Коэффициент запаса на уплотнение пгс. Коэффициент уплотнения грунта, песка, щебня. Виды щебня и технические характеристики

14.06.2019

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

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

Коэффициент уплотнения: что это?

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

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

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

Показатели уплотнения грунта

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

Специфика определения коэффициента уплотнения

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

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

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

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

Методы уплотнения и вычисления коэффициента

Географическое расположение определяет качественный состав грунтов, каждый из которых обладает своими характеристиками: плотностью, влажностью, способностью к проседанию. Потому так важно разработать комплекс мер, направленный на качественное улучшение характеристик для каждого типа почвы.

Вам уже известно понятие коэффициента уплотнения, предмет которого изучается строго в лабораторных условиях. Проводят такую работу соответственные службы. Показатель уплотнения почвы определяет методику воздействия на грунт, вследствие которой он получит новые прочностные характеристики. Проводя такие действия, важно учитывать процент усиления, прикладываемого для получения необходимого результата. Исходя из этого вычитывается коэффициент уплотнения грунтов (таблица ниже).

Типология методов уплотнения грунта

Существует условная система подразделения методов уплотнения, группы которых формируются исходя из способа достижения цели - процесса выведения кислорода из слоев почвы на определенной глубине. Так, различают поверхностное и глубинное исследование. Исходя из типа исследования, специалисты подбирают систему оборудования и определяют способ его применения. Методы исследования почвы бывают:

статическими;
вибрационными;
ударными;
комбинированными.

Каждый из типов оборудования отображает метод применения силы, например пневматический каток.

Частично такие методы применяются в малом частном строительстве, другие исключительно при построении крупномасштабных объектов, возведение которых согласовано с местной властью, так как некоторые из таких строений могут оказывать влияние не только на заданный участок, но и на окружающие объекты.

Коэффициенты уплотнения и нормы СНиП

Все операции, связанные со строительством, четко регламентируются законом, потому строго контролируются соответствующими организациями.

Коэффициенты уплотнения грунтов СНиП определяет пунктом 3.02.01-87 и СП 45.13330.2012. Действия, описанные в нормативных документах, были обновлены и актуализированы в 2013-2014 годах. В них описываются уплотнения для разного рода почвы и грунтовых подушек, использующихся при возведении фундамента и строений разного рода конфигураций, в том числе и подземных.

Как определяют коэффициент уплотнения?

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

Примеры вычисления коэффициента уплотнения

Рассмотрим определение коэффициента уплотнения грунта на примере:

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

Необходимо определить коэффициент уплотнения почвы.

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

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

При помощи ножа грунт извлекают из стального кольца и взвешивают.

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

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

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

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

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

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

Факторы и свойства строительного песка

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

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

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

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

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

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

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

P = ((m – m1)*Pв) / m-m1+m2-m3 , где:

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

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

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

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

Из-за чего изменяется уровень сыпучей смеси и степень уплотнения

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

Конечный коэффициент и степень уплотнения зависит от разнообразных факторов:

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

Сразу после приобретения партии песка, его следует проверить.

Какие пробы берут для определения насыпной плотности песка для строительства

Нужно взять пробы:

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

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

Заключение

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

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

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

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

Все строительные материалы, особенно смеси, имеют ряд показателей, значение которых играет важную роль в процессе строительных работ и во многом определяет итоговый результат. Для сыпучих материалов такими показателями являются размер фракции и коэффициент уплотнения. Данный показатель фиксирует, насколько уменьшается наружный объем материала при его уплотнении (утрамбовке). Данный коэффициент чаще всего учитывается при работе со строительным песком, однако и песчано-гравийные смеси, и просто гравий сам по себе также могут менять свое значение при уплотнении.

Зачем нужно знать коэффициент уплотнения песчано-гравийной смеси?

Любая сыпучая смесь, даже при отсутствии механического воздействия, меняет свою плотность. Это легко понять, вспомнив, как изменяется гора песка, который только что выкопали, со временем. Песок становится плотнее, потом, при повторной обработке, он снова возвращается в более сыпучий вид, изменяя объем занимаемой площади. То, насколько увеличивается или уменьшается этот объем, и есть коэффициент плотности.

Фиксирует не объем, потерянный при искусственной утрамбовке (например, во время строительства подложки под фундамент, когда смесь трамбуют специальным механизмом), а естественные изменения, которые происходят с материалом в процессе перевозки, погрузки и выгрузки. Это позволяет определить потери, полученные при транспортировке и точнее рассчитать необходимый объем поставки песчано-гравийной смеси. При этом следует отметить, что на размер коэффициента уплотнения песчано-гравийной смеси влияют многие показатели, такие, как размер партии, способ перевозки, изначальное качество самого песка.

В строительных работах информация об объеме уплотнения используется при ведении расчётов и подготовке к строительству. В частности, исходя из данного параметра, устанавливаются определенные показатели для глубины траншеи, толщины отсыпки для будущей подушки из песчано-гравийной смеси, интенсивность трамбовки и многое другое. Помимо прочего, в расчет берется сезон, а также климатические показатели.

Размер коэффициента уплотнения песчано-гравийной смеси может различаться для разных материалов, у каждого типа сыпучей смеси есть свои нормативные показатели, которые гарантируют ее качество. Считается, что средний размер коэффициента уплотнения для песчано-гравийной смеси составляет порядка 1,2 (эти данные указаны в ГОСТе). Следует учитывать, что этот же показатель, но отдельно для песка и гравия будет другим, от 1,1 до 1,4 в зависимости от типа и размера фракций.

Щебень - это распространенный строительный материал, который получается при помощи дробления горной твердой породы. Добывается сырье путем проведения взрывных работ во время карьерных разработок. Порода дробится на соответствующие фракции. При этом значение имеет специальный коэффициент уплотнения щебня.

Гранитный является самым распространенным, так как морозоустойчивость его высокая, а водопоглощение низкое, что так важно для любой строительной конструкции. Истираемость и прочность гранитного щебня соответствует стандартам. Среди основных фракций щебня можно отметить: 5-15 мм, 5-20 мм, 5-40 мм, 20-40 мм, 40-70 мм. Наиболее популярным является щебень фракции 5-20 мм, он может использоваться для ведения различных работ:

сооружение фундаментов;
изготовление балластных слоев трасс и железнодорожных путей;
добавка в строительные смеси.

Уплотнение щебня зависит от многих показателей, в том числе и от его характеристик. Необходимо учитывать:

Средняя плотность составляет 1,4-3 г/см³ (когда высчитывается уплотнение, этот параметр берется одним из основных).
Лещадность определяет уровень плоскости материала.
Весь материал проходит сортировку по фракциям.
Устойчивость к морозам.
Уровень радиоактивности. Для всех работ можно использовать щебень 1-го класса, а вот 2-й класс можно применять только для дорожных.

На основании таких характеристик принимается решение, какой именно материал подходит для определенного типа работ.

Виды щебня и технические характеристики

Щебень для строительства может использоваться различный. Производители предлагаются разные его виды, свойства которых отличаются друг от друга. Сегодня по типу сырья щебень принято разделять на 4 большие группы:

гравийный;
гранитный;
доломитовый, т.е. известняковый;
вторичный.

Для изготовления гранитного материала используется соответствующая порода. Это нерудный материал, который получают из твердой породы. Гранит - застывшая магма, обладающая большой твердостью, обработка его затруднительная. Щебень данного вида изготавливается согласно ГОСТу 8267-93. Самым популярным является щебень, имеющий фракцию 5/20 мм, так как его можно применять для разнообразных работ, включая изготовление фундаментов, дорог, площадок и прочего.

Гравийный щебень представляет собой строительный сыпучий материал, который получается при дроблении каменистой скалы либо породы в карьерах. Прочность материала не такая высокая, как у гранитного щебня, но зато стоимость его ниже, как и радиационный фон. Сегодня принято различать два типа гравия:

дробленая разновидность щебня;
гравий речного и морского происхождения.

По фракции гравий классифицируется на 4 большие группы: 3/10, 5/40, 5/20, 20/40 мм. Используется материал для приготовления различных строительных смесей в качестве наполнителя, он считается незаменимым при замешивании бетона, строительстве фундаментов, дорожек.

Известняковый щебень изготавливается из горной осадочной породы. Как понятно из названия, сырьем выступает известняк. Основная составляющая - карбонат кальция, стоимость материала одна из самых низких.

Фракции этого щебня разделяются на 3 большие группы: 20/40, 5/20, 40/70 мм.

Применим он для стекольной промышленности, при изготовлении небольших железобетонных конструкций, в приготовлении цемента.

Вторичный щебень имеет самую низкую стоимость. Делают его из строительного мусора, например, асфальта, бетона, кирпича.

Преимущество щебня - низкая стоимость, но по основным характеристикам он сильно уступает остальным трем видам, поэтому применяется редко и только в тех случаях, когда прочность большого значения не имеет.

Вернуться к оглавлению

Коэффициент уплотнения: назначение

Коэффициент уплотнения - это специальное нормативное число, определяемое СНиП и ГОСТ. Такое значение показывает, во сколько раз щебень можно уплотнять, т.е. уменьшать его наружный объем при трамбовке или перевозке. Значение обычно составляет 1,05-1,52. Согласно существующим нормативам, коэффициент уплотнения может быть следующим:

песчано-гравийная смесь - 1,2;
строительный песок - 1,15;
керамзит - 1,15;
щебень гравийный - 1,1;
грунт - 1,1 (1,4).

Пример определения коэффициента уплотнения щебня или гравия можно привести следующий:

Можно допустить, что плотность массы составляет 1,95 г/см³, после того как было проведено уплотнение, значение стало равно 1,88 г/см³.
Для определения значения надо разделить фактический уровень плотности на максимальный, что даст коэффициент уплотнения щебня 1,88/1,95=0,96.

При этом необходимо учесть, что в проектных данных обычно указывается не степень уплотнения, а так называемая плотность скелета, т.е. во время расчетов надо учитывать и уровень влажности, прочие параметры строительной смеси.

Коэффициент уплотнения щебня представляет собой безразмерный показатель, характеризующий степень изменения объема материала при трамбовке, усадке и транспортировке. Его учитывают при расчете требуемого количества наполнителя, проверке массы доставляемой под заказ продукции и при подготовке оснований под несущие конструкции наряду с насыпной плотностью и другими характеристиками. Нормативное число для конкретной марки определяется в лабораторных условиях, реальное не является статичной величиной и одинакового зависит от ряда присущих свойств и внешних условий.

Коэффициент уплотнения используется при работе с сыпучими стройматериалами. Нормативное число у них варьируется от 1,05 до 1,52. Средняя величина для гравийного и гранитного щебня составляет 1,1, керамзита – 1,15, песчано-гравийных смесей – 1,2 (о степени уплотнения песка читайте ). Реальная цифра зависит от следующих факторов:

Размеров: чем меньше зерна, тем эффективнее проходит трамбовка.
Лещадности: щебенка игольчатой и неправильной формы уплотняется хуже, чем кубовидные наполнитель.
Длительности перевозки и вида используемого транспорта. Максимальное значение достигается при доставке гравийного и гранитного камня в кузовах самосвалов и ж/д вагонах, минимальное – в морских контейнерах.
Условий засыпки в автомобиль.
Способа: при ручном достичь нужного параметра сложнее, чем при задействовании вибрационного оборудования.

В строительной сфере коэффициент уплотнения учитывается прежде всего при проверке массы закупаемого сыпучего материала и засыпке оснований. В проектных данных указывается плотность скелета конструкции. Показатель учитывается в комплексе с другими параметрами строительных смесей, важную роль играет влажность. Степень трамбовки рассчитывается для щебня с ограниченным стенками объемом, в реальности такие условия создаются не всегда. Ярким примером служит засыпаемая фундаментная или дренажная подушка (фракции выходят за пределы прослойки), погрешность при расчете неизбежна. Для ее нейтрализации щебенка приобретается с запасом.

Игнорирование этого коэффициента при составлении проекта и проведении строительных работ приводит к закупке неполного объема и ухудшению эксплуатационных характеристик возводимых конструкций. При правильно выбранной и реализованной степени уплотнения бетонные монолиты, основания зданий и дорог выдерживают ожидаемые нагрузки.

Степень трамбовки на площадке и при перевозке

Отклонение в объеме загружаемого и доставляемого на конечную точку щебня – известный факт, чем сильнее вибрация при транспортировке и дальше расстояние, тем выше его степень уплотнения. Для проверки соответствия количества привезенного материала чаще всего используется обычная рулетка. После обмерки кузова полученный объем делят на коэффициент и сверяют с указанным в сопроводительной документации значением. Вне зависимости от размера фракций данный показатель не может быть меньше 1,1, при высоких требованиях к точности доставки его оговаривают и прописывают в договоре отдельно.

При игнорировании этого момента претензии к поставщику необоснованные, согласно ГОСТ 8267-93 параметр не относится к обязательным характеристикам. По умолчанию для щебня принимается равным 1,1, проверку доставленного объема проводят на пункте приема, после выгрузки материал занимает чуть больше места, но со временем он дает усадку.

Требуемая степень уплотнения при подготовке оснований зданий и дорог указывается в проектной документации и зависит от ожидаемых весовых нагрузок. На практике может достигать 1,52, отклонение должно быть минимальным (не более 10%). Трамбовку проводят послойно с ограничением по толщине в 15-20 см и применением разных фракций.

Дорожное покрытие или фундаментные подушки засыпаются на подготовленные площадки, а именно – с выравненным и утрамбованным грунтом, без значительных отклонений уровня. Первый слой формуется из крупного гравийного или гранитного щебня, использование доломитовых пород должно быть разрешено проектом. После предварительного уплотнения куски расклинцовывают более мелкими фракциями, при необходимости – вплоть до засыпки песка или песчано-гравийных смесей. Качество выполнения работ проверяется отдельно на каждом слое.

Соответствие полученного результата трамбовки проектному оценивается с помощью специального оборудования – плотномера. Замер проводится при условии содержания не более 15% зерен с размером до 10 мм. Инструмент погружают на 150 мм строго вертикально с соблюдением необходимого нажима, уровень вычисляют по отклонению стрелки на приборе. Для исключения ошибки замеры делают в 3-5 точках в разных местах.

Насыпная плотность щебня разных фракций

Помимо коэффициента трамбовки для определения точного количества требуемого материала нужно знать размеры засыпаемой конструкции и удельный вес заполнителя. Последний представляет собой отношение массы щебенки или гравия к занимаемому ими объему и зависит в первую очередь от прочности исходной породы и размера.

Тип	Насыпная плотность (кг/м3) при размере фракций:
Тип	0-5	5-10	5-20	20-40	40-70
Гранитный	1500	1430	1400	1380	1350
Гравий		1410	1390	1370	1340
			1320	1280	1120

Удельный вес обязательно указывается в сертификате продукции, при отсутствии точных данных его можно найти самостоятельно опытным путем. Для этого потребуется цилиндрическая емкость и весы, материал засыпают без трамбовки и взвешивают до и после заполнения. Количество находят путем умножения объема конструкции или основания на полученное значение и на степень уплотнения, указанную в проектной документации.

Например, для засыпки 1 м2 подушки толщиной в 15 см из гравия с размером фракций в пределах 20-40 см понадобится 1370×0,15×1,1= 226 кг. Зная площадь формируемого основания, несложно найти общий объем заполнителя.

Показатели плотности также актуальны при подборе пропорций при приготовлении бетонных смесей. Для фундаментных конструкций рекомендуется использовать гранитный щебень с размером фракций в пределах 20-40 мм и удельным весом не менее 1400 кг/м3. Уплотнение в данном случае не проводится, но обращается внимание на лещадность – для изготовления ЖБИ требуется кубовидный заполнитель с низким содержанием зерен неправильной формы. Насыпная плотность используется при перерасчете объемных пропорций в массовые и наоборот.