Определение степени уплотнения почвы

13.1.2. Исходные данные для проектирования

Исходными данными для проектирования уплотнения грунтов, а также для проектирования оснований и фундаментов на уплотненных грунтах являются: необходимая степень уплотнения грунтов, деформационные и прочностные характеристики уплотненных грунтов, расчетные их сопротивления.

Необходимая степень уплотнения грунтов устанавливается в зависимости: от назначения уплотненных грунтов и нагрузок, передаваемых на них от фундаментов и других конструкций; от возможностей изменения температурно-влажностного режима уплотненного грунта; от диапазона изменения природной влажности грунтов, используемых для возведения обратных засыпок; от принятых и возможных технологических схем производства работ по отсыпке уплотняемого грунта и применяемого грунтоуплотняющего оборудования; от климатических условий производства работ; от производственных возможностей строительных организаций и пр. [7].

Для определения необходимой степени уплотнения грунтов с учетом приведенных выше факторов выполняется комплекс лабораторных исследований, включающий изучение уплотняемости грунтов (стандартное уплотнение), а также прочностных и деформационных характеристик уплотненных до различной степени плотности грунтов. По результатам стандартного уплотнения (см. рис. 13.2) определяются максимальная плотность ρ_d.max , оптимальная влажность ω₀ , а также плотность сухого грунта при уплотнении его до различного коэффициента уплотнения и соответствующие диапазоны допускаемого изменения влажности.

По данным сдвиговых и компрессионных испытаний уплотненных до различной степени плотности грунтов строятся графики зависимости сцепления, угла внутреннего трения и модуля деформации от плотности грунта или от коэффициента уплотнения грунтов (рис. 13.3). На основе этих графиков в соответствии с необходимыми значениями сцепления, угла внутреннего трения и модуля деформации уплотненных грунтов назначается требуемая степень уплотнения грунтов.

При отсутствии данных описанных выше исследований необходимые значения степени уплотнения грунтов принимаются по табл. 13.2.

ТАБЛИЦА 13.2. НЕОБХОДИМАЯ СТЕПЕНЬ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ

При возможном изменении температурно-влажностного режима уплотненных грунтов за счет их периодического промерзания и оттаивания приведенные в табл. 13.2 значения k_com целесообразно повышать на 0,01—0,02.

Модули деформации грунтов, уплотненных до различной степени плотности, должны приниматься, как правило, по результатам испытания их штампами. При отсутствии данных непосредственных испытаний значения модулей деформации допускается принимать по табл. 13.3.

Коэффициент изменчивости сжимаемости уплотненных грунтов α_com , обусловливаемый различной степенью уплотнения, переменной влажностью, неоднородностью состава грунта и представляющий собой отношение максимального значения модуля деформации к его возможному минимальному значению, допускается принимать: α_com = 1,2 при k_com = 0,92, α_com = 1,35 при k_com = 0,95 и α_com = 1,5 при k_com = 0,98.

ТАБЛИЦА 13.3. НОРМАТИВНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ МОДУЛЕЙ ДЕФОРМАЦИИ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ УПЛОТНЕННЫХ ГРУНТОВ

Прочностные характеристики уплотненных до различной степени плотности грунтов определяются путем испытания их на срез в условиях завершенной консолидации с получением зависимости сцепления с и угла внутреннего трения φ от коэффициента уплотнения. Для предварительных расчетов нормативные значения прочностных характеристик уплотненных лессовых грунтов рекомендуется принимать по табл. 10.4.

Расчетные сопротивления уплотненных грунтов определяются с учетом прочностных характеристик грунтов и размеров фундаментов. При отсутствии прочностных характеристик, а также для предварительного назначения размеров фундаментов допускается пользоваться условными значениями расчетных сопротивлений R₀ уплотненных насыпных грунтов (табл. 13.4).

ТАБЛИЦА 13.4. РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОСНОВАНИЯ ИЗ УПЛОТНЕННЫХ ГРУНТОВ

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Источник

Геотехконтроль: определение коэффициента уплотнения грунта

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 k_com (К_у) — 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:

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).

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:

так и непосредственно на участке с помощью маркеров.

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

При необходимости обследования нижележащих слоёв отроем шурф на нужную глубину.

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

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:

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.

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

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

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

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

6) После того, как грунт высохнет при температуре 105+5 0 C, рассчитаем значение плотности сухого грунта ρ_d в каждой точке отбора пробы по формуле

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

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

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:

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

Источник

Коэффициент уплотнения грунта, песка, щебня

Определяем коэффициент уплотнения грунта, песка и щебня, а также плотность грунтов при устройстве дорожной одежды, обратной засыпке траншей, котлованов, благоустройстве территорий. Работаем по всей территории России.

Ниже приведена сравнительная таблица по стоимости и срокам выполнения работ:

Метод

Сроки и место проведения

Стоимость

Экспресс методы определения степени уплотнения песка, грунта.

1 рабочий день. Измерения проводятся на объекте. Заключения с результатами измерений оформляются сотрудником на объекте.

300 руб.

Стандартное уплотнение (ГОСТ 22733-2016 Метод лабораторного определения максимальной плотности).

3-4 рабочих дня. На объекте определяется плотность методом режущего кольца и отбирается проба для анализа в лабораторных условиях.

2200 руб.

Метод режущего кольца (в случае, если необходимо определить именно плотность). ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

1-2 рабочих дня. На объекте отбирается проба методом режущего кольца, и рассчитывается плотность грунта.

900 руб.

Определение плотности щебеночного основания* (ГОСТ 28514-90 определение плотности грунтов методом замещения объема).

1-2 рабочих дня. На объекте отбирается проба щебня и рассчитывается его плотность.

2750 руб.

Выезд сотрудника лаборатории на объект Заказчика

г.Москва (не далее 50 км от МКАД)

г.Екатеринбург (не далее 50 км от ЕКАД)

Выезд в другие регионы по согласованию.

* Если в проекте указана требуемая плотность после уплотнения, тогда возможно посчитать степень уплотнения щебеночного основания (коэффициент уплотнения).

Ответим в течение часа по электронной почте info@scopum.ru или используйте форму он-лайн чата

Контроль степени уплотнения нормируется:
— СП 45.13330.2012;
— Руководство по сооружению земляного полотна автомобильных дорог;
— ТР 73-98 Технические рекомендации по технологии уплотнения грунта при обратной засыпке котлованов, траншей, пазух;
— СП 121.13330.2012 Аэродромы. Актуализированная редакция СНиП 32-03-96.

Требуемое значение коэффициента уплотнения песка или грунта регламентируется действующими нормативными документами в зависимости от объекта или отдельно указывается в проекте. Если этих данных нет, можно воспользоваться таблицей М.2 СП 45.13330.2012:

Контрольные значения коэффициента уплотнения при нагрузке на поверхность уплотненного грунта, МПа, при общей толщине отсыпки, м

Примечание — Коэффициентом уплотнения называется отношение достигнутой плотности сухого грунта к максимальной плотности сухого грунта, полученной в приборе стандартного уплотнения по ГОСТ 22733.

Определение степени уплотнения грунта, песка или щебня проводится в рамках контроля выполнения земляных работ и проверки соответствия показателей уплотнения проектным значениям. Измерения проводятся в основании котлованов и траншей, в том числе при их обратной засыпке, а также при строительстве автомобильных и железных дорог. В процессе работ определяется коэффициент уплотнения, который показывает степень соответствия фактической плотности максимальной плотности, до которой можно уплотнить грунт (метод стандартного уплотнения по ГОСТ 22733-2016).

Пример определения степени уплотнения грунта.

Допустим, максимальная плотность скелета грунта 1,95 г/см3 (т/м3), а плотность скелета грунта после уплотнения на объекте 1,88 г/см3 (т/м3). Разделим фактическую плотность на максимальную и найдем коэффициент уплотнения: Купл= 1,88/1,95=0,96.

В проектах часто нормируется не степень уплотнения грунта (указан не коэффициент уплотнения), а плотность скелета грунта (г/см3 или т/м3). В этом случае необходимо определить фактическую плотность и влажность грунта на объекте и вычислить требуемую плотность скелета грунта.

Значения коэффициента уплотнения грунта или песчаного основания «примеряют» к нормируемым проектом, ГОСТ или СНиП значениям‚ чаще всего равным 0‚95 (низ земляного полотна) или 0‚98–1‚0 (верх земляного полотна и подстилающий слой).

Экспресс методы определения коэффициента уплотнения грунта, песка, щебня

Распространены 3 экспресс метода определения коэффициента уплотнения грунта: с использованием плотномеров-пенетрометров статического, динамического типа, а также баллонных плотномеров. При определении уплотнения грунтов экспресс методами все измерения проводятся на стройплощадке, по результатам которых оформляется заключение.

В нашей строительной лаборатории используются все три экспресс метода определения степени уплотнения грунтов, песка и щебня.

Статические плотномеры используются для оперативного контроля степени уплотнения песка или грунтового основания при строительстве. Применяются для определения степени уплотнения песчаных и глинистых грунтов с содержанием включений размером крупнее 10 мм не более 15%. Приборы обеспечивают достоверные измерения в диапазоне 0,9 — 1,0 от максимальной стандартной плотности, определяемой по ГОСТ 22733 «Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности».

При использовании данных приборов, степень уплотнения грунтов оценивают по показателю удельного сопротивления пенетрации, рассчитанному по величине прилагаемого усилия при заглублении рабочего наконечника. В зависимости от установленного вида грунтов при сборке плотномера используется конус (несвязные грунты) или усеченный конус (суглинок).
Степень уплотнения определяется отклонением стрелки индикатора, возникающим при деформации динамометрического кольца. Фактическое значение степени уплотнения определяется исходя из полученных результатов замеров по прилагаемой к прибору таблице с учетом типа грунта.
При использовании статических плотномеров для контроля плотности не менее 10% проб необходимо выполнять стандартным весовым методом – кольцами согласно «Руководству по сооружению земляного полотна автомобильных дорог».
В процессе контроля качества уплотнения основания для испытаний выбираются площадки размером не менее 20*20 см. Верхний переуплотненный или разрыхленный слой на глубину 3-5 см снимается, а основание зачищается и выравнивается.
Плотномер ставят вертикально к измеряемой поверхности и нажимом на рукояти погружают наконечник в грунт до упора основания ограничительной муфты в поверхности грунта, после чего плотномер извлекается из грунта, а показание по шкале силоизмерителя записывается в журнал.
Пенетрация статическим плотномером в каждой точке выполняется по 3-5 раз. Расстояние между точками измерения составляет не менее 15 см.
Фактический коэффициент уплотнения песка определяется по значениям показаний силоизмерителя плотномера и соответствующим тарировочным графикам, приведенным в паспорте статического плотномера.
Статические плотномеры применяются для оперативного контроля качества уплотнения грунтовых искусственных оснований (слой песка разной крупности) различных сооружений (основания полов, фундаментов, слои дорожных одежд и т.д.) при строительстве объектов.

Также активно применяется динамический плотномер Д-51А. Он, как и статический, используется для оперативного контроля степени уплотнения грунтов с содержанием частиц не крупнее 2 мм. Метод динамического зондирования основан на определении сопротивления грунта погружению зонда (штанги с коническим наконечником) под действием ударов груза постоянной массы, свободно падающего с заданной высоты.

Определение степени уплотнения щебня

Прибор БПД-КМ является плотномером водобаллонного типа, измеряющим объем лунки с последующим определением фактической плотности после взвешивания материала, взятого из лунки. Предназначен для контроля качества уплотнения щебеночных и гравийных оснований и покрытий из смесей, зерновой состав которых отвечает требованиям ГОСТ 25607-94. Определение плотности сложения грунта осуществляется по общепринятым методикам в соответствии с ГОСТ 28514-90 «Определение плотности грунтов методом замещения объема». Плотность сложения испытываемого слоя определяется с точностью до 0,01 г/см3.

Стандартное уплотнение, как метод контроля степени уплотнения грунтов

В случае применения стандартного способа с обязательным отбором проб грунтов с уплотняемого слоя, отобранные пробы анализируются в лабораторных условиях, т.е. делается стандартное уплотнение, проводится определение максимальной плотности при оптимальной влажности по ГОСТ 22733-2016. Исходя из полученных данных, вычисляется коэффициент уплотнения. Данный метод более точный, но длительный по времени, поэтому он используется как заверочный в случае применения экспресс методов. Если при использовании экспресс методов на все работы уходит 1-2 дня, то на лабораторные испытания и определения уплотнения грунтов методом стандартного уплотнения — до 3-5 дней. Результаты, полученные в результате, позволяют дать рекомендации для повышения плотности при низкой степени уплотнении.

Источник