Потребность в знании точной плотности насыпных стройматериалов возникает при их транспортировке, трамбовке, заполнении емкостей и котлованов и подборе пропорций при приготовлении строительных растворов. Одним из учитываемых показателей служит коэффициент уплотнения, характеризующий соответствие укладываемых прослоек требованиям нормативов или степень уменьшения объема песка в процессе транспортировки. Рекомендуемое значение указывается в проектной документации и зависит от типа возводимой конструкции или вида работ.

Коэффициент уплотнения представляет собой нормативное число, учитывающее степень уменьшения наружного объема в процессе доставки и укладки с последующей трамбовкой (информацию об уплотнении щебня вы можете найти ). В упрощенном варианте он находится как отношение массы определенного объема, взятого при снятии проб, к эталонному параметру, полученному в лабораторных условиях. Его величина зависит от вида и размера фракций наполнителей и варьируется от 1,05 до 1,52. В случае песка для строительных работ он составляет 1,15, от него отталкиваются при расчете стройматериалов.

В итоге реальный объем поставляемого песка определяется путем умножения результатов обмера на показатель уплотнения при транспортировке. Максимально допустимое значение обязательно указывается в договоре на покупку. Возможны и обратные ситуации – для проверки добросовестности поставщиков находится объем по окончании доставки, его количество в м 3 делится на коэффициент уплотнения песка и сверяется с привезенным. Например, при транспортировке 50 м 3 после трамбовки в кузове автомобиля или вагонах на объект привезут не более 43,5.

Факторы влияния на коэффициент

Приведенное число является среднестатистическим, на практике оно зависит от множества разных критериев. К ним относят:

• Размеры зерен песка, чистота и другие физические и химические свойства, определяемые местом и способом добычи. Характеристики источника получения могут меняться со временем, по мере выемки из карьеров возрастает рыхлость оставшихся слоев, для исключения ошибки насыпная плотность и сопутствующие параметры периодически проверяются в лабораторных условиях.
• Условия перевозки (расстояние до объекта, климатические и сезонные факторы, вид используемого транспорта). Чем сильнее и дольше на материал влияет вибрация, тем эффективнее проводится трамбовка песка, максимальное уплотнение достигается при его перемещении с помощью автотранспорта, чуть меньшее – при железнодорожных перевозках, минимальное – при морских. При правильных условиях транспортировки воздействие влажности и минусовых температур сведено к минимуму.

Проверять эти факторы следует сразу, значения показателей допустимой естественной влажности и насыпной плотности прописываются в паспорте. Дополнительные объемы сыпучих веществ, обусловленные потерями при транспортировке, зависят от дальности доставки и принимаются равными 0,5% в пределах 1 км, 1% – свыше этого параметра.

Использование коэффициента при подготовке песчаных подушек и строительстве дорог

Характерной особенностью любых сыпучих стройматериалов является изменение объема при выгрузке на свободном участке или его трамбовке. В первом случае песок или грунт становятся рыхлыми, в процессе хранения частицы оседают и прилегают другу к другу практически без пустот, но все еще не соответствуют нормативным. На последнем этапе – укладке и распределении составов на дне котлована учитывается коэффициент относительного уплотнения песка. Он является критерием качества работ, проводимых при подготовке траншей и строительных площадок и варьируется от 0,95 до 1, точное значение зависит от целевого назначения прослойки и способа засыпки и трамбовки. Оно определяется расчетным путем и обязательно указывается в проектной документации.

Уплотнение засыпаемого обратно грунта считается таким же обязательным действием, как и при закладке песчаной подушки под фундаментами зданий или при обустройстве дорожного полотна. Для достижения нужного эффекта используется специальное оборудование – катки, вибрационные плиты и виброштампы, при его отсутствии трамбовку проводят ручным инструментом или ногами. Максимально допустимая толщина обрабатываемого слоя и требуемое число проходов относятся к табличным величинам, это же касается рекомендуемого минимума подсыпки поверх труб или коммуникаций.

В процессе проведения трамбовки песка или грунта их насыпная плотность увеличивается, а объемная площадь неизбежно уменьшается. Это обязательно учитывается при расчете количества закупаемого материала наряду с общими потерями на выветривание или величиной запаса. При выборе способа уплотнения важно помнить, что любые наружные механические воздействия оказывают влияние только на верхние слои, для получения покрытия с нужным качеством требуется вибрационное оборудование.

Коэффициент уплотнения необходимо определять и учитывать не только в узконаправленных сферах строительства. Специалисты и обычные рабочие, выполняющие стандартные процедуры использования песка, постоянно сталкиваются с необходимостью определения коэффициента.

Коэффициент уплотнения активно используется для определения объема сыпучих материалов, в частности песка,
но тоже относится и к гравию, грунту. Самый точный метод определения уплотнения – это весовой способ.

Широкое практическое применение не обрел из-за труднодоступности оборудования для взвешивания больших объемов материала или отсутствия достаточно точных показателей. Альтернативный вариант вывода коэффициента – объемный учет.

Единственный его недостаток заключается в необходимости определения уплотнения на разных стадиях. Так рассчитывается коэффициент сразу после добычи, при складировании, при перевозке (актуально для автотранспортных доставок) и непосредственно у конечного потребителя.

Факторы и свойства строительного песка

Коэффициент уплотнения – это зависимость плотности, то есть массы определенного объема, контролируемого образца к эталонному стандарту.

Стоит учитывать, что все виды механического, наружного уплотнения способны воздействовать только на верхний слой материала.

Основные виды и способы уплотнения и их влияние на верхние слои грунта представлены в таблице.

Для определения объема материала для засыпки необходимо учесть относительный коэффициент уплотнения. Это связано с изменением физических свойств котлована после вырывания песка.

При заливке фундамента необходимо знать правильные пропорции песка и цемента. Перейдя по ознакомитесь с пропорциями цемента и песка для фундамента.

Цемент является специальным сыпучим материалом, который по своему составу представляет минеральной порошок. о различных марках цемента и их применении.

При помощи штукатурки увеличивают толщину стен, из за чего увеличивается их прочность. узнаете, сколько сохнет штукатурка.

P = ((m – m1)*Pв) / m-m1+m2-m3 , где:

• m – масса пикнометра при заполнении песком, г;
• m1 – вес пустого пикнометра, г;
• m2 – масса с дисциллированной водой, г;
• m3 – вес пикнометра с добавлением дисциллированной воды и песка, при этом после избавления от пузырьков воздуха
• Pв – плотность воды

При этом проводится несколько замеров, исходя из количества предоставленных проб на проверку. Результаты не должны быть с расхождением более 0,02 г/см3. В случае большого полученных данных выводится средне арифметическое число.

Смета и подсчеты материалов, их коэффициентов – это основная составляющая часть строительства любых объектов, так как помогает понять количество необходимого материала, а соответственно затраты.

Для правильного составления сметы необходимо знать плотность песка, для этого используется информация предоставленная производителем, на основании обследований и относительный коэффициент уплотнения при доставке.

Из-за чего изменяется уровень сыпучей смеси и степень уплотнения

Песок проходит через трамбовку, не обязательно специальную, возможно в процессе перемещения. Посчитать количество материала полученного на выходе достаточно сложно, учитывая все переменные показатели. Для точного расчета необходимо знать все воздействия и манипуляции, проведенные с песком .

Конечный коэффициент и степень уплотнения зависит от разнообразных факторов:

• способ перевозки, чем больше механических соприкосновений с неровностями, тем сильнее уплотнение;
• длительность маршрута, информация доступна для потребителя;
• наличие повреждений со стороны механических воздействий;
• количество примесей. В любом случае посторонние компоненты в песке придают ему больший или меньший вес. Чем чище песок, тем ближе значение плотности к эталонному ;
• количество попавшей влаги.

Сразу после приобретения партии песка, его следует проверить.

Какие пробы берут для определения насыпной плотности песка для строительства

Нужно взять пробы:

• для партии менее 350 т – 10 проб;
• для партии 350-700 т – 10-15 проб;
• при заказе выше 700 т – 20 проб.

Полученные пробы отнести в исследовательское учреждение для проведения обследований и сравнения качества с нормативными документами.

Заключение

Необходимая плотность сильно зависит от типа работ. В основном уплотнение необходимо для формирования фундамента, обратной засыпки траншей, создания подушки под дорожное полотно и т.д. Необходимо учитывать качество трамбовки, каждый вид работы имеет различные требования к уплотнению.

В строительстве автомобильных дорог часто используется каток, в труднодоступных для транспорта местах используется виброплита различной мощности.

Так для определения конечного количества материала нужно закладывать коэффициент уплотнения на поверхности при трамбовке, данное отношение указывается производителем трамбовочного оборудования.

Всегда учитывается относительный показатель коэффициента плотности , так как грунт и песок склонны менять свои показатели исходя из уровня влажности, типа песка, фракции и других показателей.

Все документы, представленные в каталоге, не являются их официальным изданием и предназначены исключительно для ознакомительных целей. Электронные копии этих документов могут распространяться без всяких ограничений. Вы можете размещать информацию с этого сайта на любом другом сайте.

Государственный дорожный научно - исследовательский институт ФГУП

«СОЮЗДОРНИИ»

МЕТОДИКА

ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ОТНОСИТЕЛЬНОГО

УПЛОТНЕНИЯ

ПЕСКОВ

Москва 2001

Посвящена определению коэффициента относительного уплотнения песков.

Разработана на основе теоретического анализа, обобщения опыта проектирования и строительства земляных сооружений, результатов полевых и лабораторных исследований.

Дан дифференцированный подход к расчету коэффициента относительного уплотнения в зависимости от различных факторов.

Приведены примеры определения этого показателя.

Транспортные схемы их доставки к месту укладки; Сезонные условия; Требования к уплотнению песчаного подстилающего слоя или земляного полотна на различных горизонтах от верха покрытия. Изложены положения методики и даны соответствующие рекомендации, включающие (в том числе) примеры определения коэффициента относительного уплотнения. Настоящую Методику разработали инженеры Ю.М. Львович, А.К. Мирошкин (ответственный исполнитель), канд. техн. наук Г.Б. Гершман при участии д-ра техн. наук Э.К. Кузахметовой. В работе принимали участие инженеры Т.Н. Ибрагимова, В.Н. Губанова, Л.П. Андриенко, С.С. Марина, лаборанты Л.П. Горобец, Т.А. Морозова, В.Д. Полехина. Пожелания и предложения по настоящей работе просьба направлять по адресу: 143900, Московская обл., г. Балашиха-6, ш. Энтузиастов, 79, Союздорнии. 1. Общие положения 1.1. Настоящая Методика по определению коэффициента относительного уплотнения песков разработана в лаборатории земляного полотна, геотехники и геосинтетики Союздорнии согласно договору № 70-00-ЗР от 1.03.2000 г. 1.2. Методика предназначена для определения или уточнения коэффициента относительного уплотнениястроительных песков (ГОСТ 8736-93 и ГОСТ 25100-95) при проектировании и строительстве земляного полотна, подстилающих слоев дорожной одежды, конусов и обратных засыпок в котлованах, траншеях, дренажах и других сооружениях. 1.3. Коэффициент относительного уплотнения определяет соотношение объемов песков (в конкретном случае), разрабатываемых или получаемых в том или ином источнике, к объемам в соответствующих конструктивных элементах при требуемой для каждого из них плотности (коэффициент уплотнения согласно табл. 22 СНиП 2.05.02-85 ). Значение коэффициента относительного уплотнения необходимо включать в проектную документацию и паспорт источника получения песков. 1.4. В общем виде коэффициент относительного уплотнения представляет собой отношение плотности (скелета) «сухого песка» при требуемом коэффициенте уплотнения (согласно СНиП 2.05.02-85) к плотности (также скелета «сухого» материала) в соответствующем источнике его получения. Примечание : в случаях исчисления объемов песка в транспортных средствах одним из компонентов для определения коэффициента относительного уплотнения песков является их насыпная плотность. 1.5. Коэффициент относительного уплотнения рассчитывается в зависимости от следующих факторов и условий, которые должны быть отражены в проектной документации (для плановых источников получения песка) или согласованы проектной организацией в случаях изменения паспортных данных источников или замены его на иные: 1. характеристики источника получения песка (карьер, штабель, гидронамыв и т.п.); 2. паспорта источника, в котором должны быть представлены следующие данные: Характеристика песка согласно ГОСТ 8736-93 или ГОСТ 25100-95 ; Параметры стандартной максимальной плотности и оптимальной влажности в соответствии с ГОСТ 22733 -77; Плотность песка в естественном залегании; Естественная влажность; Изменение указанных параметров по мощности источника; Коэффициент относительного уплотнения с учетом требуемых коэффициентов уплотнения в устраиваемых конструктивных элементах (1,0; 0,98; 0,95); Коэффициенты относительного уплотнения при прямой транспортной схеме «источник- трасса»; Насыпная плотность согласно ГОСТ 8735-88 ; 3. транспортной схемы доставки песка к месту укладки; если в процессе работ происходит изменение транспортной схемыпо сравнению с проектом (ПОС, ППР), то она должна быть согласована с проектной организацией и Заказчиком на период времени ее действия; 4. климатических условий (отрицательные и положительные температуры); при работах в зимний период необходимо учитывать количество мерзлых комьев, допускаемых и не допускаемых в соответствующем конструктивном элементе. 1.6. Перечень нормативных документов приведен в .настоящей Методики. 2. Методика определения к оэффициента относительного уплотнения 2.1. Понятия и определения 2.1.1. Требуемый объем песка природного сложения в сосредоточенных резервах или карьерах ,когда он согласно транспортной схеме используется непосредственно для устройства конструктивных элементов земляного полотна (насыпь или дополнительные подстилающие слои дорожной одежды), следует определять по формуле где - геометрический объем грунта устраиваемого конструктивного элемента (земляное полотно, дополнительный подстилающий слой) в уплотненном состоянии; коэффициент относительного уплотнения (отношение требуемой плотности (скелета) сухого грунта в конструктивном элементе к плотности (скелета) сухого грунта в источнике получения. Требуемый объем песка, исчисляемого и транспортных средствах (автомобили-самосвалы, железнодорожные полувагоны и т.п.), когда он находится в разрыхленном состоянии, следует рассчитывать по формуле где - геометрический объем грунта устраиваемого конструктивного элемента земляного полотна в уплотненном состоянии (при требуемой плотности); Коэффициент относительного уплотнения (отношение требуемой плотности сухого (скелета) песка в конструктивном элементе к насыпной плотности сухого грунта, определяемой при естественной влажности в стандартной 10-литровой емкости по ГОСТ 8736-93 . 2.1.2 Требуемое количество песка можно рассчитывать по объему или по массе. В первом случае обмер производят либо путем регулярной геодезической съемки вырабатываемого источника получения материала, либо непосредственно в транспортных средствах (железнодорожных вагонах, автомобилях, баржах и т.п.). При расчете по массе отгружаемый материал в вагонах или автомобилях взвешивают на железнодорожных или автомобильных весах. В соответствии с ГОСТ 11830-66 массу указывают в транспортной накладной. Количество песка, поставляемого на баржах или судах определяют по осадке последних. 2.1.3 Количество песка пересчитывают из единиц массы в единицы объема и наоборот по значению насыпной плотности песка, определяемой при влажности материала во время отгрузки, в соответствии с ГОСТ 8735-88 . Насыпная плотность и влажность строительного песка указываются в паспортах на каждую отгружаемую партию. 2.1.4 . Для приведения объема песка, поставляемого в нагоне или автомобиле, к объему в уплотненном состоянии, т.е. в конструктивном элементе, полученный исходный объем умножают на коэффициент относительного уплотнения. Последний зависит от зернового состава и влажности материала, способа погруз ки и дальности возки. 2.1.5 .При разработке проектных решений коэффициент относительного уплотнения следует назначать в зависимости от требуемой плотности материала и конструктивном элементе или его соответствующем горизонте (СНиП 2.05.02-85 , табл. 22) ориентировочно: При исчислении объемов, поставляемых из промышленных карьеров в транспортных средствах, - согласно СНиП 4.02-91 ; 4.05-91 ; При использовании песков естественной плотности в источнике получения - по СНиП 2.05.02-85 . 2.1.6. В тех случаях, когда ПОС и ППР предусматривают отсыпку элементов земляного полотна, дополнительных подстилающих слоёв в зимний период (непосредственно или через промежуточные накопленные объемы - штабели) объемы песков, исчисляемые в транспортных средствах, необходимо увеличивать на соответствующие коэффициенты, приведённые в настоящей Методике. 2.1.7 .Дополнительные объёмы грунта, связанные с потерями при транспортировке, в зависимости от способа и дальности возки в соответствии со СНиП 3.02.01-87 следует принимать равными 0,5% - при дальности возки до I км; 1% - при большей дальности. Допускается принимать больший процент потерь при достаточном обосновании и совместном решении заказчика и подрядчика, потребителя и владельца карьера. 2.1.8. Для определения коэффициента относительного уплотнения необходимы следующие исходные данные: Коэффициент уплотнения и плотность грунта конструктивного элемента; Стандартная максимальная плотность и оптимальная влажность материала; Насыпная плотность. В лаборатории для каждого однородного горизонта устанавливают средние значения плотности грунта (r ), плотности (скелета) сухого грунта (r d )и влажности (W ). Расхождения между результатами определений для каждого однородного горизонта не должно превышать: ± 0,04 г/см 3 - для r и r d ; ± 0,6% - для W . 2.2.12. По результатам лабораторных определений плотности (скелета) сухого грунта и выявленной в процессе обследования мощности каждого однородного горизонта рассчитывают средневзвешенную плотность (скелета) сухого фунта в карьере или резерве по формуле , где p i - среднее значение плотности сухого (скелета) грунта для каждого однородного горизонта песчаного грунта, выделенного визуально; h i - мощность каждого однородного отдельно выделенного горизонта песка, см. 2.2.13. Пробу песка нарушенного сложения в лаборатории высушивают до воздушно-сухого состояния, а затем методом квартования из нее последовательно выделяют две отдельные пробы массой 2000 и 2500 г для определения соответственно зернового состава по ГОСТ 8735-88 или ГОСТ 12536-79 , максимальной плотности и оптимальной влажности по ГОСТ 22733 -77. Испытание по определению зернового состава песка должно предшествовать испытанию для установления максимальной плотности и оптимальной влажности. 2.2.14. По данным зернового состава определяют модуль крупности и группу песка по крупности согласно ГОСТ 8736-93 или его тип согласно ГОСТ 25100-95 . 2.2.15. Стандартную максимальную плотность песка при уплотнении следует принимать в зависимости от формы кривой стандартного уплотнения и крупности песка: Кривая зависимости r d от влажности (W ) выражена горизонтальной линией без заметного пика, то максимальной плотности будет соответствовать первая наивысшая точка на горизонтальном участке кривой, а оптимальной влажности влажность, соответствующая данной точке; Если кривая зависимости p d грунта от влажности W имеет характерный пик (причем в небольшом диапазоне влажности), предшествующий началу отжатия воды, что характерно для испытания однородных по зерновому составу песков (степень неоднородности по ГОСТ 25100-95 менее 3), то за максимальную плотность следует принимать не наивысшую точку графика, а точку слева от максимума, соответствующую значению влажности, уменьшенной на 1% для крупных, средних и мелких песков и на 1,5% - для очень мелких и остальных типов песков. 2.2.16. Коэффициент относительного уплотнения песка в зависимости от требуемой плотности грунта в конструктивном элементе определяют по формуле где - требуемая плотность (скелета) сухого грунта в конструктивном элементе; устанавливается на основе лабораторных определений максимальнойплотности по ГОСТ 22733 -77 и требуемого коэффициента уплотнения по СНиП 2.05.02-85 ; Средневзвешенная плотность (скелета) сухого грунта и карьере (резерве) природного сложения. С учетом требуемого коэффициента уплотнения песка K mp в конструктивном элементе земляного полотна или подстилающем слое основания дорожной одежды значение требуемой плотности (скелета) определяется по формуле . 2.3. Определение и назначение коэффициента относительно уплотнения для объемов песка, исчисляемых в транспортных средствах 2.3.1. За коэффициент относительного уплотнения пески К 1 , при исчислении его объёмов в транспортных средствах (автомобили-самосвалы, железнодорожные вагоны, баржи и т.п.) следует принимать соотношение между требуемой плотностью песка в конструктивном элементе земляного полотна и подстилающем слое и плотностью сухого (скелета) песка в транспортном средстве. 2.3.2. Требуемая плотность песка в конструкции земляного полотна (насыпь или подстилающий слой дорожной одежды) автомобильных дорог определяется в соответствии со СНиП 2.05.02-85 и ГОСТ 22733 -77. 2.3.3. Плотность песка в транспортном средстве рекомендуется определять либо путём непосредственного ее измерения в кузове автомобиля или железнодорожном вагоне объемно-весовым методом с использованием режущих колец объёмом 500 см 3 и более, или через насыпную плотность при естественной влажности (ГОСТ 8735-88). 2.3.4. При определении плотности песка объемно-весовым методом пробы грунта следует отбирать на глубине 20-25 см от поверхности песка в транспортном средстве из углов на удалении от стенок не менее чем на 0,5 м, а также в центре кузова или вагона. Отбор проб осуществляется по схеме «конверт». 2.3.5. Отобранные пробы упаковывают в полиэтиленовые пакеты с этикетками. В лабораторных условиях определяют плотность песка, плотность (скелета) сухого песка и естественную влажность. 2.3.6. Расхождение в результатах параллельного определения плотности и плотности (скелета) сухого песка по величине не должно превышать 0,04 г/см 3 . Влажность песка определяют, округляя результаты до 0,1%. 2.3.7. Стандартную максимальную плотность и оптимальную влажность определяют на средней пробе песка, выделяемой методом квартования из нескольких единичных проб одной партии песка. 2.3.8. Коэффициент относительного уплотнения рассчитывают по формуле 2.3.9. При определении коэффициента относительного уплотнения песка через насыпную плотность значение последней устанавливают в соответствии с ГОСТ 8735-88 при естественной влажности песка путем заполнения стандартной 10-литровой ёмкости с высоты 1 м. 2.3.10. Заполнение следует выполнять за 2-3 приема, засыпая песок из мерного ведра или какого-либо другого сосуда непрерывным потоком. Данная процедура должна проводиться не менее 3 раз. 2.3.11. После каждого испытания, емкость с песком взвешивают на весах, отбирают пробы, для определения влажности расчетом устанавливают насыпную плотность песка в сухом состоянии. Результаты округляют до 10 кг/м 3 . 2.3.12. Расхождение параллельных определений насыпной плотности не должно превышать ±10 кг/м 3 . Приложение 1 Перечень нормативных документов и стандартов Требуемый коэффициент уплотнения грунта ( K mp ) - коэффициент уплотнения (доли стандартной плотности), предусмотренный в проекте работ или установленный в СНиП 2.05.02-85 для конкретного горизонта от верха покрытия. Коэффициент относительного уплотнения ( K 1 ) - отношение требуемой плотности (скелета) сухого грунта в насыпи , установленной с учетом коэффициента уплотнения по табл. 22 СНиП 2.05.02-85 , к его плотности, принятой при исчислении объёмов грунта. Ориентировочно K 1 допускается принимать по табл. 14 обязательного прил. 2 СНиП 2.05.02-85 . Требуемый объем земляных работ ( V p 1 ) - произведение проектного геометрического объема грунта в насыпи или в ином конструктивном элементе дорожной конструкции и значения коэффициента относительного уплотнения ( K 1 ) Проектный геометрический объем грунта ( V 2 )- объём грунта, определенный расчетом в проекте для соответствующего конструктивного элемента земляного полотна или подстилающего слоя дорожной одежды с уютом требуемого коэффициента уплотнения. Средняя взвешенная плотность сухого грунта в карьере (резерве) - отношение суммы плотностей сухого грунта отдельных слоев , умноженных на мощность слоев (h i ), к общей мощности слоев (), представленных в паспорте карьера. Насыпная платность песка - отношение массы песка, высушенного до постоянной массы, к объему, засыпанному в стандартную емкость вместимостью 10 л при естественной влажности (ГОСТ 8735-88). Приложение 3 Технические характеристикиавтомобилей Показатель Значение показателя для автомобиля марки ММЗ МАЗ-503, МАЗ-503Б КрАЗ 256Б КамаЗ 5511 Камаз с боковой погрузкой МАЗ 5516 МД 290, Магирус 380-30 Татра 815, 815С1 Volvo FH 420 Грузоподъемность, т 16,1 14,5 15,3 Вместимость, м 3 Габариты кузова, мм длина 2595 3280 4585 4525 5000 4450 5400 4300 6500 ширина 2210 2284 2430 2310 2320 2300 2650 2290 2500 высота 1080 1200 1700

Для определения коэффициента уплотнения методом динамического зондирования используется прибор – плотномер динамический марки Д-51, представленный на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Динамический плотномер:

4 – рукоятка; 5 – наковальня

Плотномер динамический предназначен для оперативного послойного контроля степени уплотнения грунтов земляных сооружений в процессе их возведения на глубине до 30 см (без отбора проб) в полевых условиях. Применение плотномера не рекомендуется для грунтов содержащих частицы крупнее 2 мм более 25 % по массе (гравелистых песков), мерзлых грунтов, а также грунтов отсыпаемых в воду или находящихся ниже уровня поверхностных или грунтовых вод. Масса прибора 3,9 кг. Время одного измерения 1-2 минуты.

Метод динамического зондирования основан на принципе определения сопротивления грунта погружению зонда с коническим наконечником под действием последовательно возрастающего количества ударов груза постоянной массы, свободно падающего с заданной высоты.

При контроле уплотнения пылевато-глинистых грунтов без определения влажности грунта применяют методдвойного зондирования .

3.2. Определение коэффициента уплотнения грунта методом статической пенетрации

Для определения коэффициента уплотнения методом статической пенетрации используется прибор пенетрометр , представленный на рис. 1.2.

Пенетрометр предназначен для оперативного послойного контроля плотности насыпных и намывных грунтов в полевых условиях.

Рис. 1.2.Пенетрометр:

1 – ручка; 2 – нажимной винт; 3 – гайка; 4 – пружина; корпус; 5 – корпус; 6 – шток;

7 – кольцо; 8 – втулка; 9 – движок; 10 – шпилька; 11 – опорная плита; 12 – конусный наконечник; 13 – хвостовик.

Принцип измерения плотности основан на известном методе исследования физических и механических свойств грунтов путем определения сопротивления грунтов проникновению конических наконечников (пенетрации).

С помощью пенетрометра измеряют коэффициент уплотнения К у различных грунтов.

Исследованию с помощью пенетрометра не подлежат грунты песчаные и глинистые, содержащие частицы крупнее 10 мм более 25 % по массе, а также грунты всех видов в мерзлом и водонасыщенном состоянии.

Длительность одного измерения не более 3 минут. Пенетрометр сохраняет свою работоспособность при влажности до 100 %.

Принцип действия пенетрометра основан на методе установления равновесия между внешней нагрузкой и силами реактивного сопротивления грунта по боковой поверхности конуса при различных значениях усилия вдавливания и глубины пенетрации.

Перед проведением испытаний необходимо провести тарировку силоизмерительного устройства плотномера.

Пенетрометр (рис. 1.2) состоит из сменного конусного наконечника 12 с уг- лом 30° при вершине, который соединен со штоком 6. Надетая на шток пружи- на 4 обеспечивает необходимое усилие пенетрации. Прибор собран в корпусе, состоящем из круглой опорной плиты 11, ручки 1 и дюралюминиевой трубки 5. Цилиндрический движок 9, состоящий из оргстекла, с круговой черной риской и кольцом 7 обеспечивает отсчет глубины погружения конуса в грунт по шкале, нанесенной на наружной поверхности корпуса. В начальном положении риска на движке совпадает с конечным делением шкалы. При погружении конуса в грунт шпилька 10 смещает движок 9 на соответствующее расстояние.Сила натяжения пружины регулируется устройством, состоящим из на- жимного винта 2, гайки 3 и втулки 8, которая установлена в проточке корпуса 5. Пружина 4 прикреплена к хвостовикам гайки 13 и втулки 8. Шток 6 в нажим- ной винт 2 упирается конической заточкой.

Такая конструкция прибора позволяет легко регулировать начальное натя- жение пружины, что обеспечивает возможность использования пенетро- метра как для весьма рыхлых песков, так и для значительно переуплотненных глин. Перед проведением испытаний необходимо отобрать пробы грунта для определения гранулометрического состава грунта.

Коэффициент уплотнения грунта - это безразмерный показатель, исчисляющийся как отношение плотности грунта к его максимальной плотности. В любом грунте есть поры - микроскопические пустоты заполненные воздухом или влагой, при выработке грунта таких пор становится слишком много, он становится рыхлым, гораздо меньше плотности утрамбованного грунта. Поэтому при подготовке , оснований фундамента или при грунт нужно дополнительно уплотнять, иначе со временем грунт будет слеживаться и под собственным весом и весом здания будет просаживаться.

Требуемый коэффициент уплотнения

Коэффициент уплотнения грунта показывает насколько хорошо уплотнён грунт и может принимать значения от 0 до 1. Для оснований фундамента требуемый коэффициент уплотнения - 0,98 и выше.

Определение коэффициента уплотнения

Максимальная плотность - плотность скелета грунта - определяется в лабораторных условиях методом стандартного уплотнения. Он заключается в том, что грунт помещают в цилиндр и сжимают его, нанося удары падающим грузом. Максимальная плотность зависит от влажности грунта, характер этой зависимости показан на графике:

Для каждого грунта есть , при которой можно достичь максимального уплотнения. Эта влажность определяется так же в при лабораторных исследованиях грунта при разной влажности.

Реальная плотность грунта при подготовке основания измеряется после работ по его уплотнению. Самый просто метод - метод режущих колец: металлическое кольцо определённого диаметра и известной длины забивается в грунт, грунт фиксируется внутри кольца, затем его масса измеряется на весах. 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.

Кокой коэффициент уплотнения к грунта?

Например, известна максимальная плотность скелета грунта - 1,95 г/см3, режущее кольцо имеет диаметр 5 см и высоту 3 см, определим коэффициент уплотнения грунта. Первым делом нужно забить кольцо полностью в грунт, затем убрать грунт вокруг кольца, ножом отделить кольцо с грунтом внутри от грунта под основанием и достать кольцо, придерживая грунт снизу так, чтобы ничего не выпало. Затем также с помощью ножа грунт можно извлечь из полости кольца и взвесить. Например, масса грунта составила 450 г. Объем нашего кольца - 235,5 см3, значит плотность грунта составляет 1,91 г/см3, а коэффициент уплотнения грунта - 1,91/1,95 = 0,979.