Модуль упругости и коэффициент уплотнения щебня

Обновлено: 28.04.2024

Определение коэффициента уплотнения щебеночной подушки после уплотнения методом расклинцовки

Коллеги, прошу поделиться опытом!
ситуация вроде бы избитая, но однозначного ответа я так и не нашел.
в проекте, что перешел к нам в офис, в чертежах на выполнение плиты силового пола по грунту написано следующее:

"
ПОД ВСЕМИ КОНСТРУКЦИЯМИ ВЫПОЛНИТЬ ЩЕБЕНОЧНУЮ ПОДУШКУ ТОЛЩИНОЙ 300*ММ (Kупл=0.95). С ЛАБОРАТОРНЫМ КОНТРОЛЕМ КАЧЕСТВА УПЛОТНЕНИЯ. ДЛЯ ЩЕБЕНОЧНОЙ ПОДУШКИ ПРИНЯТЬ ЩЕБЕНЬ ФРАКЦИИ 40-70 С ДОБАВЛЕНИЕМ ЩЕБНЯ ФРАКЦИИ 5-20 В ПРОПОРЦИИ 85:15. МАРКА ЖЕСТКОСТИ ЩЕБНЯ М 600. ТРАМБОВАНИЕ ВЫПОЛНЯТЬ С РАСКЛИНЦОВКОЙ.
"

и всё бы ничего, но с площадки пришел вопрос: "а каким это способом мы должны определять коэффициент уплотнения для щебня?"
в СП 45.133330.2012 п.7 написано:
"
7.1 В проектах насыпей (рабочем и производства работ Offtop: то есть ППР, а его нам не предоставили ) включая: насыпи подъездных путей, автомобильных и железных дорог, дамб, планировочных насыпей, внутрихозяйственных сетей и т.п., а также обратных засыпок котлованов, траншей должны быть указаны;
размеры в плане и по высоте насыпей и обратных засыпок в целом и отдельных их участков с различными: размерами по высоте (через 2 - 4 м); нагрузками на поверхность уплотненного грунта; видами отсыпаемых грунтов;
требуемая степень уплотнения грунтов для однородных по виду и составу грунтов - плотность в сухом состоянии pd, а разнородных - коэффициент уплотнения kcom; - Offtop: а в проекте и указан 0.95
рекомендуемые технологические схемы, типы и виды оборудования для отсыпки и уплотнения отсыпаемых грунтов;
толщина отсыпаемых слоев грунтов для каждого вида грунтоуплотняющего оборудования и заданной степени уплотнения грунтов;
требования по подготовке поверхности (основания) насыпи и обратной засыпки;
рекомендации по выполнению опытного уплотнения грунтов в лабораторных и полевых условиях (приложение Г);
требования по проведению геотехнического мониторинга.

7.2 Для выполнения насыпей и обратных засыпок, как правило, следует использовать местные крупнообломочные, песчаные, глинистые грунты, а также экологически чистые отходы промышленных производств, аналогичные по виду и составу грунтам природного происхождения, отвечающие требованиям приложения М.
По согласованию с заказчиком и проектной организацией принятые в проекте грунты для выполнения насыпей и обратных засыпок при необходимости могут быть заменены.
"

вот и получается, что, вроде бы, стандартные методы по определению коэффициента уплотнения есть, но реально для таких фракций щебня они не применимы.
в приложении Г есть ссылка на ГОСТ 22733-2002
но стандартными методами по ГОСТ 22733-2002, на мой взгляд, не определить. это всё таки щебень-грунт не связный, достаточно крупной фракции (в ГОСТ описывается наковальня диаметром всего 100мм. )
подрядчики упираются и ссылаются на СП 78.13330.2012 п.10.28:

"
10.28 При устройстве щебеночных, гравийных, шлаковых оснований, покрытий и мостовых следует дополнительно к 4.11 контролировать:
не реже одного раза в смену - влажность щебня и пескоцементной смеси по ГОСТ 8269.0 и ГОСТ 5180, а прочность пескоцемента по ГОСТ 23558;
постоянно визуально - качество уплотнения, соблюдение режима ухода;
постоянно визуально - качество укладки геосинтетических материалов (сплошность прослойки и отсутствие складок) и размер нахлеста полотен.
10.29 Качество уплотнения щебеночных, гравийных и шлаковых оснований и покрытий следует проверять контрольным проходом катка массой 10 - 13 т по всей длине контролируемого участка, после которого на основании (покрытии) не должно оставаться следа и возникать волны перед вальцом, а положенная под валец щебенка должна раздавливаться.

"

но я с таким методом определения коэффициента уплотнения не согласен, так как им определяется качество работ и не гарантируется коэффициент уплотнения Offtop: хотя они друг с другом и связаны
в общем, самый главный вопрос из всего вышеописанного
какой существует нормативно аргументированный метод полевого Offtop: или лабораторного, если таковой имеется определения коэффициента уплотнения ЩЕБНЯ .

Обзор программного комплекса "ПДУ-Грунт" для обработки результатов измерений, выполненных приборами ПДУ-МГ4 и ПДУ-МГ4.01

Программа «ПДУ-ГРУНТ» разработана ООО «СКБ Стройприбор» и предназначена для обработки результатов проведенных измерений приборами ПДУ–МГ4 «УДАР» и ПДУ–МГ4.01 «УДАР».

Программа позволяет значительно уменьшить трудоемкость по обработке полученных с помощью этих приборов измерений, сделать необходимые расчеты, провести визуализацию числовых данных, позволяющую наглядно представить особенности площадки для строительства, выявить аномальные участки грунта.

С помощью программы «ПДУ-ГРУНТ» можно выполнить следующие действия:

1. Рассчитать коэффициенты уплотнения грунта

Большая экспериментальная работа по исследованию влияния влажности и степени уплотнения грунтов на показатели механических свойств выполнена В.М. Сиденко, О.Т. Батраковым и Ю.А. Покутневым. В результате получены эмпирические формулы, связывающие модуль упругости с относительной влажностью и коэффициентом уплотнения грунта.

Известно, что с увеличением плотности сухого грунта показатели прочности и деформируемости грунтов возрастают. В количественном отношении зависимость показателей механических свойств грунтов от коэффициента уплотнения и влажности можно представить эмпирической формулой О.Т. Батракова.

Лабораторные методы определения коэффициента уплотнения, регламентируемые государственными стандартами обладают высокой трудоемкостью отбора проб и требуют значительных затрат времени на лабораторное определение плотности и влажности грунта. Поэтому возникает острая необходимость в развитии методов экспресс оценки степени уплотнения грунтов, выполняемой непосредственно на строительном объекте.

Программа позволяет рассчитать коэффициент уплотнения глин, суглинков, оснований из песка (крупного, среднего, мелкого, пылеватого и однородного по указаниям СНиП “Автомобильные дороги”) по известному модулю упругости Eи относительной влажности W. В программе имеются функции для расчета относительной влажности грунта, а также поправочных коэффициентов при проведении параллельных измерений с помощью прибора ПДУ–МГ4 «УДАР» модуля упругости E и коэффициента уплотнения с помощью прибора стандартного уплотнения.

2. Расчет коэффициента уплотнения щебеночных оснований

Коэффициент уплотнения щебня по известному модулю упругости рассчитывается по известной для данной фракции щебня минимальной пористости nmin и по расчетной пористости n, исходя из модуля упругости.

Зависимость между пористостью щебня n, модулем упругости Е, размером фракций и дробимостью щебня описывается эмпирическим уравнением полученным на основе экспериментальных данных Санкт-Петербургского филиала СоюздорНИИ (Салль А.О.).

3. Вычисления коэффициента уплотнения грунта пользователя

Пользователь может установить свою зависимость между модулем упругости измеренным прибором ПДУ-МГ4 «УДАР» и коэффициентом уплотнения. Для чего проводятся параллельные измерения модуля упругости Е и коэффициента уплотнения с помощью прибора стандартного уплотнения ПСУ.

Результаты измерения заносятся в таблицу программы, по которой рассчитывается зависимость в виде полинома, порядок полинома задается пользователем. Чем выше порядок полинома, тем точнее аппроксимируются табличные значения.

4. Вычисление высоты падения груза

В некоторых случаях возникает потребность в уменьшении глубины вовлекаемых в измерения слоев (переувлажненный грунт; измерение модуля упругости только верхнего слоя; измерение модуля упругости над водоотводными трубами и т.д.). Глубина вовлекаемых в измерения слоев связана с высотой падения груза и модулем упругости грунта. Программа, по введенным пользователем параметрам, рассчитает высоту падения груза и погрешность измерения модуля упругости в соответствии с рассчитанной высотой падения.

5. Перевод измеренного модуля упругости в показания других приборов

Часто бывает, что перед приобретением ПДУ-МГ4 «УДАР» для измерения модуля упругости использовались приборы изготовленных на других предприятиях. В программы имеется возможность перевода измеренного значения модуля упругости ПДУ-МГ4 «УДАР» в значения модуля упругости германского прибора ZFG (и его модификаций) или в значения модуля упругости при статическом испытании грунта. Введенные коэффициенты перевода получены по результатам испытаний проведенных на предприятии изготовителе.

Пользователь может откорректировать зависимость на основе собственных параллельных испытаний двух приборов.

6. Расчет общего модуля упругости многослойной конструкции

Расчет модуля упругости многослойной конструкции производится в соответствии с межгосударственными отраслевыми дорожными нормами "ПРОЕКТИРОВАНИЕ НЕЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД" МОДН 2-2001 двумя методами:

«Расчет по известным Е_i». Расчет общего модуля упругости рассчитывается исходя из известного модуля упругости каждого слоя и его толщины. Задается количество слоев от 2 до 4, модуль упругости для каждого слоя Е1, Е2, Е3, Е4 и толщина слоя h1, h2, h3 (толщина последнего слоя не задается);

«Расчет по типу грунта». Расчет общего модуля упругости когда задается тип грунта каждого слоя, толщина, его механические характеристики и влажность. Например: Трехслойная конструкция. Третий слой – глина, коэффициент уплотнения 0,98, относительная влажность 0,55; Второй слой песок крупный, коэффициент уплотнения 0,98, h2 = 30 см; Первый слой щебень, фракция 40 - 70 мм, дробимость 300, коэффициент уплотнения 0,98, h1 = 50 см. По введенным данным рассчитывается вначале модуль упругости каждого слоя, а затем общий модуль упругости.

7. Вычисления коэффициентов постели грунта С1 и С2

В программе имеется возможность приближенно рассчитать коэффициенты постели грунта С1 и С2. Расчеты проводятся в соответствии с СП 50-101-2004 по измеренным силе и деформации и установленном для данного грунта коэффициентом Пуассона. Границу сжимаемой толщи рассчитывается по глубине вовлеченных в измерение слоев грунта. Глубина, вовлеченных в измерение слоев грунта, определяется по рассчитанным напряжениям, возникающим в грунте при вертикальном нагружении круглым жестким штампом ПДУ-МГ4 «УДАР».

8. Построение 3D-изображения модуля упругости на строительной площадке

При контроле степени уплотнения целесообразно сгущение сетки контроля, то есть уменьшения расстояния между определением модуля упругости грунта. Сгущение сетки контроля дает преимущество, связанное с возможностью выявления мест с неоднородным уплотнением, то есть с резко отличающимся модулем упругости и коэффициентом уплотнения. Наличие таких участков негативно сказывается на ровности покрытий. Связано это с тем, что грунт с более высоким коэффициентом уплотнения испытывает остаточные деформации меньшей величины, по сравнению с грунтом с меньшей степенью уплотнения. Как известно глубина неровности в рассматриваемой точке покрытия обусловлена разностью остаточных деформаций в этой точке и точке с наименьшей деформацией. Поэтому устранение участков с неоднородным уплотнением в процессе строительство земляного полотна позволяет уменьшить интенсивность деградации ровности покрытия при эксплуатации дороги.

Программа имеет возможность построения 3D-изображения распределения модуля упругости по поверхности строительной площадки, при помощи которого становятся видимыми:

• участки, содержащие пустоты;
• подземные коммуникации, заложенные на малой глубине;
• участки грунта после засыпки;
• участки с прочими аномальными характеристиками.

Для построения 3D-изображения на поверхности строительной площадки наносится сетка. Расстояния между узлами сетки (шаг сетки) должно быть одинаковое и задаваться в диапазон от 1,5 до 250 метров. В узлах сетки проводятся измерения модуля упругости в соответствии с руководством по эксплуатации прибора ПДУ-МГ4 «УДАР».

В программе указывается количество строк, количество столбцов, а так же шаг сетки в метрах. Минимальное количество узлов сетки 5 х 5, максимальное 50 х 50. Программа вычисляет промежуточные значения модуля упругости с помощью сплайн интерполяции, строятся как плоское так и 3D-изображение. При построении плоского изображения числовое значение модуля упругости отображается цветом. Минимальное значение модуля упругости отображается темно синим цветом, максимальное - темно красным, промежуточные значения отображаются в соответствии с установленной в программу палитрой цветов.

В качестве примера приведен участок площадки с засыпанной траншеей. На рисунках хорошо видны габариты траншеи и ее расположение на площадке.

Рисунок 1 - Вид траншеи после засыпки грунта. Сетка с количеством узлов 10 х 10. Шаг сетки 1,5 метра.

Рисунок 2 – Вид засыпанной траншеи изображенной в виде 3D-поверхности.

Коэффициент уплотнения песка, щебня, грунта и ПГС — таблица и правила расчета

Сыпучие строительные материалы, а также грунты при различных физических воздействиях могут разрыхляться или уплотняться. При этом плотность их колеблется в достаточно большом интервале — до нескольких десятков процентов. В строительстве часто применяются 2 относительные величины — коэффициент уплотнения при транспортировке К_ут и коэффициент уплотнения грунта (основания) К_у. По сути они отражают одно и то же явление — изменение объема вследствие уменьшения пористости, но рассчитываются и применяются по-разному.

Характеристики плотности строительных материалов

Если в карьере горные породы находятся в плотном монолитном состоянии, то при добыче они разрыхляются, становятся более пористыми. Сырье проходит множество манипуляций — выемку, промывку, просеивание с распределением на фракции, хранение. При отгрузке материалы опять рыхлятся, а при перевозке трамбуются. На завершающей стадии они укладываются в конструкцию и еще раз уплотняются. На протяжении всего процесса изменяется влажность, что неизбежно отражается на плотности.

Сыпучие материалы — щебень, песок, песчано-гравийная смесь ПГС и т.д. — состоят из отдельных зерен, между которыми есть пустоты. При разработке, погрузке и выгрузке твердый скелет разрыхляется, объем пор и пустот увеличивается.

Рыхлонасыпанное состояние материала характеризуется насыпной плотностью, то есть соотношением массы и объема, ей занимаемого:

Измеряется она путем взвешивания стандартного мерного сосуда объемом 5-50 дм³ без предварительного уплотнения. Размер тары выбирается исходя из наибольшей крупности частиц. В процессе испытаний сразу можно найти пустотность как отношение объема пустот ко всему объему материала. Она определяется в %. Так, насыпная плотность песка составляет 1600 кг/м³, щебня 1310-1400 кг/м³, ПГС — 1340-1500 кг/м³ (в зависимости от размера фракций). В рыхлом состоянии между частицами сохраняется некоторый объем воздуха. Пустотность песка, щебня и ПГС соответственно 30-45%, 20-50% и 30-50%.

Если убрать все поры из материала, то получится сплошной монолит. Его плотность называется истинной. Она намного больше насыпной: у песка это 2500-3000 кг/м³, щебня — 2700-3100 кг/м³, ПГС 2500-3100 кг/м³. Это величина неизменная, она необходима для вычисления пористости материала.

Истинная плотность определяется опытным путем. Сырье измельчается в порошок, затем находится его масса и объем (по объему вытесненной из сосуда воды). По формуле ρ=m/V рассчитывается удельный вес материала без пор и пустот.

Для чего используется коэффициент уплотнения

Эта безразмерная величина позволяет определить, насколько фактическая плотность отличается от насыпной или максимальной:

• при перевозке коэффициент согласовывается между заказчиком и поставщиком, отгружающим сырье из карьера, со склада или завода;
• при устройстве основания под какое-либо сооружение К_у задается проектом как отношение к максимальной плотности грунта.

Это 2 разных сценария, соответственно, расчет ведется совершенно по-разному.

Коэффициент уплотнения транспортировки К_ут

При перевозке за счет вибрации более мелкие частицы перемещаются вниз, заполняют пустоты между крупными зернами. Соответственно, объем груза уменьшается, а плотность увеличивается.

Приемка нерудных материалов, как правило, производится по объему или массе. Чтобы избежать неприятных сюрпризов при получении груза, нужно учитывать неизбежную усадку при транспортировке.

Если материалы принимаются по объему, проводится обмер поставки, то есть размер наполненной части ж/д вагона или автомобиля. Затем полученное значение умножается на коэффициент К_ут.

Поведение материала во время транспортировки и складской переработки зависит от гранулометрического состава, влажности, способности слеживаться при хранении, абразивности частиц, а также вида транспорта и климатической зоны. Согласно ГОСТ 9757-90 коэффициент уплотнения песка и других нерудных материалов должен быть согласован с изготовителем, но принимается не более 1,15, т.е. потеря объема не должна быть выше 15%. К_ут всегда больше единицы, поскольку рассчитывается как отношение первоначального объема материала к его к объему после перевозки.

Если приемка проводилась по массе, весовые единицы пересчитываются в насыпной объем делением на насыпную плотность по формуле:

Поставщиком отгружено 6 м³ песка в кузов грузового автомобиля. После доставки объем естественно уменьшился. При измерении установлено, что он равен 4,8 м³. Требуется определить, была ли недопоставка.

Умножаем 4,8 на К_ут=1,15. Получаем V=4,8х1,15=5,52 м³. Налицо недогруз 0,8 м³.

Если приемка ведется по массе, после взвешивания автомобиль с песком масса материала объемом 6 м³ (при стандартной насыпной плотности 1600 кг/м³) должна составлять m=6х1600=9600 кг.

Нормативными считаются технологические потери при перевозке железнодорожным, автомобильным или водным транспортом без перегрузок, по массе не более:

• щебня, гравия, шлака — 1,15-1,24% ;
• песка, ПГС, отсева, керамзита — 1,2-1,34%.

С перегрузками из одного транспорта в другой для всех материалов норма потерь — 1,50-1,54%. Если не хватает больше, поставщик допустил недогруз, что является уже поводом для предъявления претензии заказчиком.

Как рассчитать потребность в материалах с учетом коэффициента уплотнения

Для любых строительных работ необходимо как можно точнее определить расход материалов. Например, проводится устройство щебеночной подготовки толщиной 20 см на площади 100 кв.м.

Находим объем подушки:

С учетом при укладке коэффициента уплотнения щебня 0,98 и при транспортировке 1,15 находим необходимый объем материала, который должен отпустить поставщик из карьера:

Учитывая стандартный объем кузова КамАЗа 6 м³ нам нужно заказать 4 машины.

Коэффициент уплотнения грунта

При устройстве оснований и фундаментов важной характеристикой является плотность грунта. Она определяет его несущую способность, поведение под нагрузкой, склонность к просадкам.

Плотность грунта зависит от минералогического состава, пористости и влажности. Самые плотные сложены из гранитных, базальтовых или кремниевых пород. Их удельный вес свыше 3000 кг/м³. Наименьшая плотность у торфяников и насыпных грунтов — не более 700-900 кг/м³.

Коэффициент уплотнения — это безразмерная величина, равная отношению фактической плотности грунта к его максимальной плотности:

Физический смысл К_у легко понять, если представить сначала монолитную глыбу, а затем ее в уже в измельченном, но уплотненном виде. Соотношение плотностей одного и того же вещества, но в разном состоянии, и есть коэффициент уплотнения. В отличие от К_ут, который всегда больше единицы, К_у не может быть больше 1, поскольку в числителе стоит фактическая плотность материала с порами, а в знаменателе — без воздушных пустот.

Максимальная плотность грунта: способ определения по ГОСТ 22733-2016

Испытания проводятся в лабораторных условиях с помощью специальной трамбующей установки. Суть их состоит в следующем:

1. На строительной площадке отбирается грунт естественной влажности. В образце должно быть не более 25% твердых частиц крупнее 2 мм, отсутствовать промерзание и переувлажнение.
2. В форму помещаются порции грунта, которые затем трамбуются на установке за 3 приема по 40 ударов.
3. Измеряется вес 1 л утрамбованной массы, определяется плотность.
4. Затем влажность увеличивается ступенями по 2%, проводится аналогичный цикл испытаний.
5. По результатам строится график зависимости плотности от влажности. В точке перегиба фиксируется максимальное значение ρ_max при оптимальной влажности.

Определение наибольшей плотности грунта позволяет понять, при каком значении ρ усадка под фундаментом будет наименьшей. В условиях стройплощадки максимальное значение плотности достигнуть вряд ли удастся. Поэтому вводится коэффициент, который помогает установить, насколько фактическая плотность основания приближена к максимально возможной.

К_у задается проектом. Он рассчитывается в зависимости от нагрузки и обычно составляет 0,96-0,98. Это означает, что при уплотнении грунта или песчаной подушки плотность будет чуть меньше максимальной с небольшим отклонением 2-4%.

Определение Ку в лабораториях или полевых условиях

Имея на руках проект с заданным коэффициентом уплотнения ПГС, песка или грунта, необходимо установить, соответствует ли фактическая плотность основания нужному значению. Для этого используются различные методики.

С помощью отбора проб

Этот способ наиболее точный, но не очень скоростной. Требуется участие лаборатории, поскольку на стройплощадках сложно организовать благоприятные условия для измерений.

Для опытов используются режущие кольца известного объема. Без нарушения структуры материала производится отбор проб и дальнейшее их взвешивание.

Отобранный в нескольких точках участка грунт упаковывается в герметичную тару и отправляется на исследование. После получения результатов взвешивания определяется зависимость плотности грунта от влажности и рассчитывается фактический коэффициент уплотнения в каждой точке отбора. После оценки степени подготовки грунта выносится решение о продолжении или прекращении работ по трамбовке грунта.

Динамическим плотномером (пенетромером)

Измерения применяются в качестве экспресс-метода, позволяющего оценить степень уплотнения основания в полевых условиях. Динамический плотномер представляет собой заостренный стальной стержень с ручкой и ударной площадкой. На нем подвижно закреплен груз определенной массы.

Плотномер устанавливается вертикально на основание. Затем груз поднимается и сбрасывается на ударную площадку. При этом стержень постепенно погружается в грунт. Количество ударов подсчитывается.

После того как наконечник полностью опустится ниже поверхности, по специальной таблице определяется коэффициент уплотнения. Если он меньше требуемого проектом, производится дополнительная трамбовка. Если К_у соответствует нужному значению, основание готово к дальнейшим работам.

Пенетромер

Для уплотнения используются виброплиты, ручные и автоматические трамбовки. Чем ближе коэффициент К_у к единице, тем меньше в грунте пустот, соответственно выше плотность.

Электромагнитный метод

При таком способе плотность грунта на стройплощадке сравнивается с ранее установленной в лабораторных условиях. Измерения проводятся специальным прибором, инициирующий электрическое поле. Он передает электромагнитный импульс, который проходит через грунт и фиксируется датчиком, а по изменению значения определяется плотность.

Для испытаний на участке выбирается не менее 5 точек, расположенных по принципу клеверного листа. Большую погрешность дают влажность, крупные твердые включения, неоднородность почвы. Измерения проводятся относительно долго по сравнению с другими вариантами, где результат можно получить за один сеанс.

Метод штампа

При этом способе определяется динамический модуль упругости грунта, который находится в прямой зависимости от его плотности. Прибор состоит из нагрузочной плиты, тензодатчика усилий, штанги с грузом и упругим элементом, акселерометра и электронного блока.

При сбрасывании груза на площадку он, благодаря силе упругости, возвращается в исходное положение. Параметры взаимодействия считываются и обрабатываются электронным блоком. По результатам испытаний определяется модуль упругости, деформации и нагрузка. Информация представляется в графическом или численном виде на дисплее. Плотномер может архивировать и отправлять данные в ПК, что создает предпосылки для более детальной обработки и планирования строительства.

Прямой метод замещения объема

Согласно стандарту ГОСТ 28514-90 плотность грунта может измеряться с помощью пескозагрузочного аппарата или цилиндра с резиновым баллоном. Перед испытаниями в лабораторных условиях определяется плотность песка, в опытах она будет образцом для сравнения.

Для проведения испытаний на уплотненном основании выбирается лунка диаметром 100 мм. В нее из установленного сверху пескобака засыпается песок. Объем загрузки вычисляется по шкале на баке. Далее измеряется вес вынутого грунта. При известных параметрах среды (в данном случае песка) плотность грунта рассчитывается по формуле:

ρ=m*ρ₀/m₀, где ρ₀ и m₀ — плотность и масса песка, наполняющего лунку.

В методике с резиновым баллоном в качестве среды используется вода, которая заливается внутрь аппарата. Баллон помещается в вырытую лунку, заполняется водой. По количеству потраченной воды определяется объем грунта. Далее, измерив вес пробы, можно найти искомую плотность и коэффициент уплотнения.

Этот метод можно использовать, если количество твердых крупных частиц превышает 25%. Это щебеночные и гравийные основания, а также подушки из смесей ЩПС или ПГС.

Способы увеличения плотности грунта

Характеристики грунта зависят от его состава и влажности. Если его плотность очень низкая, налицо склонность к деформациям и просадкам. Это сильносжимаемые торф, ил, сапропели, пластичные глины и т.д. В большинстве случаев они не используются в качестве оснований для строительства. Требуется повышение их прочностных свойств, которое решается различными методами:

• инъектированием закрепляющих растворов;
• термической обработкой (обжигом);
• электрохимическим способом;
• армированием;
• установкой шпунтовых ограждений;
• фильтрующей пригрузкой;
• механическими методами.

При недостаточной поверхностной плотности грунта проводится уплотнение верхнего слоя трамбовками, катками, площадочными вибраторами. Глубинное уплотнение производится с помощью устройства свай, вибрации, замачивания, направленных взрывов. При большой влажности сначала понижается уровень грунтовых вод, затем проводится предварительное обжатие.

Заключение

Коэффициент уплотнения — важный показатель, который позволяет охарактеризовать состояние материалов после различных манипуляций. При транспортировке он помогает прогнозировать уменьшение объема, а при трамбовке — изменение плотности. Показатель зависит от гранулометрического состава, пористости частиц, влажности и интенсивности механического воздействия.

Что такое коэффициент уплотнения

Коэффициент уплотнения – это показатель, демонстрирующий, насколько изменяется объем сып у чего материала после трамбовки или перевозки. Определяется он по соотношению общей и максимальной плотности.

Любой сыпучий материал состоит из отдельных элементов – зерен. Между ними всегда есть пустоты, или поры. Чем выше процент этих пустот, тем больший объем б у дет занимать вещество.

Попробуем объяснить это простым языком: вспомните детскую игру в снежки. Чтобы получить хороший снежок, нужно зачерпнуть из сугроба горсть побольше и посильнее ее сжать. Таким образом мы сокращаем количество пустот между снежинками, то есть уплотняем их. При этом уменьшается и объем.

То же самое будет, если насыпать в стакан немного крупы , а затем встряхнуть ее или утрамбовать пальцами. Произойдет уплотнение зерен.

Иными словами, коэффициент уплотнения – это и есть разница между материалом в его обычном состоянии и утрамбованном.

Для чего нужно знать коэффициент уплотнения

Знать коэффициент уплотнения для сыпучих материалов необходимо, чтобы:

• Проконтролировать, действительно ли вам привезли заказанное количество материала
• Купить п р авильное количество песка, щебня, отсева для засыпки котлованов, ям или канав
• Рассчитать вероятную усадку грунта при закладке фундамента, прокладке дороги или тротуарной плитки
• Правильно рассчитать количество бетонной смеси для заливки фундаментов или перекрытий

Дальше мы подробнее расскажем обо всех этих сл у чаях.

Коэффициент уплотнения при транспортировке

Представьте, что самосвал везет 6 м³ щебня с карьера на объект заказчика. В пути ему попадаются ямы и выбоины. Под воздействием вибрации зерна щебня уплотняются , объем сокращается до 5,45 м³. Это называется утряской материала.

Как же убедиться в том, что на объект привезли то количество товара, которое указано в документах? Для этого нужно знать конечный объем материала (5,45 м³) и коэффициент уплотнения (для щебня он равен 1,1). Эти две цифры перемножаются, и получается начальный объем – 6 кубов. Если он не совпадает с тем, что написано в документах, значит мы имеем дело не с утряской щебня, а с недобросовестным п р одавцом.

Коэффициент уплотнения при засыпке ям

В строительстве есть такое понятие как усадка. Грунт или любой другой сыпучий материал уплотняется и уменьшается в объеме под действием собственного веса или давлением различных конст р укций (фундамента, тротуарных плит). Процесс усадки нужно обязательно учитывать при засыпке канав, котлованов. Если этого не сделать, через некоторое время образуется новая яма.

Чтобы заказать необходимое количество материала для засыпки, нужно знать объем ямы. Если вам известна ее форма, глубина и ширина, можете воспользоваться для р асчета нашим калькулятором. После этого полученную цифру нужно умножить на насыпную плотность материала и его коэффициент уплотнения.

При засыпке правильно рассчитанного материала в яму может получиться холмик. Дело в том, что в естественных условиях усадка происходит за определенный промежуток времени. Уско р ить процесс можно с помощью трамбовки. Ее проводят вручную или с помощью специальных механизмов.

Коэффициент уплотнения в строительстве

Наверное, вам известны случаи, когда в зданиях сразу после постройки появлялись трещины. А ямы на новых дорогах или провалившаяся тротуарная плитка на дорожках и во дворах? Это случается , если неправильно рассчитать усадку грунта и не предпринять соответствующие меры по ее устранению.

Чтобы знать усадку, используется коэффициент уплотнения. Он помогает понять, насколько утрамбуется тот или иной грунт в определенных условиях. Например, под давлением веса здания , плитки или асфальта.

Некоторые грунты имеют настолько сильную усадку, что их приходится замещать. Другие виды перед строительством специально трамбуют.

Как узнать коэффициент уплотнения

Легче всего взять данные о коэффициенте уплотнения из ГОСТов. Они р ассчитаны для разных видов материала.

Наименование материала	Коэффициент уплотнения
ПГС	1,2
ПЩС	1,2
Песок	1,15
Керамзит	1,15
Щебень	1,1
Многокомпонентная почвосмесь	1,5

В лабораторных условиях коэффициент уплотнения определяют следующим образом:

• Измеряют общую или насыпную плотность материала. Для этого измеряют массу и объем образца, вычисляют их соотношение
• Затем пробу встряхивают или прессуют, измеряют массу и объем , после чего определяют максимальную плотность
• По соотношению двух показателей вычисляют коэффициент

Документы указывают усредненные значения коэффициента уплотнения. Показатель может меняться в зависимости от различных факторов. Приведенные в таблице циф р ы достаточно условные, но они позволяют рассчитать усадку больших объемов материала.

На значение коэффициента уплотнения влияют:

• Особенности транспорта и способа перевозки
  Если материал транспортируют по выбоинам или железной дороге , он уплотняется сильнее , чем при перевозке по ровной трассе или морю
• Гранулометрический состав (размеры, формы зерен, их соотношение)
  При неоднородном составе материала и наличии лещадных частиц (плоской или игловидной форм) коэффициент будет ниже. А при наличии большого количества мелких частиц – выше
• Влажность
  Чем больше влажность, тем меньше коэффициент уплотнения
• Способ трамбовки
  Если материал утрамбовывают вручную, он уплотняется х у же, чем после применения вибрирующих механизмов
• Насыпная плотность
  Коэффициент уплотнения напрямую связан с показателем насыпной плотности. Как мы уже сказали, в процессе трамбовки или транспортировки плотность материала меняется, так как становится меньше пустот между частицами. Поэтому насыпная плотность во время отгрузки в автомобиль на ка р ьере и после прибытия к заказчику разная. Эту разницу можно высчитать и проверить как раз благодаря коэффициенту уплотнения.
  Подробнее об этом вы можете прочитать на странице Насыпная плотность сыпучих материалов

Также вы можете посмотреть конкретные показатели для следующих материалов:

Коэффициент уплотнения – это важный показатель, помогающий узнать, сколько сыпучего материала заказывать. Он дает возможность проконтролировать, действительно ли вам привезли заказанный объем. Показатель нужно знать строителям при возведении зданий , чтобы правильно рассчитать наг р узку на основание.

Коэффициент уплотнения щебня

Востребованность щебня не уменьшается со временем. Он – незаменимый стройматериал для твёрдого покрытия дороги, заливки фундамента и отмостки, а также при выполнении ряда иных работ. Для доставщика и потребителя один из важнейших параметров – величина уплотнения щебня.

Для чего нужен?

При доставке щебня на объект и отсыпании его в рабочей зоне, в пределах которой он разравнивается, в дело вступает величина уплотнения щебня. Её особенность – фактическая усадка насыпанного в конкретное место щебня, слой которого достигнет определённого уровня.

Уплотнение щебня происходит при доставке – во время тряски и вибрации, пока самосвал движется до места приёмки стройматериала. Под действием тряски камешки располагаются друг относительно друга предельно плотно. Пустоты, образовавшиеся при первоначальной отсыпке щебня в грузовик, к концу пути машины становятся несколько меньше, но полностью от них избавиться невозможно.

Коэффициент уплотнения щебня – величина, равная отношению установившегося при тряске объёма к первоначальному, который партия щебня только что заняла в кузове перед доставкой.

Отношение между первоначальным и конечным объёмом не должно оказаться менее 95%. Если щебня оказалось меньше, заказчик решит вопрос о недополучении щебёнки и скорректирует сумму к оплате. Например, ему доставили вместо 20 м3 всего 16,5 – процент утруски щебня составил более 15%. В данном случае – 17,5%. Начальное и конечное значение объёма включает в себя данные об этих величинах. При составлении заказа потребитель требует, чтобы эти величины отображались – иначе доставщик в итоге невольно обманет клиента.

Определение коэффициента

Основным материалом, из которого изготавливают щебень, является гранит или известняк. По фракциям он различается размером камешка в пределах 5-120 мм. Другими его параметрами являются плотность на раздрабливание, абсолютная (в пересчёте на сплошной гранит или известняк) плотность, устойчивость к замораживанию и коэффициент трамбования (при дорожной тряске и принудительном уплотнении после доставки).

При транспортировке

Складирование щебёнки, пролежавшей на складе не один год, приводит к некоторому уменьшению насыпного объёма. Под воздействием собственного веса мелкие камешки проседают в естественные пустоты, образованные между крупными. Наибольшая плотность щебня – у «дна» кучи.

Перевозя щебень, можно заметить, что он несколько осел во время доставки. Наиболее полно этот процесс происходит при длительной (дальней) доставке и при движении по не вполне ровным и гладким дорогам. ГОСТ допускает сжатие каждого кубометра на величину не ниже 15% от первоначального насыпного объёма. Если точнее – коэффициент уплотнения (по тому же ГОСТу) составляет 10-15%, в зависимости от размера одного камешка.

Малейшие несоответствия данному нормативу в обязательном порядке должны фиксироваться в договоре о купле-поставке стройматериала.

Измерить кузов машины по прибытии груза на объект потребитель вправе, если у него возникли претензии к заказанному объёму щебёнки. Разница между насыпной и конечной плотностью выявит, вся ли партия щебня доставлена.

При трамбовке

Подготавливая место для фундамента зданий и построек, опор для забора либо ворот, основу для дороги, щебень утрамбовывают. Наиболее популярный способ уплотнения щебня – при помощи дорожного катка: камни исключают ускоренное расползание объекта в разные стороны, растрескивания его в процессе эксплуатации. Альтернатива катку – виброплита: она утрясывает и просаживает вниз щебень методом, частично основанном на скольжении. С этой целью мастера используют добавочный коэффициент – величину трамбования.

Потребителю доступны значения, приведённые в таблице по ГОСТу (для определённой фракции), самостоятельный или сторонний (в лаборатории) расчёт.

После раскатывания щебёнки необходимо проверить, перестала ли оседать земля под трамбуемой основой. Наличие песчаной подушки под щебёнкой обязательно.

В качестве примера – основание для ленточного фундамента. Толщина прослойки щебня – 30 см. Площадь строящегося загородного дома – 80 м2, ширина основания под фундамент в любом его месте – 40 см. Допустим, в качестве рабочего стройматериала выбран щебень с размером камней в 2-4 см, а прочностная его марка значится как М-1000. Значение величины утрамбовывания для М-1000 (в среднем размер камня в 3 см) равно 1,38.

По габаритам конструкции фундамента объём щебёнки составит 4,13 кубометра. Умножив этот коэффициент на реальный объём щебня (после уплотнения), окажется, что его насыпной объём равен 6 «кубам». Это количество – с запасом – указывают в текущей заявке.

Для ускорения расчёта пользователь может принять во внимание следующие значения насыпной плотности щебня нужной разновидности.

Коэффициент уплотнения щебня

Значение коэффициента уплотнения щебня бывает разным при транспортировке и во время проведения строительных работ. Материал во время перевозки ут р амбовывается под влиянием тряски, вибрации мотора. Согласно ГОСТу, коэффициент в этой ситуации не должен превышать 1,1. Он не зависит от вида породы и фракции.

Но на него могут повлиять другие факторы:

• Высота засыпки на транспортное средство
• Вид транспорта
• Расстояние, на которое осуществляется перевозка
• Качество дороги (для автомобилей)

Показатель при транспортировке позволяет рассчитать усадку материала, происходящую в процессе его доставки. Ведь загружается всегда один объем, а в конечную точку попадает н е много другой. Если знать коэффициент уплотнения для щебня, можно избежать как обмана нечестных производителей, так и претензий заказчиков.

Чтобы убедиться в том, что на объект привезли то количество товара, которое указано в документах, необходимо перемножить две цифры:

• Конечный объем материала, который привезли
• Коэффи ц иент уплотнения

Результат должен совпадать с тем объемом, который прописан в документах. Если число меньше заявленного, значит, тут имеет место не утряска щебня, а недобросовестный продавец.

Когда щебень используется для засыпки котлованов, фундаментов, обустройства под у шек под дорожным полотном, он дополнительно утрамбовывается. Коэффициент уплотнения в процессе проведения работ, по сравнению с показателем при транспортировке, увеличивается. Он будет зависеть от размеров зерен, типа материнской породы, метода уплотнения (ручного или с помощью вибромашин).

В таблице приведены показатели для щебня разной прочности:

Материалы с низкой прочностью уплотняются сильнее, так как в процессе трамбовки часть зерен разрушае т ся. Также хорошо уплотняются кубовидные частицы. А вот при наличии большого количества игловидных и лещадных зерен коэффициент снижается. У мелких фракций показатель не рассчитывают, так как они чаще используются для расклинцовки.

Подробнее о том, что такое коэффициент у плотнения, читайте в разделе Коэффициент уплотнения.

Читайте также:

  
• Забор из цемента своими руками мастер класс колесников
  
• Русь цокольный этаж отделы
  
• Доска текстильная 90x120 см attache цвет покрытия синий алюминиевая рама
  
• Губка для мытья плитки
  
• Штукатурка под мешковину своими руками декоративная