Рисунок 13.3 Взаимосвязи c, φ
Коэффициент уплотнения песка, гравия, грунта и ПГС – таблица и правила расчета
Рыхлые строительные материалы, как и грунты, могут быть разрыхлены или уплотнены под воздействием различных физических факторов. Их плотность колеблется в значительных пределах – до нескольких десятков процентов. В строительстве часто используются две относительные величины: транспортный коэффициент уплотнения, Kтранспортный K и коэффициент уплотнения почвы (грунта) Kу. По сути, они отражают одно и то же явление – изменение объема вследствие уменьшения пористости, но рассчитываются и применяются по-разному.
Если в карьере породы находятся в плотном монолитном состоянии, то в процессе разработки карьера они разрыхляются и становятся более пористыми. Сырье подвергается многим манипуляциям – добыче, промывке, сортировке и фракционированию, хранению. Во время транспортировки материалы снова разрыхляются и уплотняются. На заключительном этапе они укладываются в конструкцию и снова уплотняются. В течение всего процесса содержание влаги меняется, что неизбежно влияет на плотность.
Сыпучие материалы, такие как щебень, песок, смесь песка и гравия и др. – состоят из отдельных зерен с пустотами между ними. В процессе добычи, погрузки и разгрузки твердый остов разрыхляется, а объем пор и пустот увеличивается.
Состояние разрыхленности материала характеризуется его насыпной плотностью, т.е. отношением массы материала к занимаемому им объему:
Этот показатель измеряется путем взвешивания стандартного мерного контейнера объемом 5-50 дм³ без предварительного уплотнения. Размер контейнера выбирается по наибольшему размеру частиц. Во время испытания можно сразу рассчитать пустотность как отношение объема пустот к общему объему материала. Она определяется в %. Насыпная плотность песка составляет 1600 кг/м³, щебня 1310-1400 кг/м³, ПГС 1340-1500 кг/м³ (в зависимости от размера фракции). В рыхлом состоянии между частицами сохраняется определенное количество воздуха. Содержание пустот в песке, щебне и ПГС составляет 30-45%, 20-50% и 30-50% соответственно.
Для чего используется коэффициент уплотнения?
Эта безразмерная величина используется для определения того, насколько фактическая плотность отличается от насыпной плотности или максимальной плотности:
- в случае транспортировки коэффициент согласовывается между заказчиком и поставщиком, который отправляет сырье с карьера, склада или завода;
- для подконструкции, Kу задается проектом как отношение к максимальной плотности грунта.
Это два разных сценария, и поэтому расчеты выполняются совершенно по-разному.
Коэффициент транспортного уплотнения Kut
Во время транспортировки более мелкие частицы под воздействием вибрации перемещаются вниз и заполняют пустоты между крупными зернами. Следовательно, объем груза уменьшается, а плотность увеличивается.
Приемка заполнителя обычно основывается на объеме или весе. Чтобы избежать неприятных сюрпризов при приемке груза, необходимо учитывать неизбежную усадку при транспортировке.
Если материалы принимаются по объему, то производится измерение поставки, т.е. размер заполненной секции железнодорожного вагона или транспортного средства. Затем результаты измерения умножаются на коэффициент Kut.
Поведение материала при транспортировке и хранении зависит от его гранулометрического состава, содержания влаги, способности к комкованию при хранении, абразивности частиц, а также от вида транспорта и климатической зоны. Согласно ГОСТ 9757-90, коэффициент уплотнения песка и других нерудных материалов должен быть согласован с производителем, но принимается не более 1,15, т.е. потеря объема не должна превышать 15%. Коэффициент всегда больше единицы, так как он рассчитывается как отношение первоначального объема материала к его объему после транспортировки.
Если приемка осуществлялась по весу, то весовые единицы переводятся в объем насыпного груза путем деления на насыпную плотность по формуле:
Поставщик отгрузил 6 м³ песка в кузове грузовика. После доставки объем естественным образом уменьшился. При измерении было обнаружено, что он составляет 4,8 м³. Следует определить, не было ли недопоставки.
Плодородная почва – почва с богатым составом
Данный вид почвы относится к растительному типу, обогащенному различными добавками: песком, торфом, гумусом и т.д., которые способствуют быстрому и качественному росту овощных культур. По своему составу плодородная почва должна отвечать определенным требованиям:
- Она должна быть богата макро- и микроэлементами;
- она имеет нейтральную кислотность;
- ее структура комковатая;
- Она должна обладать отличной воздухо- и водопроницаемостью.
Благодаря этим характеристикам плодородная почва широко используется селекционерами, фермерами и агротехническими компаниями. Она ценится за достаточно хороший состав, который вносит значительный вклад в качество почвы, а цена плодородной почвы очень доступна. Растения в такой среде постоянно получают питание, поэтому каждый этап роста проходит гладко, что не может не радовать агронома.
Состав почвы
Для каждого вида растений возможен индивидуальный подбор ингредиентов. Наша компания "Вертон" предлагает покупку плодородного грунта с индивидуальным составом. Если вы не знаете, что и сколько вам нужно, наши специалисты подберут нужные пропорции.
Наиболее распространенным является классический состав грунта:
- Песок – 20%;
- Суглинок – 30%;
- торф – 50%.
К этим ингредиентам добавляются минералы и вода.
Совет! Пойменная почва, обладающая высокими свойствами, верхний слой почвы с луга или поля отлично подходят в качестве основы для создания плодородного состава почвы. Однако для того, чтобы этот плодородный состав почвы выполнял свое предназначение, перед засыпкой необходимо произвести расчет коэффициента уплотнения.
Что такое коэффициент уплотнения и зачем он нужен?
Коэффициент уплотнения – это безразмерная величина, другими словами, расчет соотношения между максимальной плотностью грунта и плотностью данного грунта. Он рассчитывается с учетом геологических показателей. Как уже упоминалось выше, плодородная почва пористая и пронизана микроскопическими пустотами, заполненными водой и воздухом. При выемке грунта объем пустот увеличивается в несколько раз, и по этой причине хрупкость породы возрастает. Обратите внимание, что коэффициент насыпной породы будет ниже, чем у уплотненного грунта. Его расчет определит, нужно ли подготавливать участок перед возведением здания. После определения этого показателя под фундамент готовят песчаную подушку, одновременно уплотняя грунт. Если пренебречь этой деталью, то под весом строения почва провалится и просядет, что приведет к его разрушению.
Зачем нужно рассчитывать коэффициент уплотнения?
Расчет коэффициента уплотнения производится для того, чтобы:
- Контроля количества доставляемого строительного материала;
- Приобретения нужного количества песка, балласта и т.д. для засыпки котлована;
- расчета усадки грунта для фундамента, дорожного строительства;
- Расчет бетона.
Почему необходимо рассчитывать коэффициент уплотнения?
Определение коэффициента уплотнения грунта – это геологическое исследование, которое проводится на этапе предварительного проектирования для определения пригодности участка для будущих строительных работ.
Исследование плотности грунтового покрова способствует принятию правильных проектных решений.
В частности, оно позволяет:
– Исключить ряд проблем, связанных с оседанием грунта под весом конструкции;
– Минимизировать появление трещин в стенах сооружения и его частичное или полное разрушение из-за оседания грунта.
Концепция и метод расчета
Строительные работы любой сложности и масштаба всегда требуют изучения свойств грунта, на котором они будут проводиться. Плотность грунта или почвы является одной из основных характеристик и физических свойств, которые нельзя упускать из виду для обеспечения качественной работы. Испытание должно включать: определение сопротивления, расчет коэффициента уплотнения и удельного давления. По результатам этого испытания определяется плотность и пригодность для строительства сооружения.
Она рассчитывается на основе отношения массы к занимаемому объему, а плотность грунта измеряется в килограммах на м3. Она имеет несколько показателей: комковая, скелетная и сухая порода.
Независимо от типа породы, вся почва является пористой. Он пронизан микроскопическими пустотами, заполненными влагой и воздухом.
Во время строительных работ пустоты увеличиваются по мере развития грунта, что может привести к повышенной рыхлости. Поэтому чрезвычайно важно определить степень уплотнения грунта, чтобы принять правильные решения.
Читайте также: Какой песок лучше для фундамента: характеристики и выбор
Важно помнить, что показатели плотности для уплотненного грунта и рыхлой породы могут существенно отличаться. Как правило, последняя значительно ниже. По этой причине именно коэффициент уплотнения грунта считается параметром, определяющим пригодность участка для планируемых работ. Исходя из этого коэффициента, песчаная подушка для фундамента и его основания подготавливается для дальнейшего уплотнения грунта. Если своевременно не уделить внимание этой детали, строящееся сооружение может начать разрушаться или деформироваться из-за оседания грунта.
Коэффициенты уплотнения и нормы СНиП
Вся строительная деятельность строго регулируется законом и поэтому подлежит тщательному контролю со стороны властей.
Коэффициенты уплотнения грунта определены СНиП в пункте 3.02.01-87 и СП 45.13330.2012. Меры, описанные в нормативных документах, были обновлены и пересмотрены в 2013-2014 годах. В них описано уплотнение для различных типов грунта и грунтовых подушек, используемых для фундаментов и сооружений различной конфигурации, включая подземные сооружения.
1.2 Исходные данные для проектирования
Библиотека / Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения / Глава 13 Проектирование искусственных оснований.
Исходными данными для проектирования уплотненных грунтов и для проектирования фундаментов и оснований на уплотненных грунтах являются: требуемая степень уплотнения грунта, деформационные и прочностные характеристики уплотненных грунтов, их расчетная несущая способность.
Необходимая степень уплотнения грунта определяется: назначением уплотняемого грунта и нагрузками, передаваемыми на него от фундаментов и других сооружений; возможностью изменения температуры и влажности уплотняемого грунта; диапазоном изменения естественной влажности грунтов, используемых для устройства засыпки; принятыми и возможными технологическими схемами отсыпки уплотняемого грунта и применяемым грунтоуплотняющим оборудованием; климатическими условиями производства работ; типом грунта, его толщиной, несущей способностью". [7].
Для определения необходимой степени уплотнения грунта с учетом вышеперечисленных факторов проводится ряд лабораторных исследований, в том числе испытание грунта на уплотнение (стандартное уплотнение), а также прочностные и деформационные характеристики грунтов, уплотненных до различной степени уплотнения. По результатам стандартного уплотнения (см. рис. 13.2) максимальная плотность ρd.max
, оптимальной влажности ω0, а также плотности сухого грунта после уплотнения до различных коэффициентов уплотнения и соответствующих диапазонов допустимых колебаний влажности.
На основании данных испытаний на сдвиг и сжатие грунтов, уплотненных до различных плотностей, строятся графики зависимости когезии, угла внутреннего трения и модуля деформации от плотности грунта или коэффициента уплотнения грунта (рис. 13.3). По этим графикам определяют необходимую степень уплотнения грунта в соответствии с требуемыми значениями когезии, угла внутреннего трения и модуля деформации уплотненного грунта.