Как определить плотность грунта – «Определить плотность минеральной части грунта, если коэффициент пористости грунта 0,22, а плотность сухого грунта составляет 1,22 г/см3?» – Яндекс.Знатоки

Содержание

Определение физических свойств грунта | Все о ремонте и строительстве

Визуально-тактильный метод исследования физических свойств грунта

Степень цементации породы, выветрелость обломков, крепость породы могут быть оценены по сопротивлению ударам молотка, разламыванию руками, характеру излома. Запах породы помогает выявить ее сульфатность, наличие разлагающихся органических включений. Так, глины текучей консистенции часто отличаются от илов по затхлому запаху последних. В полевых условиях могут быть получены и такие приближенные оценки свойств пород, как размокаемость, растворяемость, липкость и другие.

Супесь — почти, но еще не песок. Суглинок — почти, но еще не глина.

Таблица 4

Визуально-тактильно определяемые признаки состояния глинистых грунтов по консистенции
Кон­си­стен­ция При­знак
Су­песь твер­дая Об­ра­зец грун­та при уда­ре раз­би­ва­ет­ся на кус­ки, при сжа­тии в ла­до­ни рас­сы­па­ет­ся, при рас­ти­ра­нии пы­лит. Вы­ре­зан­ный ку­сок ло­ма­ет­ся без за­мет­но­го из­ги­ба.
Су­песь пла­стич­ная Об­ра­зец грун­та лег­ко раз­ми­на­ет­ся ру­кой, хо­ро­шо фор­ми­ру­ет­ся и со­хра­ня­ет при­род­ную фор­му, при сжа­тии в ла­до­ни ощу­ща­ет­ся влаж­ность. Ино­гда об­ла­да­ет лип­ко­стью.
Су­песь те­ку­чая Об­ра­зец грун­та лег­ко де­фор­ми­ру­ет­ся от не­зна­чи­тель­но­го на­жи­ма и рас­те­ка­ет­ся.
Су­глин­ки и гли­ны твер­дые Об­ра­зец грун­та при уда­ре раз­би­ва­ет­ся на кус­ки, ино­гда при сжа­тии в ла­до­ни рас­сы­па­ет­ся, при рас­ти­ра­нии пы­лит, но­готь боль­шо­го паль­ца вдав­ли­ва­ет­ся в об­ра­зец грун­та с тру­дом.
Су­глин­ки и гли­ны по­лутвер­дые Вы­ре­зан­ный бру­сок грун­та без за­мет­но­го из­ги­ба ло­ма­ет­ся с об­ра­зо­ва­ни­ем ше­ро­хо­ва­той по­верх­но­сти из­ло­ма, при раз­ми­на­нии кро­шит­ся. Но­готь боль­шо­го паль­ца вдав­ли­ва­ет­ся в об­ра­зец грун­та без осо­бых уси­лий.
Су­глин­ки и гли­ны ту­го­пла­стич­ные Вы­ре­зан­ный бру­сок грун­та за­мет­но из­ги­ба­ет­ся еще до из­ло­ма. Ку­сок грун­та с тру­дом раз­ми­на­ет­ся ру­ка­ми; па­лец лег­ко остав­ля­ет не­глу­бо­кий от­пе­ча­ток, но вдав­ли­ва­ет­ся лишь при силь­ном на­жи­ме.
Су­глин­ки и гли­ны мяг­ко­пла­стич­ные Об­ра­зец грун­та на ощупь влаж­ный или очень влаж­ный. Ку­сок грун­та лег­ко раз­ми­на­ет­ся, но при фор­ми­ро­ва­нии со­хра­ня­ет при­дан­ную ему фор­му. Ино­гда при­дан­ная фор­ма со­хра­ня­ет­ся на про­дол­жи­тель­ное вре­мя. Па­лец вдав­ли­ва­ет­ся в об­ра­зец грун­та при уме­рен­ном на­жи­ме на не­сколь­ко сан­ти­мет­ров.
Су­глин­ки и гли­ны те­ку­че­пла­стич­ные Об­ра­зец грун­та на ощупь влаж­ный. Ку­сок грун­та раз­ми­на­ет­ся при лег­ком на­жи­ме паль­цем, но не со­хра­ня­ет фор­му, лип­кий и без про­су­ши­ва­ния не мо­жет быть рас­ка­тан в жгут тол­щи­ной 3 мм.
Су­глин­ки и гли­ны те­ку­чие Об­ра­зец грун­та на ощупь очень влаж­ный. При фор­ми­ро­ва­нии не со­хра­ня­ет при­дан­ную фор­му, а по­ме­щен­ный на на­клон­ную плос­кость те­чет тол­стым сло­ем (язы­ком).

 

Таблица 5

Визуально-тактильно определяемые признаки степени влажности песчаных грунтов
Сте­пень влаж­но­сти грун­та При­знак
Ма­лой сте­пе­ни во­до­на­сы­ще­ния (ма­ло­влаж­ный) Sr < 0,5 При сжа­тии об­раз­ца пес­ка в ла­до­ни ощу­ща­ет­ся вла­га, при встря­хи­ва­нии на ла­до­ни пе­сок рас­сы­па­ет­ся на ком­ки. На филь­тро­валь­ной бу­ма­ге, на ко­то­рую по­ло­жен пе­сок, об­ра­зу­ет­ся влаж­ное пят­но
Сред­ней сте­пе­ни во­до­на­сы­ще­ния (влаж­ный) 0,5 < Sr < 0,8 При сжа­тии об­раз­ца пес­ка в ла­до­ни хо­ро­шо ощу­ща­ет­ся вла­га, об­ра­зец фор­ми­ру­ет­ся и со­хра­ня­ет не­ко­то­рое вре­мя фор­му. На филь­тро­валь­ной бу­ма­ге, на ко­то­рую по­ло­жен пе­сок, об­ра­зу­ет­ся влаж­ное пят­но
Во­до­на­сы­щен­ные Sr > 0.8 Встря­хи­ва­е­мый на ла­до­ни об­ра­зец рас­по­ла­га­ет­ся, об­ра­зуя ле­пеш­ку, или рас­те­ка­ет­ся

Определение плотности грунта методом режущего кольца

Плотность грунта ρ — отношение массы (веса) грунта к его объему, г/см³ (т/м³).

Полевой метод режущего кольца применяется для песчаных и глинистых немерзлых грунтов, легко поддающихся вырезке, а также для грунтов, форма которых без кольца не сохраняется.

Применяют кольца из некорродирующего материала, внутренним диаметром не менее 50–70 мм, высотой не более диаметра и не менее половины диаметра, со стенками толщиной не менее 1,5 мм. Для однородных глинистых грунтов допускается применять кольца внутренним диаметром 40 мм. Одна сторона кольца должно иметь заостренный режущий край, с углом заточки не более 30°.

Для определения плотности грунта, пустое кольцо с пластинами-крышками взвешивается, измеряются его размеры (внутренний диаметр и высота) и вычисляется его внутренний объем с точностью до 0,1 см³. Затем в него набирается грунт и кольцо с грунтом опять взвешивается (рис. 9). Вес грунта разделенный на внутренний объем кольца покажет объемный вес грунта (плотность).

рис. 10. Определение плотности грунта методом режущего кольца

1. Кольцо, смазанное изнутри тонким слоем вазелина, заостренной поверхностью установить на предварительно выравненную поверхность грунта и вдавить его на 1–2 мм в грунт. Перекос и забивание кольца не допускаются.

2. Если нужно, то узким шпателем или ножом прорыть вокруг кольца канавку формируя грунтовый столбик. Аккуратно и постепенно насадить кольцо на столбик. Снова прорывать канавку и снова вдавить кольцо, пока оно полностью не заполнится исследуемым грунтом и грунт окажется выше кольца на 1-2 мм.

3. Если грунт плотный подрыть его под кольцом на конус и вынуть кольцо с грунтом. Если грунт рыхлый срезать кольцо ниже его на 10–15 мм плоской лопаткой или пластиной. Одновременно отобрать пробу грунта для анализа влажности.

3. Срезать грунт сверху кольца выравнивая его по верхней кромке и накрыть стеклянной металлической или пластмассовой предварительно взвешенной пластиной. Перевернуть кольцо и сровнять грунт с кромкой кольца. Иными словами, нужно сделать так, чтобы в кольце сохранился грунт естественного сложения, заполняющий весь объем кольца.

4. Протереть кольцо и взвесить его с крышкой-пластинкой и грунтом на весах с точностью до 0,01 г. Требуется проводить не менее двух параллельных испытаний. Результат находится, как среднеарифметическое.

5. Объемный вес грунта естественной влажности ρ вычислить по формуле:

m – m1 – m2
ρ = ,
V

где m — вес образца грунта с кольцом и пластинками r; m1 — вес кольца, г; m2 — вес стекол или пластинок, г; V — объем грунта, находящегося в полости кольца (внутренний объем кольца), см³.

Определение влажности грунта методом высушивания до постоянной массы

Влажность грунта W — количество свободной и поверхностно связанной воды, содержащейся в порах грунта в естественных условиях.

Для определения влажности грунт нужно взвесить, потом высушить до постоянной массы и опять взвесить. Разность масс покажет сколько в грунте было воды. Метод применяется для всех грунтов.

1. Для исследования естественной влажности W отбирают 15–50 г, грунта и помещают в пронумерованный алюминиевый или стеклянный стаканчик (бюкс) с плотной крышкой. Делается одновременно два анализа, то есть исследуются две пробы.

2. Взвешивают пробу в закрытом стаканчике с известным весом.

3. Открытый стаканчик помещают вместе с крышкой в сушильный шкаф нагретый до 105 ± 2°С (для загипсованных грунтов 80 ± 2°С). Песчаные грунты сушат 3 часа, глинистые — 5 часов, а загипсованные — 8 часов.

4. Стаканчик вынимают из сушильного шкафа, закрывают крышкой и охлаждают в эксикаторе с хлористым кальцием, поглощающем водяные пары, до температуры помещения. Грунт взвешивают вместе со стаканчиком и крышкой.

5. Открытую бюксу вместе с крышкой опять ставят в сушильный шкаф. Песчаные грунты сушат 1 час, остальные — 2 часа.

6. Стаканчик с грунтом вынимают, закрывают крышкой, охлаждают, взвешивают и, если необходимо, опять сушат один или два часа в зависимости от типа грунта. Операцию повторяют до тех пор, пока при двух последовательных взвешиваниях разница масс будет не более 0,02 г. Если при повторном взвешивании наблюдается увеличение массы, то к расчету принимают наименьший результат.

7. Влажность грунта W, %, вычисляют по формуле:

m1 – mo
W = × 100 ,
mo — m

где m — масса пустого стаканчика с крышкой, г; m1 — масса влажного грунта со стаканчиком и крышкой, г; mo — масса высушенного грунта со стаканчиком и крышкой, г.

Результат исследования двух проб находится, как среднеарифметическое. Допускается выражать влажность грунта в долях единицы. При расхождении результатов двух параллельных анализов более чем на 2%, исследование нужно повторить изменив количество проб до трех и более.

Для песчаных грунтов этот метод исследования применяется как основной, для глинистых, как заключительная часть исследования на пластичность и текучесть.

Определение характерных влажностей и консистенции глинистого грунта

Изменение влажности глинистого грунта изменяет его состояние (консистенцию). В зависимости от количества воды находящейся в глинистом грунте он может находиться в твердом, пластичном или текучем состояниях. Пограничное состояние содержания влаги, при котором грунт переходит из твердого состояния в пластичное называется границей раскатывания, а из пластичного состояния в текучее — границей текучести.

Разность между численными значениями текучести и раскатывания называется числом пластичности I p, которое определяет классификационное наименование грунта.

рис. 10. Исследование грунта на пластичность
Определение границы раскатывания

Граница раскатывания грунта характеризуется влажностью Wp (в процентах), при которой тесто, изготовленное из грунта и воды и раскатываемое в жгут диаметром 3 мм, начинает распадаться на отдельные кусочки длиной 3–10 мм.

1. Наиболее достоверные результаты получают при работе с образцами глинистого грунта, доставленного в лабораторию с сохранением естественной влажности (в закрытой банке), так как высушивание может способствовать образованию агрегатов, искажающих оценку гидрофильности.

Илистые грунты содержащие избыточное количество влаги, подсушить обжатием грунтовой массы, помещенной в хлопчатобумажную ткань, между листами фильтровальной бумаги под давлением (пресс, груз).

Для проведения анализа исследуемый грунт размять (нарезать) и растереть в фарфоровой чашке обрезиненном пестиком не допуская дробления частиц. Пинцетом выбрать из протертого грунта растительные остатки крупнее 1 мм. Выделить из грунта минеральные частицы крупнее 1 мм протиранием сквозь сито.

2. Методом квартования отобрать пробу массой около 300 г. Выдержать пробу в закрытом стеклянном сосуде не менее 2 часов. Для грунтов, содержащих органические вещества, лабораторное исследование делать сразу, без двухчасовой выдержки.

3. В грунт добавить дистиллированной воды и размять его до состояния пластилина. Одновременно провести два анализа используя две пробы по 40–50 г.

4. На стекле, пластмассе или листе бумаги раскатать ладонью шарик грунта в жгут диаметром 3 мм. Длина жгута не должна превышать ширины ладони. При толщине жгута 3 мм он должен развалиться на кусочки от 3 до 10 мм. Если этого не произошло, смять жгут в шарик и раскатать опять. Повторять пока не получится. Смятие и раскатывание удаляет из него воду. Грунт добавлять в пробу нельзя. Если жгут развалился при большем диаметре — добавить в пробу воды. Цель раскатывания пробы в жгут — оставить в грунте, то количество воды, которое будет соответствовать переходу из пластического состояния в твердое. Для контролирования толщины жгута положите рядом гвоздь семидесятку (без шляпки) или обрезок проволоки диаметром 3 мм. Жгут должен быть примерно таким же.

Если из приготовленного грунтового теста невозможно раскатать жгут диаметром 3 мм (грунт рассыпается), то считают, что данный грунт не имеет границы раскатывания.

5. Кусочки распадающегося грунта собрать в бюксы и когда масса грунта в них составит 10–15 грамм провести исследование на влажность, описанное выше. То есть грунт нужно взвесить, довести до абсолютно сухого состояния и опять взвесить.

6. Вычислить влажность грунта на границе пластичности Wp.

Определение границы текучести

Граница текучести грунта характеризуется влажностью W

z (в процентах), при которой лабораторный конус погружается в приготовленную грунтовую массу на 10 мм за 5 секунд.

1. Грунт подготовить также, как и для определения влажности границы раскатывания (см. выше пункты 1–2).

2. Растертую грунтовую массу разбавить дистиллированной водой до состояния пасты. Плотно уложить ее шпателем в цилиндрическую чашу небольшими порциями так, чтобы не было воздушных полостей. Для их удаления, чашу постукивать ладонью или об резиновый коврик. Поверхность пасты загладить шпателем вровень с краями чаши.

3. Смазанный тонким слоем вазелина балансировочный конус осторожно опустить на грунтовую пасту, позволяя ему погрузиться в нее под действием собственного веса.

4. Через пять секунд конус должен погрузиться в исследуемый грунт на 10 мм (риска на конусе). Это говорит о том, что влажность грунта соответствует границе текучести.

5. Если конус не погрузился в пасту на требуемую глубину в образец долить дистиллированную воду и тщательно перемешать. Если конус погрузился ниже риски — грунт подсушить перемешиванием и небольшим ожиданием.

6. По достижении грунтом влажности соответствующей границе текучести (погружение конуса на 10 мм за 5 секунд), отобрать из него пробу 15–20 мм и провести анализ на влажность, описанный выше. То есть грунт взвесить, высушить до абсолютно сухого состояния и опять взвесить. Произвести два параллельных анализа, результат вычислить, как среднеарифметическое.

7. Вычислить влажность грунта на границе текучести Wz.

Число пластичности I p измеряется в долях единцы и рассчитывается по формуле:

I p = Wz — Wp,

где Wz — влажность на границе текучести; Wp — влажность на границе пластичности, в долях единицы.

По числу пластичности и содержанию в грунте песчаных частиц определяется наименование грунта (таблица 3).

 

Определение плотности грунта на объектах по Мск, МО и всей РФ

Повышение качества строительных работ играет важную роль в увеличении прибыли от инвестиций в направлении строительного бизнеса. Главное место в улучшении прочности и надёжности построек занимает процесс контроля качества проводимых работ на различных этапах возведения конструкции.

Контроль качества монтажных работ основан на анализе соответствия уровня трудозатрат, надёжности монтажа, качества сырья и стройматериалов, установленных нормативами ГОСТ и СНиП, а также разнообразными техническими регламентами и стандартами.

Итог низкокачественной работы и применения более дешёвых аналогов стройматериалов не только финансовые потери из-за внезапных аварийных ситуаций, но и серьёзная угроза здоровью и жизни граждан. Поэтому сфера строительства основывается на проведении контроля качества в различных областях и на разнообразных этапах.

Основополагающий фактор надёжности строения – качественный фундамент. Нулевой цикл до строительной подготовки, играющий первостепенную роль в процессе возведения сооружения, – определение плотности и влажности грунта под основание. Испытание на данном этапе имеет важную роль, поскольку монтаж основательных жилых комплексов или коммерческих зданий на неподходящем для этого грунтовом слое проявится в виде дефектов и непригодности к использованию спустя год, а то и несколько после завершения строительства и ввода в эксплуатацию. А это приведёт к более серьёзным материальным потерям, административным правонарушениям или уголовной ответственности.

Рассмотрим главные методики определения плотности грунта, входящие в комплекс процедур строительного контроля. Разработаны два направления для определения показателей уплотнения грунтового пласта:

Косвенные способы – оперативная диагностика в полевых условиях и измерение физических характеристик и механических параметров.

Прямые методики – лабораторные исследования собранных экземпляров.

Косвенные методики определения плотности слоя под основание постройки

Электромагнитный метод установки плотности грунтового слоя с применением аппарата SDG-200

Электрическое поле контактной пластины установки SDG 200 пропускается через почву или иную породу, датчик фиксирует величину сопротивления. С помощью этих данных инженер проводит расчёт степени плотности для конкретного грунтового слоя.

Преимущества:

  • Большой диапазон измерений.
  • Простота использования.
  • Высокая информативность.

Для получения объективных показателей оборудование SDG-200 проходит настройку под критерии грунта, который предстоит проанализировать. Для этого отбираются пробы породы, тестируются единожды в лаборатории, чтобы установить следующие показатели:

  • Фактическую влажность
  • Предельную плотность
  • Физико-химический состав
  • Подвижность
  • Границы пластичности

Лаборант рассчитывает разницу между фактической плотностью, установленной опытным путём, и показателями с оборудования, полученными на том же участке, где брались образцы для тестирования. Этот параметр называют поправка по плотности.

Недочёты:

  • При некорректной настройке прибора возникнут погрешности в замерах.
  • Продолжительное время исследований при маленькой площади участка.

На достоверность показаний аппарата SDG-200 влияет правильность введённых при настройке показателей. Данные вводятся в базу прибора, сохраняются, после чего оборудование готово к обследованию данного типа грунтового пласта.

Метод штампа  с использованием устройства ПДУ-МГ4 УДАР

Для штампового метода установки плотности грунта может применяться динамический плотномер серии ПДУ-МГ4 УДАР, чтобы зафиксировать модуль упругости грунтового слоя, на котором планируется прокладка дорожного полотна. Нагрузка на пласт будет имитировать передвижение транспортного средства по асфальтовому покрытию.

Конструкционно плотномер представляет собой комплекс из груза, тензодатчиков, замеряющих силу воздействия, электронного блока управления, акселерометра, пружины. Нагрузочное основание имеет диаметр 30 см и массу утяжелителя 10 кг. Это предоставляет возможность использования оборудования не только на мягких почвах, глинистых и песчаных структурах, но и крупноблочных насыпях и слое из щебня. 

Вес падающего груза на аппарате ПДУ-МГ4 УДАР составляет 5 кг при диаметре уплотняющего основания 20 см.

Данные силового взаимодействия между грузом и грунтовым основанием направляются в блок для обработки. Все результаты проверки выводятся на графический дисплей и сохраняются в модуле архивной памяти.

Плотномер имеет функцию передачи информации на планшет или компьютер,

9. Определение плотности сухого грунта расчетным методом

       

9.1.  Для определения плотности сухого грунта предварительно определяют влажность грунта и его плотность при этой влажности в соответствии с требованиями разд. 2, 3 и 6-8.      

   

    9.2. Плотность сухого грунта

 г/куб.см, вычисляют по формуле        

                     

 

10. Определение плотности частиц грунта пикнометрическим методом

10.1.  Плотность частиц грунта определяется отношением массы частиц грунта к их объему.

       

10.2.  Подготовка к испытаниям

       10.2.1. Образец грунта в воздушно-сухом состоянии размельчают в фарфоровой ступке, отбирают методом квартования среднюю пробу массой 100-200 г и просеивают сквозь сито с сеткой № 2, остаток на сите растирают в ступке и просеивают сквозь то же сито.

       10.2.2. Из перемешанной средней пробы берут навеску грунта из расчета 15 г на каждые 100 мл емкости пикнометра и высушивают до постоянной массы в соответствии с требованиями пп. 2.2 и 2.3. Навеску заторфованного грунта или торфа следует отбирать из средней пробы из расчета 5 г сухого грунта на каждые 100 мл емкости пикнометра, которая в этом случае должна быть не менее 200 мл.

       Допускается использовать грунт в воздушно-сухом состоянии, определив его гигроскопическую влажность.

10.2.3.  Дистиллированную воду следует прокипятить в течение 1 ч и хранить в закупоренной бутыли.

       10.3. Проведение испытаний

       10.3.1. Пикнометр, наполненный на 1/3 дистиллированной водой, взвешивают. Затем через воронку всыпают в него высушенную пробу грунта и снова взвешивают.

       10.3.2. Пикнометр с водой и грунтом взбалтывают и ставят кипятить на песчаную баню. Продолжительность спокойного кипячения (с момента начала кипения) должна составлять: для песков и супесей - 0,5 ч, для суглинков и глин - 1 ч.

       10.3.3. После кипячения пикнометр следует охладить и долить дистиллированной водой до мерной риски на горлышке, а если пикнометр с капилляром в пробке - до шейки пикнометра.

       Пикнометр охлаждают до комнатной температуры в ванне с водой. Температуру пикнометра определяют по температуре воды в ванне, измеряемой с точностью до  +/- 0,5 град.С термометром, расположенным в средней части ванны между пикнометрами.

       10.3.4. После охлаждения пикнометра следует поправить положение мениска воды в нем, добавляя из капельницы дистиллированную воду. В пикнометре с мерной риской низ мениска должен совпадать с ней. Возможные капли воды выше риски удаляют фильтровальной бумагой. Пикнометр с капилляром доливают примерно до середины шейки пикнометра, закрывают пробку и удаляют выступившую из капилляра воду фильтровальной бумагой. Проверяют отсутствие пузырьков воздуха под пробкой и при их наличии вновь доливают воду.

       Пикнометр вытирают снаружи и взвешивают.

       10.3.5. Далее выливают содержимое пикнометра, ополаскивают его, наливают в него дистиллированную воду и выдерживают в ванне с водой при этой же температуре. Затем выполняют операции, указанные в п. 10.3.4, и взвешивают пикнометр с водой.

 

 Примечание. При большом количестве испытаний следует заранее определить объемы пикнометров  (до мерной риски)   и  их  массы  с водой при различных температурах, находящихся  в интервале температур испытаний. Объем пикнометра куб.см,вычисляют по формуле 

                   

       10.4. Обработка результатов  

     Примечание.  Массу   сухого   грунта

выполненных по указаниям п. 10.3.1.

  

 определяют как разность результатов двух взвешиваний,

     

      В случае использования грунта в воздушно-сухом состоянии

     

  

  

 

вычисляют по формуле

Контроль плотности оснований насыпных грунтов

Степень уплотнения земляного сооружения оценивается величиной коэффициента уплотнения. Стандартный метод оценки степени уплотнения по ГОСТ 22733 предусматривает обязательный отбор образца грунта с помощью кольца‚ его взвешивание‚ определение влажности путем высушива-ния при 105 °С в термостате в течение 6–8 часов. Затем в лаборатории необходимо выполнить процедуру стандартного уплотнения предварительно высушенного и измельченного грунта с определением оптимальной влажности и максимальной плотности сухого грунта.

В итоге значения коэффициента уплотнения грунта и его влажность могут быть получены минимум через сутки. Поэтому для оперативного контроля степени уплотнения земляных сооружений широко применяются ускоренные методы динамического и статического зондирования грунта.

В методических указаниях рассмотрены методы динамического зондирования грунта с помощью динамического плотномера Д-51 и забивного зонда Л33, статического зондирования грунта с помощью статического плотномера ПСГ-1.

Динамическое зондирование − процесс погружения зонда в грунт под действием ударной нагрузки с измерением показателей сопротивления грунта внедрению зонда.Статическое зондирование − процесс погружения зонда в грунт под действием статической вдавливающей нагрузки с измерением показателей сопротивления грунта внедрению зонда.

 

1.1. Сущность метода

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

Определение степени уплотнения грунтов методом динамического зондирования следует производить с помощью динамического плотномера при глубине контроля до 30 см и забивного зонда при глубине контроля более 30 см от поверхности земляного сооружения.

Груз прибора массы 2,5 кг имеет возможность перемещаться относительно стержня и наносить удар по буртику при свободном падении с высоты H = 400 мм.

По числу ударов, необходимых для заглубления в грунт нижней части стержня, имеющего диаметр Ø 11,4 мм и длину Sz = 100 мм, оценивают прочность испытуемого грунта

Для решения задачи о вычислении напряжений в контакте плоского торца стержня с грунтом примем гипотезу о возникновении под плоским торцом стержня грунтового конусообразного тела, угол у которого при вершине конуса равен углу трения грунта по грунту. В этом случае коэффициент трения скольжения грунта по грунту равен тангенсу угла трения

Существующая классификация грунтов по категориям прочности, основанная на числе ударов динамического плотномера, может быть дополнена значениями напряжений в грунте на наклонных площадках грунтового конусообразного тела, возникающего под плоским торцем стержня, при этом нормальные напряжения в грунте на горизонтальных площадках равны удвоенным нормальным напряжениям на наклонных площадках. 

1.2. Область применения динамического плотномера Д-51

Динамический плотномер Д-51 предназначен для текущего контроля плотности песчаных и глинистых грунтов при оперативном контроле качества уплотнения земляного полотна без отбора проб грунта, а также при определении плотности грунтов земляных сооружений. Плотность грунта оценивается по величине удельного сопротивления грунта забивке конусного наконечника на глубину до 30 см от поверхностного слоя.

Плотномер неприменим для зондирования грунтов, содержащих более 25 % твердых частиц крупнее 2 мм, а также мерзлых и переув-лажненных грунтов.

1.3. Выполнение контроля плотности

1.3.1. Контроль плотности грунта

Испытания с помощью динамического плотномера производят в следующем порядке. Определяется разновидность грунта по ГОСТ 25100 на основании определения полного зернового и микроагре-гатного состава по ГОСТ 12536 для несвязных грунтов и число пластичности по ГОСТ 5180 для связных разновидностей грунтов.

В местах определения степени уплотнения грунта поверхность контролируемого слоя земляного сооружения зачищают и выравнивают на площадке размером 50x50 см. На выровненное место строго вертикально устанавливают прибор и последовательными ударами свободно падающего молота погружают стержень с наконечником на глубину 20 см, число ударов при этом не учитывается.

При оценке степени уплотнения глинистых грунтов параллельно определяют влажность грунта на глубине от 20 до 30 см по ГОСТ 5180 или с помощью влагомера ВИМС-2.

Коэффициент уплотнения грунта Kу устанавливается по графикам по осредненному значению количества ударов – для песка без определения влажности, для глинистых грунтов после определения относительной влажности грунта.

1.3.2. Контроль плотности связных грунтов методом двойного зондирования

При контроле уплотнения глинистых грунтов без проведения параллельного измерения влажности применяют метод двойного зондирования. В этом случае глинистый грунт испытывают в двух состояниях: исходном и после дополнительного уплотнения. Первое зондирование выполняют для исходного состояния уложенного грунта на глубину 30 см, фиксируя при этом число ударов, необходимое для погружения конуса на глубину от 20 до 30 см. После этого рядом с точкой зондирования в теле насыпи с помощью бура или пробоотборника устраивают скважину диаметром 10 см и глубиной 25 см. Затем на направляющую штангу вместо стержня с конусом навинчивают штамп диаметром 100 мм.

На дно скважины устанавливают штамп трамбовки и производят доуплотнение нижележащего грунта 40 ударами груза.

Вынутый из скважины грунт укладывают обратно слоями толщиной 5 см и уплотняют 40 ударами груза на каждый слой до тех пор, пока скважина не будет заполнена грунтом. После выравнивания грунта над скважиной штамп заменяют на стержень c конусом и производят зондирование грунта по оси скважины на глубину 30 см и фиксируют число ударов, необходимое для погружения конуса на глубину от 20 до 30 см.

По результатам двух зондирований вычисляют отношение n1/n2 и по графику устанавливают коэффициент уплотнения грунта.

1.4. Легкий забивной зонд Л 33

Легкий забивной зонд предназначен для определения механических свойств грунтов, а также позволяет обеспечить оперативный полевой контроль качества возведения грунтовых сооружений, экспресс-оценку свойств естественного основания, исследовать изменения свойств основания под действующими объектами в процессе их эксплуатации. Его преимуществом является возможность испытания 14 песчаных и других структурно-неустойчивых грунтов, отобрать монолиты из которых практически невозможно.

1.4.1. Необходимое оборудование

Легкий динамический зонд Л33, конус, лом, измерительная ли-нейка, отвес, уровень.

1.4.2. Выполнение

Динамическое зондирование следует выполнять последовательной забивкой зонда в грунт свободно падающим молотом (h-50 см) с фиксаци-ей числа ударов при погружении зонда на глубину 10 см при обеспечении необходимой точности измерения глубины зондирования (± 0,5 см).

Зондирование следует производить непрерывно до достижения заданной глубины или до резкого уменьшения величины скорости погружения зонда (менее 2−3 см за 10 ударов). Перерывы в забивке допускаются только для наращивания штанг. Зондирование следует выполнять, применяя постоянную частоту ударов (в среднем 1 удар за 2 с).

При глубине зондирования более 1 м следует применять теряемый ко-нический наконечник, который крепится к штанге с помощью шплинта из мягкой проволоки диаметром 2−3 мм.

Сборку, установку зонда и зондирование выполняют два студента. В выбранной точке зондирования на поверхности грунта намечается ломом лунка.

После присоединения к штанге теряющегося конуса зонд устанавливается в точке зондирования, вертикальность установки проверяется отвесом.

На поверхность грунта, рядом с зондом (10−20 см), устанавливается подставка с линейкой. Отсчеты снимаются по линейке и по одной из меток на штанге зонда, нанесенные с интервалом 10 см. В журнал испытаний записываются отметка устья скважины и заглубление конуса до начала зондирования. За нулевую отметку принимают поверхность грунта.

При зондировании зонд удерживается в вертикальном положении одним студентом, другой поднимает молот по направляющей на высоту 50 см и опускает в верхней точке, позволяя молоту свободно падать и наносить удар по станине.

При проведении работ первый студент фиксирует перемещение меток на штангах относительно линейки, второй считает удары.

При достижении величины погружения зонда, равном принятому залогу – 10 см, зондирование прекращается и данные записываются в журнал (коли-чество ударов за залог).

В случае интенсивного погружения зонда в слабых грунтах (менее 4-х ударов на 10 см) после первых пробных ударов высоту поднятия молота можно уменьшить в два раза, т.е. до 25 см, что должно быть зафиксировано в журнале и учтено при обработке результатов.

В процессе зондирования необходимо постоянно контролировать и корректировать вертикальность погружения набора штанг, для чего при нара-щивании очередной штанги на погружаемый зонд необходимо повернуть с 16

помощью штангового ключа всю колонку штанг вокруг своей оси по часовой стрелке. Затруднения при повороте, возникающие вследствие трения штанг о грунт, необходимо учитывать при обработке результатов.

При значительном сопротивлении повороту штанг, вызванных искривлением скважины, зонд надлежит извлечь из грунта и попытаться повторить заново, при необходимости выполнить рихтовку штанг.

При попадании под конус зонда природных или техногенных включений сначала можно сделать попытку преодолеть их сопротивление за счет увеличения энергии ударов, сбрасывая молот с приложением усилий на него. Если это не дает результата, то на малых глубинах делается попытка пробивки включения ломом, а на больших – разбуривание ручным буром. Во всех случаях после преодоления включения заново фиксируется глубина нахождения конуса зонда. В случае, если указанные меры не принесли результатов, выбирается новая точка зондирования.

При извлечении зонда штанги выбиваются вверх, при этом срезается фиксатор конуса. Конус теряется, и набор штанг легко извлекается из грунта.

После окончания испытаний, а также до выезда на площадку необходимо произвести проверку установки на прямолинейность и степень износа штанг.

Проверка выполняется путем сборки звеньев зонда в отрезки длиной не менее 3 м. При этом отклонение от прямой линии в любой плоскости не должно превышать 5 мм на 3 м по всей длине проверяемого отрезка зонда.

Уменьшение высоты конуса наконечника зонда при максимальном его износе не должно превышать 5 мм, а диаметр 0,3 мм.

Результаты зондирования, отношение количества ударов в залоге к глубине погружения конуса за залог фиксируются в журнале динамического зондирования.

По результатам испытаний определяют условное динамическое сопротивление грунта.

Результаты зондирования оформляют в виде непрерывного ступенчатого графика изменения по глубине значения условного динамического сопротивления грунтов с последующим осреднением графика и вычислением средневзвешенных показателей зондирования для каждого слоя земляного сооружения.

2.1. Сущность метода

В основе метода лежит сопротивление грунта при внедрении ко-нического наконечника под действием статической нагрузки.

Применяются различные приборы для измерения прочности грунтов. Принцип работы одного из таких приборов основан на измерении силы и глубины внедрения конуса в грунт.

Для статического зондирования грунтов применяют конус с углом образующей при вершине ϕ = 300 и диаметром основания d=36 мм.

Задачу о погружении конуса можно отнести к контактной задаче, в которой при внедрении конуса зависимость внешней силы от перемещения называется нелинейной вследствие увеличения площадки контакта по мере возрастания силы.

Плотномер допускается к применению на любых грунтах, содержащих не более 15 % твердых включений крупностью свыше 2 мм.

При использовании плотномера для текущего и приемочного контроля плотности грунта не менее 1/3 измерений из общего количества необходимо проводить стандартным весовым методом с отбора проб грунта кольцами.

2.3. Выполнение контроля плотности

2.3.1. Контроль уплотнения грунта

Испытания с помощью статического плотномера производят в следующем порядке. Определяется разновидность грунта по на основании определения полного зернового и микроагрегатного состава по для несвязных грунтов и число пластичности по для связных разновидностей грунтов.

В зависимости от установленного вида грунта при сборке плотномера используется конус (для несвязных грунтов) или усеченный конус (для связных грунтов) с ограничительной шайбой, установленной на него при завинчивании в рабочий стержень.

На месте измерения выбирается площадка размером не менее 20х20 см. Верхний переуплотненный или разрыхленный слой на глу-бину 3−5 см снимается, основание зачищают и выравнивают.

Фиксирующую кнопку, расположенную на тыльной части дина-мометра, сдвигают налево от «0». Рабочий стержень ставят верти-кально к измеряемой поверхности и, нажимая на рукоять динамомет-ра плавно с постоянной скоростью, погружают наконечник в грунт до упора ограничительной муфты (или шайбы – при усеченном конусе) в поверхность грунта. Время его заглубления на всю длину должно со-ставлять примерно 10−12 с. После чего плотномер извлекают из грунта, а показания на шкале динамометра записывают в журнал.

Пенетрацию повторяют на каждом месте 3−5 раз, при этом рас-стояние между точками измерения должно составлять не менее 12−15 см. За расчетную величину усилия принимают их среднеарифметическое значение. Показатели, отличающиеся от среднего более чем на 30 %, не учитываются.

Перед каждым последующим замером показание стрелки сбрасывается перемещением фиксирующей кнопки на «0».

По полученному значению силы пенетрации по графику соответствующего вида грунта определяется достигнутый коэффициент уплотнения для несвязных и слабосвязных разновидностей грунтов.

В последнем случае для установления коэффициента уплотнения необходимо определить влажность грунта по или с помощью влагомера ВИМС-2.

В случае, когда наконечник плотномера упирается при измерении в какое-либо препятствие, что хорошо чувствуется при нажиме на рукоять, пенетрометр извлекают из грунта и зондирование повторяют на новом месте.

Если наблюдается резкое расхождение между значениями коэффициента уплотнения Ку, полученными плотномером СПГ-1 и методом режущего кольца по, следует провести дополнительную тарировку прибора на данном виде грунта с составлением нового графика зависимости.

2.3.2. Тарировка зонда

Отбирается проба грунта массой 15−20 кг. Определяются вид грунта, оптимальная влажность и максимальная плотность методом стандартного уплотнения по.

Тарировку производят при оптимальной влажности грунта в формах диаметром 20 см и высотой 30 см по 3−4 точкам. Плотность достигается уплотнением грунта под прессом в три слоя до степеней 0,90, 0,95, 098 и 1,00 Ку. В каждом случае делается 4−5 проколов пенетрометром и вычисляется среднее значение Pq. По окончании рабо-ты строится график зависимости Ку от Pq. Полученный график при-меняется при контроле степени уплотнения данного вида грунта в сооружении.

3. ГРАДУИРОВКА ПРИБОРОВ

Для оценки степени уплотнения земляного сооружения по результатам измерений методами статического и динамического зондирования необходимо установить зависимости выходных характеристик приборов от характеристик уплотнения (ρd, Ку).

В качестве этих зависимостей используют: градуировочные графики для конкретного вида грунта, применяемого при устройстве земляного сооружения; обобщенные корреляционные зависимости, связывающие плотность сухого грунта или коэффициент уплотнения с выходными характеристиками приборов.

Градуировку приборов следует производить для каждой разно-видности грунта, применяемого при возведении земляного сооружения.

Отбор грунта следует производить перед началом или в процессе проведения работ. Масса средней пробы грунта, отбираемого для испытаний, должна составлять не менее 10 кг при градуировке пенетро-метра и не менее 65−70 кг при градуировке динамического плотномера и забивного зонда.

Перед градуировкой приборов необходимо определить оптимальную влажность и максимальную плотность грунтов методом стандартного уплотнения.

Подготовку образцов для градуировки или выбор участков следует производить исходя из условия однородности по плотности, влажности и составу грунта. Допускается использовать для градуировки образцы грунта с коэффициентом вариации средних значений: коэффициента уплотнения − не более 0,025; весовой влажности − не более 0,1 для песчаных грунтов и 0,05 − для пылевато-глинистых грунтов.

До начала испытаний грунты в воздушносухом состоянии измельчают (только связные грунты), тщательно перемешивают и готовят образцы для испытаний при трех-четырех различных значениях влажности.

Для изготовления образцов грунт насыпают в форму и послойно уплотняют минимально требуемым числом ударов по одному следу. В приборе стандартного уплотнения и в форме для градуировки пенетрометра грунт следует уплотнять в три слоя, в форме для градуировки динамического плотномера и забивного зонда − в восемь слоев. При уплотнении последнего (верхнего) слоя на форму сверху необходимо надевать насадку. После окончания уплотнения насадку снимают и выступающий грунт осторожно срезают ножом по верхней кромке формы.

При уплотнении грунтов в форме диаметром 30 см после каждого удара трамбовки меняют ее местоположение по слою в шахматном порядке. При этом для выполнения "одного удара по одному следу" необходимо сделать 4 удара трамбовкой.

Для определения плотности сухого грунта форму с грунтом взвешивают и с нижней и верхней частей образца отбирают пробы грунта на влажность. Плотность сухого грунта определяют по ГОСТ 5180.

3.1. Градуировка динамического плотномера Д-51 и забивного зонда Л 33 в лабораторных условиях

Динамический плотномер устанавливают строго вертикально на зачищенную поверхность грунта в центре формы. Конический наконечник плотномера забивают в грунт и фиксируют количество ударов, необходимых для погружения наконечника на участке зондирования от 20 до 30 см.

3.2. Градуировка динамического плотномера и забивного зонда в полевых условиях

Градуировку приборов необходимо совмещать с пробным (опытным) уплотнением грунтов, выполняемым для уточнения тол-щины уплотняемого слоя, количества проходов уплотняющих средств по одному следу и оптимальной влажности грунта.

Градуировку приборов следует производить для каждого вида грунта, используемого при влажности строительства земляного сооружения. Перед градуировкой надлежит определить оптимальную и максимальную плотности грунтов методом стандартного уплотнения.

Пробное уплотнение грунта производят по методике, приведенной в Руководстве.

Отбор проб уплотненного грунта следует осуществить в зоне однородного уплотнения в соответствии с диаграммой проходов уплотняющей машины по ширине опытной площадки из средней части уплотняемого слоя. Рядом с этими точками проводят испытания градуируемых приборов.

Отбор проб и испытание приборами производят перед началом работы основной уплотняющей машины, а затем через каждые 4 прохода по одному следу.

По результатам проведенных испытаний строят зависимости плотности сухого грунта или коэффициента уплотнения грунта от выходных характеристик градуируемых приборов и влажности. Характер этих зависимостей аналогичен зависимостям, получаемым при градуировке в лабораторных условиях.

3.3. Методика построения градуировочных графиков

Для песчаных грунтов, содержащих менее 3−5 % глинистых частиц, влажность в пределах значений, указанных в таблице, практически не влияет на характер зависимости плотности сухого грунта или коэффициента уплотнения Ку от выходных характеристик П приборов, с помощью которых производят контроль качества уплотнения земляного сооружения. При большем содержании глинистых частиц влияние влажности на характер зависимости будет значительнее. В этом случае на графике можно провести несколько осредняющих прямых (или кривых) для каждого значения влажности. Градуировочные графики для таких грунтов строят так же, как и для глинистых грунтов.

Для глинистых грунтов градуировочные графики строят в виде зависимости. На горизонтальной оси откладывают значения плотности ρd, на вертикальной − соответствующие значения выходных характеристик при данном значении влажности W. Для каждого значения влажности получают отдельную кривую.

определение плотности частиц грунта пикнометрическим методом

Грунты – это сложная дисперсная среда, которая состоит из минеральной части и пор, заполненных водой и воздухом.

Плотность частиц - физическая характеристика грунта, которая зависит от его минерального состава, наличия органических и органоминеральных веществ и представляет собой отношение массы твердой части сухого грунта к его объему, при этом исключая жидкую фазу.

Определение плотности частиц грунта выполняется пикнометрическим методом в соответствии с требованиями ГОСТ 5180-84.

Для проведение испытания методом квартования отбирают пробу массой 100-200 г и просеивают через сито с размером ячеек 2 мм.

11.jpg

Частицы, размером крупнее 2 мм разбивают в ступке и добавляют к пробе

22.jpg

Навеску грунта для проведения испытания, высушенную до постоянной массы следует отобрать из расчета 15 г на каждые 100 мл пикнометра.

Взвешивают пикнометр пустой и с грунтом.

33.jpg

В пикнометр с грунтом добавляют дистиллированную воду и кипятят на песчаной бане в течение 30 минут.

44.jpg

55.jpg

Дистиллированную воду, перед началом испытания следует прокипятить в течение 1 часа на песчаной бане.

После кипячения пикнометр остужают в ванне с водой, определяют температуру воды,

66.jpg

доливают в него воду,

77.jpg

закрывают пробкой-капилляром, удалив излишки влаги, и взвешивают.

88.jpg

После проведения опыта пикнометр моют, наливают в него дистиллированную воду и остужают на водяной бане до температуры тарировки. После остывания до искомой температуры пикнометр вытирают, удаляют излишки влаги и взвешивают.

99.jpg

10.jpg20.jpg

Объем пикнометра вычисляют по формуле:

Vп = (m'2- mп)/ρ'w,

гдеm2'– масса пикнометра с дистиллированной водой при температуре тарировки, г;

mп – масса пустого пикнометра, г;

ρ'wплотность воды при той же температуре, г/см3.

Плотность частиц грунта определяют по формуле:

ρs= ρw∙m0 /(m0 + m2- m1),

где m0 – масса сухого грунта, г;

m1 – масса пикнометра с грунтом и водой после кипячения при температуре тарировки, г;

m2 – масса пикнометра с водой при той же температуре, г;

ρw – плотность воды при той же температуре, г/см3.

Плотность частиц грунта является важным качественным показателем для определения нормативных значений прочностных и деформационных характеристик, которые, в свою очередь, позволяют оценить несущую способность грунтов, и возможность их дальнейшего использования в качестве оснований фундаментов.

Геотехконтроль: определение коэффициента уплотнения грунта

1.JPG

Одной из самых важных физических характеристик грунта является его плотность. В промышленном, гражданском, а так же дорожном строительстве её значение выражается через величину коэффициента уплотнения kcomу) - безразмерного коэффициента, определяемого как отношение плотности сухого грунта в конструкции к максимальной плотности сухого грунта, полученной методом стандартного уплотнения по ГОСТ 22733-2002.

Как же правильно и грамотно определить этот показатель? Именно об этом я постараюсь рассказать доступно.

Для определения коэффициента уплотнения грунта в настоящее время существует немало приборов, основанных на различных принципах действия. Посмотрите на их многообразие:

2.jpg

Но решающее слово остаётся за ним - кольцом-пробоотборником, поскольку только метод режущего кольца регламентируется - ГОСТ 5180-84 (мы не рассматриваем радиоизотопный метод, т.к. он не нашёл широкого применения после аварии на Чернобыльской АЭС).

3.jpg

Итак, перед нами стоит задача: определить коэффициент уплотнения грунта на определённом участке.

1) Выберем и обозначим на данной площади точки опробования: которые можно отметить как на плане, с последующим переносом на фотографию:

4.jpg

так и непосредственно на участке с помощью маркеров.

5.jpg

2) Затем в каждой точке подготовим площадки для работы: снимем верхние 5-10 см грунта, сохраняя целостность проверяемого слоя.

6.jpg

При необходимости обследования нижележащих слоёв отроем шурф на нужную глубину.

7.jpg

3) Теперь проверим уплотнение грунта в каждой точке экспресс-методом, применив один из приборов вышеобозначенных приборов.

8.jpg

Проанализируем полученные результаты и выберем несколько точек (их количество будет зависеть от площади обследуемого участка, но не менее 2-х - 3-х) с минимальными и, для верности, максимальными показаниями прибора.

4) Отберём в выбранных точках пробы грунта:

9.JPG

4.1) - ненарушенного сложения методом режущего кольца - в каждой точке по 2 кольца для получения среднего значения по двум параллельным определениям (достоверным будет считаться результат, в котором плотность грунта в каждом кольце не будет отличаться более, чем на 0,02 г/см³).

Пробы упакуем для сохранения влажности и замаркируем, соблюдая требования ГОСТ 12071-2000.

10.jpg

4.2) - нарушенного сложения, выбирая грунт вокруг режущих колец, для дальнейших испытаний в стационарных условиях в лаборатории.

11.jpg

5) После доставки проб в лабораторию взвесим грунт, извлечённый из каждого кольца

12.jpg

и определим плотность грунта ρ, поделив массу грунта m на объём кольца v:

ρ = m/v, (г/см3)

Затем тару с грунтом поставим в сушильный шкаф для определения влажности w, %.

13.jpg

6) После того, как грунт высохнет при температуре 105+50C, рассчитаем значение плотности сухого грунта ρd в каждой точке отбора пробы по формуле

ρd= ρ/(1+0,01· w), (г/см3).

7) Из пробы грунта нарушенного сложения подготовим навеску и испытаем грунт в приборе стандартного уплотнения. Этот прибор может быть как ручным, так и полуавтоматическим, что удобнее

14-2.jpg

8) По результатам проведённых испытаний построим график зависимости плотности грунта от влажности:

15.jpg

По наивысшей точке графика определим значения максимальной плотности сухого грунта ρdmax (в данном случае 1,87 г/см³) и соответствующее ей значение оптимальной влажности wopt 9,9 %.

9) Вот теперь мы можем определить коэффициент уплотнения грунта в каждой точке отбора по формуле:

kcom=ρddmax.

10) Остаётся только сравнить данные экспресс-метода с результатами, полученными методом режущего кольца, и оценить степень уплотнения грунта на всём участке опробования.

Коэффициент уплотнения грунта. Определение плотности грунта :: BusinessMan.ru

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.

Коэффициенты уплотнения грунтов снип

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.

Плотность грунта

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.

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.

Земляное полотно

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).

Коэффициент уплотнения грунта

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.

Коэффициенты уплотнения грунтов таблица

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.

Определение коэффициента уплотнения грунта

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/см3;
  • 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 см3. Рассчитав по формуле, получаем число 1,91г/см3 – 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.

About Author


admin

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о