info@mastack.ru
8 800 511 04 38
Коэффициент уплотнения грунта: алгоритм определения и способы увеличения
785
12.08.2022
06.04.2023
Коэффициент уплотнения грунта является показателем, который характеризует отношение плотности сухого грунта к его максимальной плотности после воздействия силы. Измерение данной величины необходимо как перед началом строительства частного дома, так и при возведении крупных промышленных объектов.
Определение коэффициента уплотнения грунта в лабораторных условиях является обязательным условием для составления технического задания и паспорта строительства. Для получения объективных результатов нужно учитывать погодное и сезонное влияние. Подробнее о способах расчета коэффициента уплотнения грунта читайте в нашем материале.
Что такое коэффициент уплотнения грунта
Исследование свойств почвы на выделенном под строительство участке является необходимым этапом подготовки к составлению проекта и последующему возведению строения. В процессе изучению подлежит ряд характеристик, в том числе и коэффициент уплотнения грунта. Полученные данные позволяют надлежащим образом спланировать последующие дорожно-строительные работы.
Подробное изучение грунта помогает исключить ряд проблем. В первую очередь тех, что связаны с имеющимися в нем воздухом и влагой, определенным образом влияющими на его характеристики. Вместе они придают земле рыхлость, которая усиливается в процессе разработки грунта и без его надлежащей утрамбовки негативно сказывается на объектах строительства. В частности, на фундаменте: в результате чрезмерной просадки в нем образуются трещины и иные дефекты.
Вычислить степень рыхлости позволяет определенная методика. Порядок ее проведения закреплен законодательно. Так, коэффициент уплотнения грунта регулирует ГОСТ 22733-2016 «Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности».
Из него можно сразу выделить два важных термина:
- Плотность скелета грунта (плотность сухого грунта, ρd) – масса твердой составляющей грунта в единицу объема грунта при естественной (ненарушенной) структуре.
- Максимальная плотность грунта – плотность грунта при оптимальной влажности, то есть когда он находится в состоянии с максимально возможной плотностью при оптимальной влажности грунта.
Понятие рыхлости почвы используется согласно все тому же ГОСТу. Так, определение «коэффициент плотности» применяется в рамках лабораторных исследований к грунтам в естественном и измененном виде, то есть в том, которое они приобрели под влиянием техногенных факторов.
Для выявления степени рыхлости почвы берутся ее пробы, на основании которых производятся вычисления. В последних обязательно применяется конкретная таблица СНиП. Приведенные в ней данные позволяют сделать расчет коэффициента уплотнения грунта на отдельно взятом участке.
Впоследствии на базе этих результатов рассчитывается степень трамбования грунта под определенный тип застройки:
| Тип земли\почвы | Оптимальные показатели влажности | Параметр максимальной плотности из расчета т\м3 |
|---|---|---|
| Песчаные | 0,08/0,12 | 1,8–1,88 |
| Супесчаные | 0,09/0,15 | 1,85–2,08 |
| Супесчано-пылевидные | 0,16/0,22 | 1,61–1,8 |
| Суглинистые | 0,12/0,15 | 1,65–1,95 |
| Тяжелые, кат. суглинистые | 0,16/0,20 | 1,67–1,79 |
| Пылевидные, кат. суглинистые | 0,18/0,21 | 1,65–1,74 |
| Глиняные | 0,19/0,23 | 1,58–1,80 |
При расчетах необходимо учитывать, что грунт в естественном виде по плотности отличается от утрамбованного. Как правило, он легче и больше насыщен инородными включениями типа воздуха и влаги.
Алгоритм определения коэффициента уплотнения грунта
Для того чтобы произвести необходимые вычисления, используют различные инструменты. Однако оптимальным считается метод определения коэффициента уплотнения грунта по режущему кольцу, работа с которым регулируется ГОСТ 5180-84.
Порядок работ следующий:
- Выбор и разметка на плане/фото/местности точек опробования, то есть мест взятия проб, количество которых зависит от площади участка.
- Аккуратное снятие с каждого из них верхнего слоя земли толщиной 5–10 см для получения площадки либо рытье шурфа, если необходимы более глубокие пласты.
- Определение уплотнения почвы в каждой точке при помощи профессионального инструмента. Анализ результатов. Выбор нескольких точек с минимальными и максимальными результатами для получения усредненного итога.
- Взятие проб грунта:
- Ненарушенного сложения, то есть с сохранением естественной плотности. Используется метод режущего кольца, при котором нужная для исследования земля остается внутри кольца. С каждой точки для достоверности берется по две пробы, разница между которыми должна быть равна или меньше 0,02 г/см³. Образцы герметично пакуют и маркируют в соответствии с ГОСТ 12071-2000.
- Нарушенного сложения. Этому определению соответствует грунт вокруг кольца.
- Отправка проб на анализ в лабораторию, где каждый образец взвешивают и определяют плотность по формуле: ρ = m/v, (г/см3), где ρ – плотность, m – масса, v – объем кольца. Затем при помощи сушильного шкафа при температуре +100…+105 °C вычисляют и влажность (w, считается в %).
- Расчет плотности грунта ρd. Производится после высыхания пробы в сушильном шкафу по формуле ρd= ρ/(1+0,01w), (г/см3).
- Испытание образцов нарушенного сложения (собранных вокруг колец) на ручном или полуавтоматическом приборе стандартного уплотнения.
- Построение графика зависимости. В качестве переменных используются показатели влажности и плотности почвы. Определение наивысшей точки. Выведение ее координат: максимального значения плотности (ρdmax) и соответствующего ему показателя влажности wopt.
- Произведение вычислений. Значение коэффициента уплотнения грунтов определяется по формуле: kcom=ρd/ρdmax (отдельно для каждой точки).
- Сравнение результатов экспресс-анализа, проведенного перед изъятием проб, с лабораторными. Выводы о степени уплотненности почвы на исследуемом участке. Оформление заключения в соответствующих показателях.
Определение коэффициента уплотнения грунта с помощью трамбующей установки
Взятую на анализ землю проверяют в лаборатории по ряду параметров. Испытания проводятся при помощи трамбующей установки. Порядок выполнения процедуры:
- Отбор не перенасыщенного водой и не перемерзшего, с естественным уровнем влажности, грунта, в котором объем твердых крупных включений (от 2 мм) составляет максимум 1/4 от общей массы.
- Трехкратная прессовка заложенного в форму образца (40 ударов за один подход).
- Взвешивание и определение плотности 1 л утрамбованного грунта.
- Пошаговое увеличение влажности каждый раз на 2 % с повторением цикла и фиксацией новых параметров.
- Построение графика. Выведение зависимости плотности от влажности с отметкой ρmax в наивысшей точке.
Данные испытания проводятся для выявления и предупреждения рисков усадки. Поскольку быстрое опускание объекта (части дороги, фундамента) чревато его деформацией, трещинами и иными разрушениями, землю под ним необходимо максимально утрамбовать. Однако полностью этого достичь сложно, особенно при больших размерах участка.
Именно поэтому образцы земли доставляются в лабораторию и там изучаются, доводятся до максимального сжатия. Затем производится измерение коэффициента уплотнения грунта с использованием данных лабораторных исследований и образцов грунта со стройплощадки. Результаты вычислений помогают понять, насколько фактическая степень сжатия земли приближена к максимально возможной.
Под влиянием внешних факторов свойства почвы могут изменяться. Расчет коэффициента уплотнения позволяет просчитать их степень и вычислить новые параметры в соответствии с поставленной задачей. В процессе исследований учитываются состав, пористость, сыпучесть, подверженность механическим воздействиям и степень насыщаемости влагой.
Коэффициент уплотнения песчаного грунта
В процессе транспортировки почва утряхивается и теряет объем. Однако если учесть коэффициент уплотнения заранее, еще при заказе, то получится избежать неприятного сюрприза позднее, уже при получении.
Так, для покупателя не станет неожиданностью «превращение» 20 кубометров песка в 19 после транспортировки или тот факт, что после трамбовки запланированного объема не хватило. Коэффициент уплотнения этого типа грунта колеблется в пределах от 0,95 до 1,52, т. е. в среднем равен 1,15. Зная эту величину, можно «запланировать» изменение объемов.
Зависит плотность и от глубины слоя и особенностей участка:
| Слой песка | Коэффициент песка |
|---|---|
| Верхний слой до 150 см | 0,95–0,98 |
| Нижний, от 150 см, без доступа грунтовых вод | 0,90–0,95 |
| Нижний, от 150 см, подтапливаемый | 0,95 |
Влияют на Ку сезон, климат, зернистость. Так, летом плотность песка выше, поскольку находящаяся в нем влага испаряется, он становится однороднее. Будет отличаться между собой и грунт из карьера и речной, поскольку у второго твердые частицы отличаются значительным разнообразием в размерах, из-за чего воздуха между ними больше.
Сказываются на плотности и земляные работы:
| Вид работ | Коэффициент уплотнения |
|---|---|
| Засыпка пазух | 0,98 |
| Обратная засыпка узких траншей | 0,98 |
| Засыпка строительных котлованов | 0,95 |
| Дорожные ремонтные работы | 0,98–1 |
Влияют на Ку и используемые инструменты. Так, КПД с применением спецтехники гораздо выше, чем при трамбовке вручную.
Плотность песка увеличивается при доставке авто или ж/д транспортом. Правда, в случае транспортировки на значительные расстояния его объемы могут уменьшаться на 1/4, поэтому к заявленным в заказе добавляют еще около 30 %. Если же доставлять песок по воде, то степень утряхивания окажется ниже.
Таким образом, Ку – величина, применяемая, когда необходимо рассчитать изменение плотности грунта в определенных условиях. Поскольку она колеблется, то лабораторные испытания являются обязательным пунктом подготовительного этапа при любых строительных работах.
Способы увеличения плотности грунта
Подходит ли земля под застройку, зависит от ее состава и уровня влажности. Например, илистые, торфяные и глинистые почвы для этого малопригодны. У них высокий уровень деформации. В то же время повлиять на плотность грунта все-таки можно. Для этого используются такие техники, как:
- армирование;
- термообработка (обжиг);
- механическое воздействие;
- использование укрепляющих растворов;
- монтаж шпунтовых ограждений;
- электрохимическое укрепление;
- фильтрующая пригрузка.
Метод уплотнения зависит от глубины слоя и его влажности. Верхние уровни укатываются, трамбуются и укрепляются вибрирующими установками. Для укатки нижних ставят сваи, устраивают направленные взрывы, производят замачивание. Если в слое присутствуют грунтовые воды, их уровень искусственно понижают, чтобы затем произвести обжим освобожденного грунта.
Ку определяют при заказе и проверке доставленного груза. Кроме того, его вычисление помогает избежать рисков при усадке фундаментов, предупредить образование трещин и непоправимых деформаций, а также определить пригодность почвы под застройку и высчитать оптимальные нагрузки объекта.
- Мы уже более 10 лет занимаемся строительством гаражей, и за это время смогли завоевать доверие многих клиентов. Мы гарантируем сроки строительства по договору, поэтому вы можете быть уверены, что ваш гараж будет готов вовремя.
- У нас работают опытные мастера со средним стажем 5 лет, которые знают все тонкости строительства гаражей. Мы также предоставляем бесплатный выезд инженера, который поможет вам определиться с выбором материалов и конструкции.
- Мы строим здания, учитывая ваши пожелания. Мы готовы предложить вам различные варианты дизайна и конструкции гаража, чтобы он соответствовал вашим требованиям и пожеланиям.
Если вы хотите заказать гараж, переходите по ссылкеили звоните нам: +7 (800) 511-04-38. Мы с удовольствием ответим на все ваши вопросы и поможем вам выбрать оптимальный вариант.
Конструктор здания
