Степень уплотнения грунта

13.1.2. Исходные данные для проектирования

Исходными данными для проектирования уплотнения грунтов, а также для проектирования оснований и фундаментов на уплотненных грунтах являются: необходимая степень уплотнения грунтов, деформационные и прочностные характеристики уплотненных грунтов, расчетные их сопротивления.

Необходимая степень уплотнения грунтов устанавливается в зависимости: от назначения уплотненных грунтов и нагрузок, передаваемых на них от фундаментов и других конструкций; от возможностей изменения температурно-влажностного режима уплотненного грунта; от диапазона изменения природной влажности грунтов, используемых для возведения обратных засыпок; от принятых и возможных технологических схем производства работ по отсыпке уплотняемого грунта и применяемого грунтоуплотняющего оборудования; от климатических условий производства работ; от производственных возможностей строительных организаций и пр. [7].

Для определения необходимой степени уплотнения грунтов с учетом приведенных выше факторов выполняется комплекс лабораторных исследований, включающий изучение уплотняемости грунтов (стандартное уплотнение), а также прочностных и деформационных характеристик уплотненных до различной степени плотности грунтов. По результатам стандартного уплотнения (см. рис. 13.2) определяются максимальная плотность ρd.max , оптимальная влажность ω , а также плотность сухого грунта при уплотнении его до различного коэффициента уплотнения и соответствующие диапазоны допускаемого изменения влажности.

По данным сдвиговых и компрессионных испытаний уплотненных до различной степени плотности грунтов строятся графики зависимости сцепления, угла внутреннего трения и модуля деформации от плотности грунта или от коэффициента уплотнения грунтов (рис. 13.3). На основе этих графиков в соответствии с необходимыми значениями сцепления, угла внутреннего трения и модуля деформации уплотненных грунтов назначается требуемая степень уплотнения грунтов.

При отсутствии данных описанных выше исследований необходимые значения степени уплотнения грунтов принимаются по табл. 13.2.

ТАБЛИЦА 13.2. НЕОБХОДИМАЯ СТЕПЕНЬ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ

Назначение уплотненного грунта Коэффициент уплотнения kcom
Для оснований фундаментов зданий, сооружений и тяжелого технологического оборудования, а также полов с равномерной нагрузкой более 0,15 МПа 0,98—0,95
То же, среднего оборудования, внутренних конструкций, полов с нагрузкой 0,05—0,15 МПа 0,95—0,92
То же, легкого оборудования, полов с нагрузкой менее 0,05 МПа, отмостки у зданий 0,92—0,9
Незастраиваемые участки 0,9—0,88

При возможном изменении температурно-влажностного режима уплотненных грунтов за счет их периодического промерзания и оттаивания приведенные в табл. 13.2 значения kcom целесообразно повышать на 0,01—0,02.

Модули деформации грунтов, уплотненных до различной степени плотности, должны приниматься, как правило, по результатам испытания их штампами. При отсутствии данных непосредственных испытаний значения модулей деформации допускается принимать по табл. 13.3.

Коэффициент изменчивости сжимаемости уплотненных грунтов αcom , обусловливаемый различной степенью уплотнения, переменной влажностью, неоднородностью состава грунта и представляющий собой отношение максимального значения модуля деформации к его возможному минимальному значению, допускается принимать: αcom = 1,2 при kcom = 0,92, αcom = 1,35 при kcom = 0,95 и αcom = 1,5 при kcom = 0,98.

ТАБЛИЦА 13.3. НОРМАТИВНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ МОДУЛЕЙ ДЕФОРМАЦИИ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ УПЛОТНЕННЫХ ГРУНТОВ

Грунты Е , МПа
при влажности уплотнения равной в водонасыщенном состоянии
kcom = 0,92 kcom = 0,95 kcom = 0,92 kcom = 0,95
Лессовидные супеси 20 25 15 20
Лессовидные суглинки и глина 25 30 20 25
Крупные пески 30 40
Средние пески 25 30
Мелкие пески 15 20

Прочностные характеристики уплотненных до различной степени плотности грунтов определяются путем испытания их на срез в условиях завершенной консолидации с получением зависимости сцепления с и угла внутреннего трения φ от коэффициента уплотнения. Для предварительных расчетов нормативные значения прочностных характеристик уплотненных лессовых грунтов рекомендуется принимать по табл. 10.4.

Расчетные сопротивления уплотненных грунтов определяются с учетом прочностных характеристик грунтов и размеров фундаментов. При отсутствии прочностных характеристик, а также для предварительного назначения размеров фундаментов допускается пользоваться условными значениями расчетных сопротивлений R уплотненных насыпных грунтов (табл. 13.4).

ТАБЛИЦА 13.4. РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОСНОВАНИЯ ИЗ УПЛОТНЕННЫХ ГРУНТОВ

Грунты R , МПа, при коэффициенте уплотнения kcom
0,92 0,95 0,97
Супеси
Суглинки
Глина
Крупные пески
Средние пески
Мелкие пески
0,2
0,25
0,3
0,3
0,25
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,3
0,25
0,28
0,32
0,4
0,5
0,4
0,3

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Коэффициент уплотнения грунта, песка, щебня

Определяем коэффициент уплотнения грунта, песка и щебня, а также плотность грунтов при устройстве дорожной одежды, обратной засыпке траншей, котлованов, благоустройстве территорий. Работаем по всей территории России.

Читать еще:  Как укладывается электрический теплый пол под плитку

Ниже приведена сравнительная таблица по стоимости и срокам выполнения работ:

Метод

Сроки и место проведения

Стоимость

Экспресс методы определения степени уплотнения песка, грунта.

1 рабочий день. Измерения проводятся на объекте. Заключения с результатами измерений оформляются сотрудником на объекте.

300 руб.

Стандартное уплотнение (ГОСТ 22733-2016 Метод лабораторного определения максимальной плотности).

3-4 рабочих дня. На объекте определяется плотность методом режущего кольца и отбирается проба для анализа в лабораторных условиях.

2200 руб.

Метод режущего кольца (в случае, если необходимо определить именно плотность). ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

1-2 рабочих дня. На объекте отбирается проба методом режущего кольца, и рассчитывается плотность грунта.

900 руб.

Определение плотности щебеночного основания* (ГОСТ 28514-90 определение плотности грунтов методом замещения объема).

1-2 рабочих дня. На объекте отбирается проба щебня и рассчитывается его плотность.

2750 руб.

Выезд сотрудника лаборатории на объект Заказчика

г.Москва (не далее 50 км от МКАД)

г.Екатеринбург (не далее 50 км от ЕКАД)

Выезд в другие регионы по согласованию.

* Если в проекте указана требуемая плотность после уплотнения, тогда возможно посчитать степень уплотнения щебеночного основания (коэффициент уплотнения).

Ответим в течение часа по электронной почте info@scopum.ru или используйте форму он-лайн чата

Контроль степени уплотнения нормируется:
— СП 45.13330.2012;
— Руководство по сооружению земляного полотна автомобильных дорог;
— ТР 73-98 Технические рекомендации по технологии уплотнения грунта при обратной засыпке котлованов, траншей, пазух;
— СП 121.13330.2012 Аэродромы. Актуализированная редакция СНиП 32-03-96.

Требуемое значение коэффициента уплотнения песка или грунта регламентируется действующими нормативными документами в зависимости от объекта или отдельно указывается в проекте. Если этих данных нет, можно воспользоваться таблицей М.2 СП 45.13330.2012:

Контрольные значения коэффициента уплотнения при нагрузке на поверхность уплотненного грунта, МПа, при общей толщине отсыпки, м

Примечание — Коэффициентом уплотнения называется отношение достигнутой плотности сухого грунта к максимальной плотности сухого грунта, полученной в приборе стандартного уплотнения по ГОСТ 22733.

Определение степени уплотнения грунта, песка или щебня проводится в рамках контроля выполнения земляных работ и проверки соответствия показателей уплотнения проектным значениям. Измерения проводятся в основании котлованов и траншей, в том числе при их обратной засыпке, а также при строительстве автомобильных и железных дорог. В процессе работ определяется коэффициент уплотнения, который показывает степень соответствия фактической плотности максимальной плотности, до которой можно уплотнить грунт (метод стандартного уплотнения по ГОСТ 22733-2016).

Пример определения степени уплотнения грунта.

Допустим, максимальная плотность скелета грунта 1,95 г/см3 (т/м3), а плотность скелета грунта после уплотнения на объекте 1,88 г/см3 (т/м3). Разделим фактическую плотность на максимальную и найдем коэффициент уплотнения: Купл= 1,88/1,95=0,96.

В проектах часто нормируется не степень уплотнения грунта (указан не коэффициент уплотнения), а плотность скелета грунта (г/см3 или т/м3). В этом случае необходимо определить фактическую плотность и влажность грунта на объекте и вычислить требуемую плотность скелета грунта.

Значения коэффициента уплотнения грунта или песчаного основания «примеряют» к нормируемым проектом, ГОСТ или СНиП значениям‚ чаще всего равным 0‚95 (низ земляного полотна) или 0‚98–1‚0 (верх земляного полотна и подстилающий слой).

Экспресс методы определения коэффициента уплотнения грунта, песка, щебня

Распространены 3 экспресс метода определения коэффициента уплотнения грунта: с использованием плотномеров-пенетрометров статического, динамического типа, а также баллонных плотномеров. При определении уплотнения грунтов экспресс методами все измерения проводятся на стройплощадке, по результатам которых оформляется заключение.

В нашей строительной лаборатории используются все три экспресс метода определения степени уплотнения грунтов, песка и щебня.

Статические плотномеры используются для оперативного контроля степени уплотнения песка или грунтового основания при строительстве. Применяются для определения степени уплотнения песчаных и глинистых грунтов с содержанием включений размером крупнее 10 мм не более 15%. Приборы обеспечивают достоверные измерения в диапазоне 0,9 — 1,0 от максимальной стандартной плотности, определяемой по ГОСТ 22733 «Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности».

При использовании данных приборов, степень уплотнения грунтов оценивают по показателю удельного сопротивления пенетрации, рассчитанному по величине прилагаемого усилия при заглублении рабочего наконечника. В зависимости от установленного вида грунтов при сборке плотномера используется конус (несвязные грунты) или усеченный конус (суглинок).
Степень уплотнения определяется отклонением стрелки индикатора, возникающим при деформации динамометрического кольца. Фактическое значение степени уплотнения определяется исходя из полученных результатов замеров по прилагаемой к прибору таблице с учетом типа грунта.
При использовании статических плотномеров для контроля плотности не менее 10% проб необходимо выполнять стандартным весовым методом – кольцами согласно «Руководству по сооружению земляного полотна автомобильных дорог».
В процессе контроля качества уплотнения основания для испытаний выбираются площадки размером не менее 20*20 см. Верхний переуплотненный или разрыхленный слой на глубину 3-5 см снимается, а основание зачищается и выравнивается.
Плотномер ставят вертикально к измеряемой поверхности и нажимом на рукояти погружают наконечник в грунт до упора основания ограничительной муфты в поверхности грунта, после чего плотномер извлекается из грунта, а показание по шкале силоизмерителя записывается в журнал.
Пенетрация статическим плотномером в каждой точке выполняется по 3-5 раз. Расстояние между точками измерения составляет не менее 15 см.
Фактический коэффициент уплотнения песка определяется по значениям показаний силоизмерителя плотномера и соответствующим тарировочным графикам, приведенным в паспорте статического плотномера.
Статические плотномеры применяются для оперативного контроля качества уплотнения грунтовых искусственных оснований (слой песка разной крупности) различных сооружений (основания полов, фундаментов, слои дорожных одежд и т.д.) при строительстве объектов.

Читать еще:  Гараж каркасно щитовой

Также активно применяется динамический плотномер Д-51А. Он, как и статический, используется для оперативного контроля степени уплотнения грунтов с содержанием частиц не крупнее 2 мм. Метод динамического зондирования основан на определении сопротивления грунта погружению зонда (штанги с коническим наконечником) под действием ударов груза постоянной массы, свободно падающего с заданной высоты.

Определение степени уплотнения щебня

Прибор БПД-КМ является плотномером водобаллонного типа, измеряющим объем лунки с последующим определением фактической плотности после взвешивания материала, взятого из лунки. Предназначен для контроля качества уплотнения щебеночных и гравийных оснований и покрытий из смесей, зерновой состав которых отвечает требованиям ГОСТ 25607-94. Определение плотности сложения грунта осуществляется по общепринятым методикам в соответствии с ГОСТ 28514-90 «Определение плотности грунтов методом замещения объема». Плотность сложения испытываемого слоя определяется с точностью до 0,01 г/см3.

Стандартное уплотнение, как метод контроля степени уплотнения грунтов

В случае применения стандартного способа с обязательным отбором проб грунтов с уплотняемого слоя, отобранные пробы анализируются в лабораторных условиях, т.е. делается стандартное уплотнение, проводится определение максимальной плотности при оптимальной влажности по ГОСТ 22733-2016. Исходя из полученных данных, вычисляется коэффициент уплотнения. Данный метод более точный, но длительный по времени, поэтому он используется как заверочный в случае применения экспресс методов. Если при использовании экспресс методов на все работы уходит 1-2 дня, то на лабораторные испытания и определения уплотнения грунтов методом стандартного уплотнения — до 3-5 дней. Результаты, полученные в результате, позволяют дать рекомендации для повышения плотности при низкой степени уплотнении.

Коэффициент уплотнения грунта. Определение плотности грунта

Подготавливаясь к застройке, проводят специальные исследования и тесты, определяющие пригодность участка к предстоящей работе: берут пробы грунта, вычисляют уровень залегания подземных вод и исследуют другие особенности почвы, которые помогают определить возможность (или ее отсутствие) строительства.

Проведение таких мероприятий способствует повышению технических показателей, вследствие чего решается ряд проблем, возникающих в процессе строительства, например, проседание почвы под тяжестью конструкции со всеми вытекающими последствиями. Первое ее внешнее проявление выглядит как появление трещин на стенах, а в совокупности с другими факторами к частичному или полному разрушению объекта.

Коэффициент уплотнения: что это?

Под коэффициентом уплотнения грунта имеют в виду безразмерный показатель, который, по сути, является исчислением из отношения плотность грунта/плотность грунтаmax. Коэффициент уплотнения грунта рассчитывается с учетом геологических показателей. Любой из них, независимо от породы, пористый. Он пронизан микроскопическими пустотами, которые заполняются влагой или воздухом. При выработке почвы объем этих пустот увеличивается в разы, что приводит к повышению рыхлости породы.

Важно! Показатель плотности насыпной породы намного меньше, чем те же характеристики утрамбованного грунта.

Именно коэффициент уплотнения грунта определяет необходимость подготовки участка к строительству. Опираясь на эти показатели, подготавливают песчаные подушки под фундамент и его основание, дополнительно уплотняя грунт. Если эту деталь упустить, он может слеживаться и под весом конструкции начнет проседать.

Читать еще:  Трасса к дому фото

Показатели уплотнения грунта

Коэффициент уплотнения грунта показывает уровень уплотненности почвы. Его значение варьируется в рамках от 0 до 1. Для основания бетонного ленточного фундамента нормой считается показатель в >0,98 балла.

Специфика определения коэффициента уплотнения

Плотность скелета грунта, когда земляное полотно поддают стандартному уплотнению, вычисляется в лабораторных условиях. Принципиальная схема исследования заключается в помещении образца почвы в стальной цилиндр, который сжимается под воздействием внешней грубой механической силы – ударов падающего груза.

Важно! Наивысшие показатели плотности грунта отмечаются у пород с влажностью чуть выше нормы. Эта зависимость изображена на графике ниже.

Каждое земляное полотно имеет свою оптимальную влажность, при которой и достигается максимальный уровень уплотнения. Этот показатель также исследуют в лабораторных условиях, придавая породе разную влажность и сравнивая показатели уплотнения.

Реальные данные – это конечный результат исследований, измеряющийся по окончании всех лабораторных работ.

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).

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.

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.

Как определяют коэффициент уплотнения?

Проще всего определить коэффициент уплотнения грунта по методу режущих колец: металлическое кольцо выбранного диаметра и определенной длины забивают в грунт, во время чего порода плотно фиксируется внутри стального цилиндра. После этого массу приспособления измеряют на весах, а по окончании взвешивания вычитывают вес кольца, получая чистую массу грунта. Это число делят на объем цилиндра и получают окончательную плотность грунта. После чего ее делят на показатель максимально возможной плотности и получают вычисляемое – коэффициент уплотнения для данного участка.

Примеры вычисления коэффициента уплотнения

Рассмотрим определение коэффициента уплотнения грунта на примере:

  • значение максимальной плотности грунта — 1,95 г/см 3 ;
  • диаметр режущего кольца – 5 см;
  • высота режущего кольца – 3 см.

Необходимо определить коэффициент уплотнения почвы.

С такой практической задачей справиться намного легче, чем может показаться.

Для начала забивают цилиндр в грунт полностью, после чего извлекают его из почвы так, чтобы внутреннее пространство оставалось заполненным землей, но снаружи никакого скопления грунта не отмечалось.

При помощи ножа грунт извлекают из стального кольца и взвешивают.

К примеру, масса грунта составляет 450 грамм, объем цилиндра 235,5 см 3 . Рассчитав по формуле, получаем число 1,91г/см 3 – плотность почвы, откуда коэффициент уплотнения почвы – 1,91/1,95 = 0,979.

Возведение любого здания или конструкции — ответственный процесс, которому предшествует еще более ответственный момент подготовки застраиваемого участка, проектирования предполагаемых построек, расчета общей нагрузки на грунт. Это касается всех без исключения построек, которые предназначены для длительной эксплуатации, срок которой измеряется десятками, а то и сотнями лет.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector