухудшают способность к выводу воды, материал становится более пластичным, что сказывается и на способности к уплотнению.

Области применения трамбовки

Чаще всего методика используется в дорожных работах, при возведении фундаментов зданий, во время прокладки железных дорог, в ходе строительства портов и аэропортов.

Для оптимизации несущей способности автодорожного полотна и продления его эксплуатационного ресурса практикуется уплотнение всех прослоек, начиная с насыпи. Основание и подстилка отвечают за жесткость дорожного «пирога», поэтому их трамбовке уделяется особое внимание.

Качество фундамента определяет срок службы и устойчивость построек, добросовестность его исполнения особенно важна в зонах с непрочными грунтами. Песок в совокупности с другими сыпучими материалами здесь используется для создания дренажной подушки, к ее формированию в обязательном порядке привлекается уплотнительная спецтехника.

В отношении крупных инфраструктурных проектов, таких как порты и аэропорты, предъявляются повышенные требования к качеству используемых материалов. В подобных условиях трамбовка применяется не только в ходе возведения зданий и инфраструктурных объектов, но и при обустройстве взлетно-посадочных полос, причалов.

Проверка уплотнения и ее основная цель

Вычисление и учет интенсивности уплотнения оправданы не только в узких отраслях строительства, точные данные нужны во всех областях хозяйственной и коммерческой деятельности, связанных с применением песка. Коэффициент уплотнения значим в отношении всех сыпучих материалов, в частности, для грунта, песка, гравия.

Наиболее точный метод проверки уплотнения – весовой, но он не получил широкого распространения из-за отсутствия в общем доступе оборудования, способного измерить массу больших объемов сырья. Альтернативный вариант – объемный учет, но в этом случае появляется необходимость в вычислении уплотнения на всех стадиях использования песка: после добычи, при хранении, во время транспортировки, на объекте конечного потребителя.

Значение показателя коэффициента уплотнения

Потребность в определении точных показателей плотности песка появляется в ходе его транспортировки, заполнения емкостей и котлованов, трамбовки, расчета пропорций для замешивания строительных растворов. Коэффициент уплотнения – это базовый учитываемый показатель, он иллюстрирует:

  • уменьшение объемов материала по итогам транспортировки;
  • степень соответствия укладываемых прослоек отраслевым нормативам.
Читайте также  Какой песок лучше для штукатурки стен?

Рекомендуемые значения прописываются в проектной документации, они определяются видом выполняемых работ, типом возводимой постройки.

Коэффициент уплотнения песка выглядит как нормативное число, отражающее степень уменьшения общего объема материала в процессе транспортировки и укладки, сопровождающейся трамбовкой. Если использовать упрощенную формулу, его рассчитывают как отношение массы, характерной для конкретного объема (имеются в виду показатели по результатам снятия проб), к лабораторному эталонному параметру. Последний зависит от размера фракций и вида наполнителей, он находится в пределах 1,05-1,52. Применительно к строительному песку значение коэффициента составляет 1,15, он важен при составлении сметы материалов.

Строительный песок должен иметь значение коэффициента 1,15

Реальный объем привезенного песка находят посредством умножения показателя уплотнения в ходе транспортировки на полученные результаты обмера. Диапазон допустимых рамок обязательно прописывается в договоре, регламентирующем покупку материала.

Распространены обратные ситуации, когда для проверки поставщика планируемый объем доставленного песка делят на коэффициент уплотнения и сверяют с реальными показателями. В частности, 50 кубометров песка утрамбуются в кузове так, что по факту будет доставлено на объект 43,5 кубометров.

Нормативные значения

Коэффициент уплотнения песка представляет собой зависимость массы, характерной для определенного объема контрольного образца (иначе – плотности) к принятому эталонному стандарту.

Лабораторные исследования позволяют получить эталонные параметры плотности, эти характеристики закладываются в основу оценочных работ, цель которых – определение качества сданного заказа, его приверженности отраслевым требованиям. Нормативными документами, в которых прописаны общепринятые эталонные рамки, считаются:

  • ГОСТ 8736-93,
  • ГОСТ 25100-95,
  • ГОСТ 7394-85,
  • СНиП 2.05.02-85.

Дополнительные сведения и ограничения указываются в проектной документации. Как видно из данных таблицы, коэффициент уплотнения находится в рамках 0,95-0,98 от стандартного значения.

Нормативы для типичных видов работ

Сущность манипуляций Принятый коэффициент уплотнения
Восстановление дорожных траншей в зоне инженерных коммуникаций 0,98-1
Обратная засыпка траншеи 0,98
Заполнение пазух 0,98
Вторичное заполнение котлована 0,95

В качестве номинала используется твердая структура, обладающая известными значениями влажности и рыхлости. Объемный вес определяется как взаимозависимость массы содержащихся в песке твердых частиц и потенциальной массы смеси, в которой вода могла бы занять весь объем грунта.

Для вычисления плотности речного, карьерного, строительного сырья берутся пробы вещества и направляют на лабораторные исследования. Во время изысканий песок подвергают уплотнению водой до тех пор, пока он не достигнет указанной в нормативах степени влажности.

Факторы, влияющие на уровень уплотнения

Песок не всегда целенаправленно подвергается трамбовке, часто она происходит в процессе транспортировки. Принимая во внимание переменные показатели, становится сложным расчет количества материала на выходе, так как приходится опираться на все манипуляции и воздействия, которым подвергалось сырье.

Коэффициент уплотнения зависит от следующих факторов:

  • длительность маршрута перемещения;
  • способ транспортировки (количество физических соприкосновений с неровными поверхностями, чем их больше, тем сильнее трамбуется материал);
  • объем примесей – посторонние компоненты могут уменьшить или увеличить вес партии, плотность чистого песка наиболее близка к эталонным показателям;
  • объем впитавшейся влаги.

Песок проверяют сразу после поступления. Если партия весит менее 350 тонн, достаточно 10 проб, 350-700 тонн – делают до 15 заборов, от 700 тонн – изымают 20 проб. Их направляют в исследовательские лаборатории: эта мера позволяет осуществлять контроль соответствия качества сырья по нормативным документам.

Коэффициент относительного уплотнения

Это отношение плотности частиц после хранения или добычи к плотности, характерной для сырья, которое было привезено к конечному потребителю. Зная норму, указанную производителем, можно вычислить конечный коэффициент без организации дополнительных исследований.

На момент добычи

Плотность сырья здесь зависит от глубины разрабатываемых залежей, типа котлована, климатической зоны. Указанные в таблице основания позволяют рассчитать конечные параметры материала с учетом сопутствующего воздействия на грунт.

Коэффициент относительного уплотнения на момент добычи

В процессе трамбовки и вторичной засыпки

Обратной (или вторичной) засыпкой называют процедуру заполнения уже вырытого котлована после того, как будут окончены работы или завершено строительство. Как правило, для заполнения котлована используют грунт, также оптимальными для этой цели характеристиками обладает кварцевый песок. Сопутствующее действие – трамбовка, необходимая для усиления прочности покрытия. К уплотнению засыпанного сырья привлекают виброплиты и виброштампы, отличающиеся по производительности и весу.

Коэффициент относительного уплотнения в процессе трамбовки и вторичной засыпки

Таблица выше иллюстрирует пропорциональную зависимость уплотнения от метода трамбовки. Все виды механического воздействия оказывают влияние преимущественно на верхние слои. При извлечении песка структура карьера становится более рыхлой, поэтому плотность сырья может уменьшиться, для отслеживания изменений регулярно организуются лабораторные проверки.

В ходе транспортировки

Перемещение сыпучих материалов сопряжено с рядом сложностей, так как в процессе перевозки больших партий изменяется плотность ресурсов. Как правило, доставку осуществляют автомобильным или железнодорожным транспортом, она сопровождается интенсивным встряхиванием груза (перевозка на судах, в свою очередь, оказывает щадящее воздействие). В подобных условиях на плотность также повлияют атмосферные осадки, перепады температур, возрастание давления на нижние слои.

В лабораторных условиях

Для исследования используют 30 г сырья из аналитического запаса, его просеивают и тщательно высушивают, чтобы получить постоянное значение веса. Приведенный к комнатной температуре материал перемешивают и делят на 2 части.

Образцы взвешивают, соединяют с дистиллированной водой, кипятят для удаления воздуха и остужают. Все операции сопровождаются замерами, на основе полученных данных рассчитывают относительный коэффициент уплотнения.

Вне зависимости от условий изменения характеристик сырья при производстве испытаний учитывают ряд обстоятельств:

  • изначальные свойства песка – величина фракций, прочность на сжатие, слеживаемость;
  • насыпной вес – плотность, характерная для естественной среды происхождения;
  • погодные условия, сопровождающие перевозку;
  • максимально возможная плотность, выявляемая в лабораторных условиях;
  • тип используемого транспорта – автомобильный, железнодорожный, морской, речной.

Все данные, связанные с коэффициентом относительного уплотнения, прописываются в проектной, технической документации. Данная методика сравнения качеств материала подразумевает использование регулярных поставок: сведения будут корректны лишь при заказе песка у одного производителя, здесь не допустимы изменения в переменных. Важно, чтобы транспортировка осуществлялась одинаковым способом, были сохранены технические характеристики карьера, практиковалась хотя бы примерно схожая длительность хранения сырья на складе.

Методика определения коэффициента относительного уплотнения песков

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 июля 2016 г. N 891-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 22733-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2017 г.

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Февраль 2019 г.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 6, 2018 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на природные и техногенные дисперсные грунты и устанавливает метод лабораторного определения максимальной плотности сухого грунта и соответствующей ей влажности при исследовании грунтов для строительства.

Настоящий стандарт не распространяется на органо-минеральные и органические грунты и грунты, содержащие более 30% частиц крупнее 10 мм.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 1770-74 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 8269.0-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний

ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия

ГОСТ 12071-2014 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов

ГОСТ 23932-90 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Общие технические условия

ГОСТ 24104-2001* Весы лабораторные. Общие технические требования

* В Российской Федерации действует ГОСТ Р 53228-2008 «Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания».

ГОСТ 29329-92* Весы для статического взвешивания. Общие технические требования

* В Российской Федерации действует ГОСТ Р 53228-2008 «Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания».

ГОСТ 30416-2012 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

Читайте также  Чем отличается кварцевый песок от обычного?

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 5180, ГОСТ 12071, ГОСТ 25100, ГОСТ 30416, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 максимальная плотность (стандартная плотность): Наибольшая плотность сухого грунта, которая достигается при испытании грунта методом стандартного уплотнения.

3.2 оптимальная влажность: Значение влажности грунта, соответствующее максимальной плотности сухого грунта.

3.3 стандартное уплотнение: Послойное (в три слоя) уплотнение образца грунта с постоянной работой уплотнения.

3.4 график стандартного уплотнения: Графическое изображение зависимости изменения плотности сухого грунта от влажности при испытании методом стандартного уплотнения.

4 Общие положения

4.1 Метод стандартного уплотнения заключается в установлении зависимости плотности сухого грунта от его влажности при уплотнении образцов грунта с постоянной работой уплотнения и последовательным увеличением влажности грунта.

Результаты испытания оформляют в виде графика стандартного уплотнения.

4.2 Общие требования к лабораторным испытаниям грунтов, оборудованию, приборам и лабораторным помещениям приведены в ГОСТ 30416.

4.3 Для испытания грунта методом стандартного уплотнения используют образцы грунта нарушенного сложения, отобранные из горных выработок (шурфов, котлованов, буровых скважин и т.п.), в обнажениях или в складируемых массивах предполагаемого для использования в сооружениях грунта в соответствии с требованиями ГОСТ 12071.

4.4. Число последовательных испытаний грунта при увеличении его влажности должно быть не менее пяти, а также достаточным для выявления максимального значения плотности сухого грунта по графику стандартного уплотнения.

4.5 Допустимое расхождение между результатами параллельных определений, полученными в условиях повторяемости, выраженное в относительных единицах, не должно превышать для максимального значения плотности сухого грунта 1,5%, для оптимальной влажности — 10%.

Если расхождения превышают допустимые значения, следует проводить дополнительное испытание.

За результат максимальной стандартной плотности принимают наибольшее значение плотности сухого грунта и соответствующую ей величину оптимальной влажности.

5 Оборудование и приборы

5.1 В состав установки для испытания грунта методом стандартного уплотнения входят:

— устройство для механизированного или ручного уплотнения грунта падающим грузом с постоянной высоты (типа прибора СОЮЗДОРНИИ);

— форма для образца грунта.

Принципиальная схема прибора СОЮЗДОРНИИ для стандартного уплотнения грунтов приведена в приложении А.

Примечание — Допускается применять установки других конструкций при условии проведения сопоставительных испытаний для каждой разновидности грунта.

5.2 Конструкция устройства для уплотнения грунта должна обеспечивать падение груза массой (2500±25) г по направляющей штанге с постоянной высоты (300±3) мм на наковальню диаметром 99,8 мм. Отношение массы груза к массе направляющей штанги с наковальней должно быть не менее 1,5.

Примечание — Для механизированных устройств для уплотнения грунта допускается размер наковальни диаметром 99,6 мм.

5.3 При механизированном способе уплотнения в состав устройства должны входить механизм подъема груза на постоянную высоту и счетчик числа ударов.

5.4 Форма для образца грунта должна состоять из цилиндрической части, поддона, зажимного кольца и насадки.

5.5 Цилиндрическая часть формы должна иметь высоту (127,4±0,2) мм и внутренний диаметр 100,0 мм. Временное сопротивление металла цилиндрической части формы должно быть не менее 400 МПа. Цилиндрическая часть формы может быть цельной или состоящей из двух разъемных секций.

5.6 Установка должна быть размещена на жесткой горизонтальной плите (бетонной или металлической) массой не менее 50 кг. Отклонение поверхности от горизонтали должно быть не более 2 мм/м.

5.7 При испытании грунта методом стандартного уплотнения применяют следующие средства измерений, вспомогательное оборудование и инструмент:

— весы для статического взвешивания на 2-5 кг среднего класса точности по ГОСТ 29329;

— весы лабораторные на 0,2-1,0 кг 4-го класса точности по ГОСТ 24104;

— линейка металлическая длиной не менее 300 мм по ГОСТ 427;

— цилиндры мерные вместимостью 100 мл и 50 мл ценой деления не более 1 мл по ГОСТ 1770;

— чашки металлические для испытаний вместимостью 5 л;

— стаканчики весовые (алюминиевые бюксы) ВС-1 с крышками;

— устройство растирочное или ступка фарфоровая с пестиком по ГОСТ 9147;

— набор сит с диаметром отверстий 10 и 5 мм;

— эксикатор Э-250 по ГОСТ 23932;

— нож лабораторный с прямым лезвием длиной не менее 150 мм;

Что такое коэффициент уплотнения сыпучих материалов?

Сущность определения коэффициента уплотнения гравия, песка, щебня и керамзита можно кратко охарактеризовать следующим образом. Это величина, равная отношению плотности сыпучего стройматериала к его максимальной плотности.

Данный коэффициент для всех сыпучих тел различается. Его средняя величина для удобства пользования закреплена в нормативных актах, соблюдение которых обязательно для всех строительных работ. Поэтому, если потребуется, например, узнать, какой коэффициент уплотнения песка, достаточно будет просто заглянуть в ГОСТ и найти требуемое значение. Важное замечание: все величины, приведенные в нормативных актах, являются усредненными и могут изменяться в зависимости от условий транспортировки и хранения материала.

Необходимость учета коэффициента уплотнения обусловлена простым физическим явлением, знакомым практически каждому из нас. Для того чтобы понять сущность этого явления, достаточно вспомнить, как ведет себя вскопанная земля. Поначалу она рыхлая и достаточно объемная. Но если на эту землю взглянуть через несколько дней, то уже станет заметно, что грунт «осел» и уплотнился.

То же самое происходит и со строительными материалами. Сначала они лежат у поставщика в утрамбованном собственным весом состоянии, затем при погрузке происходит «взрыхление» и увеличение объема, а потом, после выгрузки на объекте, снова происходит естественная трамбовка собственным весом. Помимо массы, на материал будет воздействовать атмосфера, а точнее, ее влажность. Все эти факторы учтены в соответствующих ГОСТах.

Как правильно пользоваться коэффициентом

Важным этапом любых строительных работ становится составление всех смет с обязательным учетом коэффициентов уплотнения сыпучих материалов. Это необходимо делать для того, чтобы заложить в проект правильное и необходимое количество стройматериалов и избежать их переизбытка или нехватки.

Как же правильно воспользоваться коэффициентом? Нет ничего проще. Например, для того, чтобы узнать, какой объем материала получится после утряски в кузове самосвала или в вагоне, необходимо найти в таблице требуемый коэффициент уплотнения грунта, песка или щебня и разделить на него закупленный объем продукции. А если требуется узнать объем материалов до перевозки, то надо будет произвести не деление, а умножение на соответствующий коэффициент. Допустим, если куплено у поставщика 40 кубометров щебня, то, значит, в процессе транспортировки это количество превратится в следующее: 40 / 1,15 = 34,4 кубометра.

Таблица коэффициентов уплотнения сыпучих строительных материалов
Вид материала Купл (коэффициент уплотнения)
ПГС (песчано-гравийная смесь) 1.2 (ГОСТ 7394-85)
Песок для строительных работ 1.15 (ГОСТ 7394-85)
Керамзит 1.15 (ГОСТ 9757-90)
Щебень (гравий) 1.1 (ГОСТ 8267-93)
Грунт 1.1-1.4 (по СНИП)
Все значения, приведенные в таблице, являются среднестатистическими и могут варьироваться в зависимости от конкретных условий доставки, хранения и состава материала.

Работы, связанные с полной цепочкой перемещения песчаных масс со дна карьера до строительной площадки, должны производиться с учетом относительного коэффициента запаса песка и грунта на уплотнение. Это величина, показывающая отношение весовой плотности твердой структуры песка к его весовой плотности на участке отгрузки поставщика. Чтобы определить необходимое количество песка, обеспечивающее запланированный объем, нужно этот объем умножить на коэффициент относительного уплотнения.

Помимо знания относительного коэффициента, приведенного в таблице, правильное использование ГОСТа подразумевает обязательный учет следующих факторов доставки песка на строительную площадку:

  • физические свойства и химический состав материала, присущие определенной местности;
  • условия перевозки;
  • учет климатических факторов в период доставки;
  • получение в лабораторных условиях величин максимальной плотности и оптимальной влажности.

Уплотнение песчаных оснований

Данный вид работ необходим при обратной засыпке. Например, это нужно после того, как установлен фундамент и теперь требуется заполнить грунтом или песком образовавшийся промежуток между внешним контуром конструкции и стенками котлована. Процесс производится с помощью специальных трамбовочных устройств. Коэффициент уплотнения песчаного основания равняется примерно 0,98.

Коэффициент для бетонных смесей

Бетонная смесь, как и любой другой строительный материал, монтируемый методом засыпания или заливки, требует дальнейшего уплотнения для получения необходимой плотности, а значит, и надежности конструкции. Бетон уплотняют вибраторами. Коэффициент уплотнения бетонной смеси при этом берется в пределах от 0,98 до 1.

Коэффициент на уплотнение и потери при засыпке котлована

Технические виды строительных смесей

ПГС — смесь из песка и гравия. Используется для строительных работ. Состав смеси регламентируется ГОСТом 23735-2014.

ЩПС — смесь из щебня, гравия, песка естественной добычи. Производится по ГОСТу 25607-2009.

Читайте также  Какой нужен песок для обсыпки септика?

ЩПС из дробленых бетонов — изготавливаются по техническому регламенту ГОСТа 32495-2013.

В оценке качества смесей учитывают:

  • общие показатели составного материала;
  • свойства песка;
  • свойства щебня, гравия.

Сыпучие материалы проверяют по плотности, прочности, содержанию пыли и сора, включениям опасных веществ.

Происхождение и пути добычи строительных смесей

Песчано-гравийные смеси добывают из гравийно-песчаных, валуйно-гравийно-песчаных пород.

В состав ПГС входят:

  • песок крупностью 0,05–5 мм;
  • гравий 5–70 мм;
  • валуны свыше 70 мм.

Наличие гравия колеблется от 10-90% от общей массы.

Производят два вида песчано-гравийной смеси:

  • природная смесь, добываемая и поставляемая без переработки;
  • обогащенная смесь добывается природным путем, обогащается добавкой или извлечением песчано-гравийной составляющей.

Добычу ПГС производят из оврагов, озер и морей. Морской материал самый чистый. В остальных могут быть примеси из глины, известняка, сора.

В состав ЩПС естественного происхождения входит щебень основной (40–80 мм, 80–120 мм) и расклинивающей фракции (5–20 мм, 5–40 мм).

Дробимость щебня из осадочных пород, а также щебня из изверженных пород имеет марку 400 и 600 соответственно.

ЩПС из дробленого бетона, железобетона включает:

  • неорганическую щебеночную дробь крупностью от 5 мм;
  • неорганический песок, получаемый из дробимого бетонного щебня.

Материалы являются дробимыми остатками при разрушении бетонных или железобетонных строительных конструкций.



Классификация речного песка по происхождению и модулю крупности

По происхождению речной песок подразделяют на мытый (со средним размером фракций, желтоватого или сероватого оттенка), добываемый со дна рек; и крупнозернистый из пересохших водоемов. Речной мытый песок стоит дешевле крупнозернистого, так как последний встречается довольно редко.

Модуль крупности (допустимые размеры отдельных частиц в сырье) – это показатель, который является основополагающим при выборе области применения сыпучего материала. Весь песок делят на несколько групп:

  • Пылевидный (то есть очень тонкий, тонкий и очень мелкий). Отличается структурой, похожей на пыль. Размер фракций варьируется от 0,5 мм до 1,5 мм.
  • Мелкий. Размер гранул – 1,5÷2,0 мм.
  • Средний. Фракции размером от 2 мм до 2,5 мм.
  • Крупный – 2,5÷3 мм.
  • Повышенной крупности – 3÷3,5 мм.
  • Сверхкрупный – от 3,5 мм и больше.

Сортировку по модулю крупности осуществляют несложным образом: материал просто пропускают через сита с калиброванными отверстиями.


Область применения

ПГС применяют при возведении оснований под автомобильные дороги, подушек фундаментов, обратной засыпке котлованов и отсыпке насыпей.

В строительстве железных дорог применяют балластные смеси по ГОСТу 7394-85, состоящие из песка и гравия либо только из гравия.

ЩПС естественных пород применяют в дорожном строительстве.

ЩПС из дробленых строительных материалов используются в производстве бетонов, а также в подсыпках и основаниях при возведении зданий.

Испытание экспресс-методами

Однако определять уплотнение таким образом – процесс весьма длительный и может занимать до 3 рабочих дней. Поэтому, когда необходимо сразу понять качество земляных работ используется испытание экспресс-методами. Для этого используются специальные приборы – плотномеры:

  • статические, определяющие уплотнение основания исходя из величины максимальной нагрузки, которую способно выдержать песчаное основание. Для этого в испытываемую поверхность заглубляется рабочий наконечник, имеющий форму усеченного конуса;
  • динамические, где уплотнение определяется исходя из количества ударов, необходимых для погружения рабочего наконечника на глубину 100 мм.

Заказчик имеет право требовать письменное подтверждение качества работ, с которым было произведено уплотнение обратной засыпки песком пазух и траншей. В этом случае, после того как испытание будет закончено, оформляется заключение.

Порядок производства работ

Сыпучие материалы во время строительства укладываются на величину, равную произведению размера самых крупных частиц, умноженному на 1,5. Один слой укладки должен быть не менее 10 см.

Песок должен увлажняться в случае отсыпки основания насухо.

Расход воды зависит от температурных условий.

Методы уплотнения грунта при устройстве оснований из ПГС:

  • уплотнение поверхностного слоя тяжелыми трамбовками;
  • применение вибрационных машин;
  • использование трамбовок;
  • глубинное гидровиброуплотнение.

Контроль плотности при трамбовке производят на величину 1/3 уплотняемого слоя, на толщину не менее 8 см.

Коэффициенты уплотнения

Средний коэффициент естественного уплотнения сыпучих смесей имеет значение 1,2, т. е. объем уплотненной смеси уменьшится в 1,2 раза.

По ГОСТу максимальный коэффициент уплотнения отсева при транспортировке равен 1,1.

Коэффициенты уплотнения при строительных работах приведены в СНиП «Земляные сооружения, основания и фундаменты» таблица 6. Песок имеет k=0,92÷0,98.

При дорожном строительстве, коэффициенты к материалам применяются согласно СНиП «Автомобильные дороги». Для ПГС оптимального состава с маркой щебня 800 коэффициент запаса уплотнения принимается 1,25–1,3. При марке щебня 600÷300 — коэффициент запаса будет 1,1–1,5. Коэффициент запаса шлака принимается 1,3–1,5.

Объемы материалов в смете закладывают с учетом приведенных коэффициентов.

Приборы для измерения плотности грунта

При послойной укладке грунта, контролируется плотность каждого уровня. С помощью плотномера или пенетрометра можно проверить трамбовку песка на стройке.

Плотномер электромагнитный — электронный прибор, измеряющий плотность посредством электромагнитного излучения. Он способен выдать характеристики гранулометрии, влажности, определить пределы пластичности и текучести.

Динамический электронный плотномер грунта работает под динамической нагрузкой от удара равным 5 кг. Прибор определяет модуль упругости, нагрузки, деформации.

Пенетрометр — механический прибор, определяет плотность на основании прилагаемого давления. Результат измерений отображается на шкале прибора.

Технические характеристики автомобилей

Показатель Значение показателя для автомобиля марки
ММЗ

*) 12 — для работы в карьере

Сметный учет

Объем материалов на строительство вносят в сметный калькулятор с учетом уплотнения. Применяется коэффициент относительного уплотнения и разрыхления (коэффициент расхода).

Расход песка с требуемым коэффициентом уплотнения при обратной засыпке от 0,9 до 1,0, рассчитывается с учетом относительного коэффициента уплотнения от 1,0 до 1,1 соответственно, для шлаков 1,13–1,47.

Коэффициент относительного уплотнения для горных пород при плотности 1,9 – 2,2 г/см куб, равен 0,85–0,95.

Методика лабораторных испытаний песка на уплотнение

В лаборатории определяется масса отобранного образца песка, извлеченного из кольца пробоотборника, объем которого известен. Путем деления измеренной массы на объем кольца вычисляется плотность каждого образца. Далее песок сушится при температуре 105°С после чего становится возможным определить его реальную плотность.

Максимальная плотность определяется опытным путем с использованием метода стандартного уплотнения:

  • песок послойно укладывается в цилиндрическую форму высотой 127 мм и внутренним диаметром 100 мм, установленную на массивную плиту;
  • каждый слой уплотняется 40 ударами груза весом 2500 г, падающего с высоты 300 мм;
  • опыты производятся на нескольких образцах разной влажности;
  • определяются плотность и влажность каждого образца;
  • строится графическая зависимость плотности от влажности и вычисляется значение максимальной плотности, которой обладает песок в обследуемом массиве.

Коэффициент уплотнения, рассчитанный по результатам опытов, показывает, насколько качественно было произведено уплотнение песчаных оснований.

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.

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.

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).

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: