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 Ку задается проектом как отношение к максимальной плотности грунта.
Это 2 разных сценария, соответственно, расчет ведется совершенно по-разному.
Коэффициент уплотнения транспортировки Кут
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 Кут.
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%. Кут 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:
V=m/ ρн
Пример.
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 Кут=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.
Характеристики ЩПС: состав, плотность, коэффициент уплотнения и др.
Важным условием применения щебеночно-песчаных смесей для решения задач в дорожном и капитальном строительстве является их соответствие стандартам качества, определенным ГОСТ 25607-94. Главным фактором, определяющим сферу применения ЩПС, является ее зерновой состав
Таблица 1. Зерновой состав смесей
| Номер смеси | Наибольший размер зерен D, мм | Полный остаток, % по массе, на ситах с размерами отверстий, мм | |||||||||
| 120 | 80 | 40 | 20 | 10 | 5 | 2,5 | 0,63 | 0,16 | 0,05 | ||
| Смеси для покрытий | |||||||||||
| С1 | 40 | 0-10 | 20-40 | 35-60 | 45-70 | 55-80 | 70-90 | 75-92 | 80-93 | ||
| С2 | 20 | 0-10 | 10-35 | 25-50 | 35-65 | 55-80 | 65-90 | 75-92 | |||
| Смеси для оснований (непрерывная гранулометрия) | |||||||||||
| С3 | 120 | 0-10 | 10-30 | 30-50 | 40-65 | 54-75 | 65-85 | 71-90 | 82-95 | 90-98 | 95-100 |
| С4 | 80 | 0-10 | 15-35 | 28-55 | 40-70 | 50-80 | 60-85 | 80-95 | 91-97 | 95-100 | |
| С5 | 40 | 0-10 | 25-60 | 45-80 | 57-85 | 67-88 | 80-95 | 90-97 | 95-100 | ||
| С6 | 20 | 0-10 | 25-60 | 50-77 | 58-85 | 80-95 | 90-97 | 95-100 | |||
| С7 | 10 | 0-5 | 0-37 | 30-60 | 50-77 | 75-95 | 85-97 | 90-100 | |||
| С8 | 5 | 0-5 | 0-40 | 20-55 | 55-87 | 75-98 | 80-100 | ||||
| Смеси для оснований (прерывистая гранулометрия) | |||||||||||
| С9 | 80 | 0-10 | 15-35 | 28-55 | 40-70 | 50-80 | 50-80 | 60-88 | 85-97 | 95-100 | |
| С10 | 40 | 0-10 | 25-60 | 45-80 | 57-85 | 57-85 | 71-91 | 87-97 | 95-100 | ||
| С11 | 20 | 0-10 | 25-60 | 50-77 | 50-77 | 70-88 | 85-97 | 95-100 | |||
| Примечания1. Допускается использование смесей ЩПС: С1 и С2 для устройства оснований при соответствующем технико-экономическом обосновании; С3 — С6, С9 — С11 — для устройства дополнительных слоев оснований; С4 — С5, С10 — С11 — для укрепления обочин автомобильных дорог. 2. Смеси С1 и С2, применяемые для покрытия, должны содержать не менее 50 % щебня от массы частиц размером более 5 мм, входящих в состав смесей. |
В зависимости от наибольшего размера зерен и процентного состава остатка от общей массы на ситах различного размера ЩПС подразделяются на:
- Смеси для оснований – С1 и С2.
- Смеси для покрытий непрерывной гранулометрии С3 – С8.
- Смеси для оснований полупрерывистой гранулометрии С9 – С11.
- Смеси для расклинки С12 и С13.
Другие характеристики и паспорт ЩПС
Кроме требований к фракции зерен, важным показателем является насыпная плотность ЩПС. Усреднено она составляет порядка 1,7 т/м3, но точно определяется путем лабораторных исследований и указывается в паспорте материала. Большую роль играет и коэффициент уплотнения ЩПС необходимый для определения точного объёма поставок. В процессе транспортировки плотность смеси увеличивается при уменьшении видимого объёма. Коэффициент уплотнения определяется по ГОСТ 9757−90 и может составлять от 1,1 до 1,5.
Следующий показатель – содержание глины в составе. Для используемых при укладке покрытий ЩПС, характеристика содержания глины должна не превышать 10% (С1 и С2). Для материала оснований – до 20%. Если в ЩПС состав гравия находится в пределах 95%, то смесь называется природной, при порядке 70% от общей массы — обогащенной. Процент содержания пылевидных, глинистых и илистых частиц должен составлять не более 0,4%.
Отметим и другие важные показатели в соответствии с ГОСТ 8267:
- Зерновой состав.
- Прочность.
- Морозостойкость.
- Водопоглощение.
- Лещадность.
- Содержание дробленых зерен.
- Стойкость структуры к распаду.
- Радиационный фон.
Каждая партия материала имеет паспорт ЩПС, в котором содержатся следующие данные:
- Данные о производителе материала.
- Данные о материале, номере партии и количестве.
- Основные характеристики ЩПС указанные выше – марка по морозостойкости, насыпная плотность, водостойкость, пластичность, лещадность и т. д.
На основании указанных в паспорте данных осуществляется выбор материала для решения тех или иных задач. Это производство цементных и бетонных растворов, основания для фундаментов капитальных сооружений и автодорог всех типов, отсыпка дорожных обочин, укладка дренажных подушек, засыпка траншей и котлованов и т. д.
Преимуществами материала являются однородный слой, возможность использования для временных покрытий, простота перевозки и хранения, возможность работы в дождь. Для ЩПС не требуются смесительные установки, это недорогой и надежный удобный материал, получивший широкое применение в современном дорожном и капитальном строительстве.
kadarspb.ru
ЩПС в дорожных работах
Щебеночно-песчаные смеси активно применяются и в строительстве дорог, в этой сфере востребованы ЩПС С3-С6. Смеси с крупным щебнем в составе группы С5, С6 используются при создании нижнего слоя дорожных оснований, они обеспечивают устойчивость дорожного полотна под влиянием нагрузок, препятствуют появлению трещин на его поверхности. С3 и С4 применяются в асфальтовых и покрытиях . С 6 используется при сооружении массивных бетонных конструкций, площадок для тяжелого автотранспорта, создании взлетных полос аэродромов.
К качественным характеристикам ЩПС можно отнести неограниченный срок хранения, смеси можно складировать даже под открытым небом в непосредственной близости от места проведения работ, с течением времени они не потеряют своих качеств, это полностью готовый к применению материал, не требующий использования смесительных установок в процессе создания дорожных оснований. Приобретение щебеночно-песчаной смеси более выгодно, чем покупка двух компонентов смеси и самостоятельное их смешивание в нужных пропорциях.
Песок и щебень в МО — самые низкие цены здесь!
Коэффициент уплотнения (трамбовки) ПГС, песка, щебня, грунта.
Коэффициент уплотнения (Купл)
— это нормативное число, которое определяется ГОСТами и СНИПами, учитывающий во сколько раз сыпучий материал ( а именно ПГС, песок, щебень, грунт и др.) уплотнился (следовательно, уменьшился и его наружный объем) при перевозке и трамбовке. Значение его колеблется в пределах 1,05 — 1,52:
| Вид инертного материала | Купл (коэффициент уплотнения) |
| ПГС (песчано-гравийная смесь) | 1,2 (ГОСТ 7394-85) |
| Песок для строительных работ | 1,15 (ГОСТ 7394-85) |
| Керамзит | 1,15 (ГОСТ 9757-90) |
| Щебень (гравий) | 1,1 (ГОСТ 8267-93) |
| Грунт | 1,1-1,4 (по СНИП) |
Коэффициент уплотнения учитывают от объёма поставленного сыпучего материала (грунт, пгс, песок, щебень, керамзит и т.д.), а также от механизма уплотнения (трамбовки). Немало важным является само качество инертного материала. К примеру, ПГС (песчано-гравийная смесь) может содержать различное содержание гравия (от 10% до 90%), а отсюда меняться К упл. Исходя из этого, данные в таблице предоставлены средние.
Коэффициентом уплотнения называется безразмерное число, показывающее степень уменьшения наружного объема сыпучего зернистого строительного материала при его перевозке транспортом или трамбовке. Используется применительно к песчано-гравийным смесям, песку, щебню, грунту.
Каждый вид щебня имеет свою маркировку, указанную в принятом стандарте (ГОСТ 8267-93). В нем же описаны методы определения коэффициента уплотнения.
Производители должны указать данный параметр в маркировке щебня того или иного вида. Степень уплотнения определяется также специалистами экспериментальным путем. Результаты могут быть получены в течение 3-х дней. Величину уплотнения щебня измеряют и экспресс методами. Для этого используются статические и динамические плотномеры. Расходы на измерение значения коэффициента в лабораторных условиях значительно ниже, чем прямо на стройплощадке.
Для чего нужно знать значение коэффициента уплотнения?
Знание точного значения Ку (коэффициента уплотнения щебня) требуется для определения: а) массы закупаемого строительного материала; б) степени дальнейшей усадки щебня в строительных работах. В обоих случаях нельзя допускать погрешностей.
Массу щебня (в кг)можно вычислить перемножив значения 3-х величин:
— объема заполнения (в м3); — удельного веса (в кг/м3); — коэффициента уплотнения (в большинстве случаев колеблется в пределах от 1,1 до 1,3).
Специалисты пользуются таблицами средней массы щебня в зависимости от фракции. Так, например,в 1 м3
щебня умещается1500 кг фракции 0-5 мм и 1470 кг – фракции 40-70 мм .
Работ с сыпучими материалами связана и с такой величиной, как насыпная плотность. Ее учет обязателен в процессе расклинцовки, укладки щебня, расчета состава бетона. Ее значение определяется опытным путем с помощью специальных сосудов (объем до 50 л). Для этого, разность масс пустого и наполненного щебнем сосуда, делится на объем самого сосуда.
Расклинцовка
— плотная укладка щебеночного основания с помощью зерен различных фракций. Суть технологии –заполнение больших пустот между крупными зернами мелкими кусками.
Трамбовка
– одно из обязательных условий упрочения основания дорог или фундаментных оснований зданий. Проводится с помощью специальной техники (механический каток, виброплита) или ручной трамбовки. Качество уплотнения контролируется специальным прибором. Величину уплотнения (трамбовки) можно определить несколькими методами. В частности, методом динамического зондирования.
Коэффициент уплотнения
также используется при расчете необходимого количества сыпучих материалов для планировки участка щебнем. Пусть толщина укладки – 20 см. Какое количество отсева нам нужно для 1 м2 участка? Умножив объем участка на удельный вес (1500 кг/м3) и на коэффициент уплотнения (1,3), получим 390 кг.
Следует помнить, что различные фракции щебня обладают разным коэффициентом уплотнения. Этот параметр приобретает большое значение при выполнении проектировочных работ на основе щебня.
Методика расчёта
При проведении строительных работ не следует избегать данных параметров, особенно для подготовки песчаной или земляной подушки под основание строящегося объекта. Непосредственный параметр коэффициент уплотнения грунта будет фиксирован в диапазоне расчёта от 0 до коэффициента 1, например, для подготовки бетонного типа фундамента, показатель должен быть >0,98 коэффициентного балла от расчётной нагрузки.
Для каждой категории земляного полотна имеется свой уникальный показатель определения коэффициента уплотнения грунта по ГОСТ исходя из оптимальных характеристик влажности материала, в результате которого можно добиться максимальных характеристик уплотнения. Для более точных определений данных используется лабораторный метод расчёта, поэтому, каждая строительная или дорожная компания в обязательном порядке должны иметь собственную лабораторию.
Зависимость плотности грунта от влажности
Реальная методика, позволяющая ответить на вопрос как рассчитать коэффициент уплотнения грунта измеряется только после того, как будет произведена процедура трамбовки прямо на месте. Специалисты и эксперты в области строительства называют данный метод, как система режущих колец. Попробуем разобраться, как определить коэффициент уплотнения грунта по данному методу.
- В землю забивается определённого диаметра лабораторное кольцо из металла и ведомой длины сердечник;
- Внутри кольца фиксируется материал, который потом взвешивается на весах;
- Далее высчитываем массу используемого кольца, и перед нами имеется масса готового материала для расчёта;
- Далее имеющийся показатель разделим на известный объем металлического кольца — в результате имеем фиксированную плотность материала;
- Делим фиксированную плотность вещества на табличный показатель максимальной плотности.
- В итоге имеем готовый результат стандартного уплотнение грунта ГОСТ 22733-2002.
В принципе, это и есть стандартный метод расчёта, который используется строителями и дорожниками при выявлении коэффициента относительного уплотнения грунта согласно общепринятым нормам и стандартам по расчёту.
Технические регламенты и стандарты
Стандартный закон уплотнения грунта мы знаем еще со времён школьной парты, но данную методику используют только при проведении производственных работ в строительной и дорожной сфере. В 2013-2014 годах произошла актуализация данных расчёта по СНиП, где уплотнение грунта ЕНИР указано в соответствующих пунктах регламентного положения 3.02.01-87, а также в части методики применения для производственных целей СП 45.13330.2012.
Типологии определения характеристик материала
Коэффициент уплотнения грунта предусматривает применение нескольких типологий, главной целью которых является формирование окончательной процедуры технологического вывода кислорода из каждых слоёв почвы, учитывая соответствующую глубину трамбовки. Так, для выявления коэффициента уплотнения грунта при обратной засыпке используют как поверхностный метод расчёта, так и универсальную глубинную систему исследования. Эксперт при выборе методики расчёта должен определить первоначальный характер почвы, а также конечную цель трамбовки. Реальный коэффициент динамичности при ударном уплотнении грунтов может быть определён при помощи использования специальной техники, например — пневматический тип катка. Общая типология метода определения параметров вещества определяется следующими методами:
- Статический;
- Вибрационный вариант;
- Технологически ударный метод;
- Комбинированная система.
Некоторые категории почвы имеют сложную структуру, поэтому приходится исследовать характеристики разными методами, например, для определения коэффициента уплотнения скального грунта.
Фракция
Гранитный щебень является наиболее распространенным вариантом, потому что обладает высоким уровнем устойчивости к температурным воздействиям и практически не поглощает воду. Прочность гранита соответствует всем техническим требованиям. Наиболее популярные фракции гранита:
мелкозернистый – 5-15 мм;
Фракция 5-15
мелкий – 5-20 мм;
Фракция 5-20
среднем мелкий – 5-40 мм;
Фракция 5-40
средний – 20-40 мм;
Фракция 20-40
крупный – 40-70 мм.
Фракция 40-70
Каждая разновидность имеет различные сферы применения, преимущественно используется мелкая фракция шлака для:
формирование опалубки, фундамента;
Формирование фундамента
приготовление балластных слоев, которые необходимы для ЖД путей и дорог;
Насыпь железных дорог
добавляется в строительные смеси.
Строительная смесь
Необходимость уплотнения грунта
Качество уплотнения грунта оказывает прямое влияние на несущую способность материала, уровень его водонепроницаемости. Увеличение интенсивности воздействия на 1% вызывает усиление прочности сырья на 10-20%. Некачественное уплотнение может вызвать просадку грунта, что станет причиной дорогостоящего ремонта сооружения, увеличения расходов на его содержание.
Трамбовка грунтов бывает вибрационной и статической. В первом случае вибрация образуется благодаря движению эксцентрикового груза: частицы в результате ударов обретают максимально плотное состояние, воздействие проникает в толщу материала. Данный способ повсеместно распространен ввиду высокого качества результата. Статистическое уплотнение производится под собственным весом, здесь верхний слой препятствует трамбовке нижних, что не всегда уместно во время строительных работ. К данной процедуре привлекаются катки, функционирующие на пневматических шинах либо гладких вальцах.
Песок может достигнуть максимальной плотности либо в абсолютно водонасыщенном, либо в полностью сухом состоянии. Но этот материал проявляет высокие дренирующие свойства, благодаря которым достаточная утрамбовка может быть выполнена при любом проценте содержания влаги. Но здесь нужно учитывать, что примеси ухудшают способность к выводу воды, материал становится более пластичным, что сказывается и на способности к уплотнению.
Пример расчета
Если отталкиваться от школьного курса геометрии, то для подсчета количества рейсов грузового автомобиля, вывозимого извлеченный грунт, достаточно трех действий:
- рассчитать объем земли;
- рассчитать объем кузова самосвал;
- поделить первую величину на вторую.
Отсюда станет ясно, сколько по финансам придется потратиться на перевозку.
К примеру, проектируется дом с площадью основания 7х9 метров и двухметровой глубиной фундамента, с учетом настеленного пола и обустроенного подвала.
Тогда достаточно перемножить данные показатели, чтобы вывести количество почвы: 7х9х2 = 126 м3. Средний объем кузова машины составляет 12-13 м3. Исходя из этого определяется число рейсов: 126:12 = около 10.
Предположим, что требуется разработать определенный участок земли, отведенный под строительство какого-либо объекта. Стоит задача – выяснить, какой будет объем земли после завершения подготовительных мероприятий.
Известны следующие параметры:
- ширина ямы под фундамент – 1 метр;
- длина фундамента – 45 метров;
- углубление котлована – 1,5 метра;
- толщина подушки из гравия после уплотнения – 0,3 метра;
- тип почвы – влажный песчаник.
Принцип расчета будет следующим:
Сначала определяют объем котлована (Vк): Vк = 45х1х1,5 = 67,5 м3.
- Теперь смотрят средний показатель первоначального разрыхления по влажному песку (в таблице). Он равен 1,2. Формула, по которой высчитывается количество грунта после его извлечения: V1 = 1,2х67,5 = 81 м3. Отсюда следует, что вывезти нужно 81 м3 выкопанной земли.
- Потом выясняют конечный объем земляного пласта после трамбовки под подушку по формуле: Vп = 45х1х0,3 = 13,5 м3.
- По таблице смотрят максимальный начальный и остаточный коэффициент рыхления гравия и гальки, переводят их в доли. Так, первый коэффициент kр = 20% или 1,2, а второй kор = 8% или 1,08. Считают объем гравия, который потребуется для укладки основания: V2 = Vп х kр/kор = 13,5х1,2/1,8 = 15 м3. Значит, понадобится для отсыпки такое количество гравия.
Подобный расчет приблизительный, но дает ориентировочное представление о том, что такое коэффициент разрыхления и для чего он нужен в строительстве. При составлении проекта возведения жилого строения задействуется более усложненная методика. А при строительстве небольшого объекта (например, гаража), подобная схема подойдет.
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 погрузки 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.
2.1.9. В прил. 2 приведен более полный перечень терминов и определений.
Коэффициент уплотнения строительного песка
Все нерудные сыпучие стройматериалы обладают пористой структурой — между частицами, из которых они состоят, находятся полости, наполненные воздухом. Поэтому любое длительное или сильное механическом воздействии меняет их плотность за счет удаления воздуха из пор или насыщения газом, то есть плотность постоянно меняется. Это имеет значение для точных расчетов требуемого количества, особенно когда по технологии необходимо уплотнение.
Что такое уплотнение?
Песок может быть и основой грунта. При любых земляных работах (рытье траншей или котлованов, трамбовка их дна) на песчаной почве также происходит изменение плотности. В строительстве для расчетов используют следующие параметры: насыпную плотность — отношение веса к объему в неутрамбованном состоянии; коэффициент уплотнения.
КУпл показывает, во сколько раз уменьшился объем после какого-либо механического воздействия. Его применяют во время выполнения следующих видов работ:
- устройство фундаментных подушек;
- подсыпка при строительстве или ремонте дорог;
- обратная засыпка траншей, их трамбовка;
- заполнение емкостей;
- определение соотношения компонентов различный строительных растворов или смесей.
Типы воздействий, которые меняют насыпную плотность:
- рыхление, промывка в процессе добычи;
- сила тяжести во время хранения;
- рыхление при погрузке на транспорт;
- тряска в процессе перевозки;
- трамбовка;
- рыхление во время обратной засыпки траншей или котлованов.
Стандартная величина КУпл
Коэффициент уплотнения обязательно должен быть указан в документах при покупке любого песка. Особенно важен этот показатель, если цена установлена за единицу объема (м3) товара. Транспортировка его к заказчику неизбежно сопровождается трамбовкой. Для расчетов необходимого количества для конкретного вида работ нужно точно знать, на сколько меняется объем. Стандартный КУпл строительного песка — от 1,05 до 1,3. На эту цифру умножают требуемый объем. То есть, чтобы получить 1м3, заказывают от 1,05 до 1,3 м3.
От чего зависит:
- Место и способ добычи. Речной песок отличается от карьерного однородностью и более крупным размером частиц, что снижает значение параметра. То есть при транспортировке, прочих действиях его трамбовка меньше, чем у добытого в карьере.
- Количество примесей. Чем их меньше, тем больше показатель уплотнения.
- Вид транспорта. Минимальная трамбовка происходит, если его доставляют по морю, немного больше меняется объем при применении железных дорог, максимальная — во время перевозок автотранспортом.
- Расстояние. Длительность тряски во время перевозке напрямую связана с изменением объема сыпучего материала. Если нужна транспортировка на большие расстояния, делают запас не менее 30 % (КУпл 1,3).
- Тип оборудования. Если приходится уплотнять грунт ручными приспособлениями, то КУпл меньше, чем при использовании вибротрамбовок, виброплит или катков.
- Влажность. У сырого песка поры между частицами заполняются каплями воды, поэтому плотность под воздействием любых факторов меняется незначительно.
При земляных работах пользуются специальной таблицей с нормами КУпл.
| Тип работ | Значение |
| Засыпка пазух | 0,98 |
| Обратная засыпка траншей | 0,98 |
| Обратная засыпка котлованов | 0,95 |
| Ремонтные у дорог | 0,98-1 |
Приведенный параметр используют не так, как КУпл при учете потерь объема после перевозки — необходимое количество не умножают, а делят на коэффициент.
Коэффициент уплотнения песчаного грунта
Отношение фактической его плотности (в сухом виде) к максимально возможной.
| Толщина слоя, см | 0,05-0,20 | от 0,20 | |
| до 200 | 0,91 | 0,93 | 0,94 |
| от 200 до 400 | 0,92 | 0,94 | 0,95 |
| от 401 до 600 | 0,93 | 0,95 | 0,96 |
| от 601 | 0,94 | 0,96 | 0,97 |
Указанными параметрами пользуются так же, как при расчетах засыпки или ремонтных работах.
Есть еще одна используемая величина — коэффициент относительного уплотнения. Это показатель отношения требуемой плотности грунта, рассчитанной с учетом КУпл, к принятой при вычислении объемов.
Технология уплотнения при засыпке траншей
Процесс засыпки траншей почти не отличается от работ по засыпке котлованов. Главная особенность в том, что трубы и другие коммуникации изначально укладывают на подушку, которая состоит из 10–15 см щебня и 10–20 см песка. Дальше засыпка проходит по следующей схеме:
Схема засыпки траншеи
- 4 зону засыпают и уплотняют при помощи лопат.
- 2 и 3 зоны засыпают при помощи лопат. После грунт уплотняют ручными механизмами, кроме участка непосредственно над трубой, на схеме 1, где трамбовать егo нельзя.
- 5 зону засыпают при помощи экскаватора. Уплотняют грунт механическими трамбовками.
Если траншея сделана под уклоном 20° и больше, необходимо позаботиться о том, чтобы грунт не сползал и не вымывался.
Точное следование техническим рекомендациям по обратной засыпке и уплотнению грунта и правильный выбор методов и инструментов засыпки поможет максимально продлить срок эксплуатации различных сооружений и коммуникаций.
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.
Используемые материалы
Для оснований разного типа может использовать как местный грунт, подвергнутый трамбовке, так и завозные материалы. Чаще всего трамбовке подвергают местные грунты полускального и песчаного типа. Уже суглинки, и тем более глинистые грунты необходимо убирать на глубину котлована и заменять подушкой из песка и гравия.
При этом слои основания обязательно подвергают трамбовке, эффективность которой зависит от следующих факторов:
- материал слоя. Для щебня разных пород, гравия, гравийно-песчаной смеси (ПГС) и песка коэффициент уплотнения сильно отличается;
- фракции материала. Чем крупнее фрагменты, тем сложнее их уплотнить;
- способа трамбовки – ручная, механизированная – и прилагаемого усилия;
- высоты и общего объема засыпаемого слоя;
- наличие материала с зернистостью меньше, чем задано нижней границей данного класса (например, для щебня фракции 5…20 содержание камня размером до 3 мм включительно составляет около 5% — такое расхождение мало повлияет на степень уплотнения. Если процентная доля составляет ¼…1/4 объема – придется вносить поправки);
- лещадности (для щебня). Этот параметр выражает отношение содержания кубовидных камней к плоским. Чем ниже лещадность, тем больше кубических элементов и тем плотнее можно утрамбовать щебень;
- влажности слоя.
Нормы качества, фракции и другие параметры щебня регулируются ГОСТ 8267-93 для щебня и ГОСТ 8736-2014 для строительного песка.
Соответственно, степень уплотнения любого сыпучего материала, выражаемая безразмерным коэффициентом, зависит от типа материала и условий работы.
