Коэффициент уплотнения грунта

Коэффициент уплотнения грунта

Коэффициент уплотнения грунта — это безразмерный показатель, исчисляющийся как отношение плотности грунта к его максимальной плотности. В любом грунте есть поры — микроскопические пустоты заполненные воздухом или влагой, при выработке грунта таких пор становится слишком много, он становится рыхлым, насыпная плотность гораздо меньше плотности утрамбованного грунта. Поэтому при подготовке песчаных подушек под фундамент, оснований фундамента или при засыпке пазух грунт нужно дополнительно уплотнять, иначе со временем грунт будет слеживаться и под собственным весом и весом здания будет просаживаться.

Требуемый коэффициент уплотнения

Коэффициент уплотнения грунта показывает насколько хорошо уплотнён грунт и может принимать значения от 0 до 1. Для оснований фундамента требуемый коэффициент уплотнения — 0,98 и выше.

Определение коэффициента уплотнения

Максимальная плотность — плотность скелета грунта — определяется в лабораторных условиях методом стандартного уплотнения. Он заключается в том, что грунт помещают в цилиндр и сжимают его, нанося удары падающим грузом. Максимальная плотность зависит от влажности грунта, характер этой зависимости показан на графике:

Зависимость максимальной плотности грунта от влажности.

Для каждого грунта есть оптимальная влажность, при которой можно достичь максимального уплотнения.

Эта влажность определяется так же в при лабораторных исследованиях грунта при разной влажности.

Реальная плотность грунта при подготовке основания измеряется после работ по его уплотнению. Самый просто метод — метод режущих колец: металлическое кольцо определённого диаметра и известной длины забивается в грунт, грунт фиксируется внутри кольца, затем его масса измеряется на весах. Взвесив грунт, вычитаем массу кольца, получаем массу грунта. Делим её на объем кольца — получаем плотность грунта. Затем делим плотность грунта на его максимальную плотность — и вычисляем коэффициент уплотнения грунта.

Набор колец для определения плотности грунта.

Кокой коэффициент уплотнения к грунта?

Например, известна максимальная плотность скелета грунта — 1,95 г/см3, режущее кольцо имеет диаметр 5 см и высоту 3 см, определим коэффициент уплотнения грунта. Первым делом нужно забить кольцо полностью в грунт, затем убрать грунт вокруг кольца, ножом отделить кольцо с грунтом внутри от грунта под основанием и достать кольцо, придерживая грунт снизу так, чтобы ничего не выпало. Затем также с помощью ножа грунт можно извлечь из полости кольца и взвесить. Например, масса грунта составила 450 г. Объем нашего кольца — 235,5 см3, значит плотность грунта составляет 1,91 г/см3, а коэффициент уплотнения грунта — 1,91/1,95 = 0,979.

Читайте так же:

• Глинистые грунты

  Глинистый грунт – это грунт, который более чем на половину состоит из очень мелких частиц размером менее 0,01 мм, которые имеют форму чешуек или пластин. К глинистым грунтам относятся супесь, суглинок и глина.

Дата публикации: 25.11.2014 09:09:15

Подсчет объема работ по обратной засыпке пазух котлована (траншей) с уплотнением

Подсчет объема обратной засыпки производят на основании рабочей схемы земляного сооружения (рис.6).

 

 

Рис. 6. Схема для подсчета объема грунта обратной засыпки

 

 

 

Объем грунта обратной засыпки подсчитывается по следующей формуле:

 

V_о.з. = (V_{общ. к} + V_с – V_бет ) • k _о._р. , м³, (24)

 

где V_{общ. к} – общий объем разработанного грунта в котловане (траншеях), м³; V_с – объем здания, м³; V_бет – общий объем фундаментов (ростверков), м³; k _о._р – коэффициент остаточного разрыхления грунта, который определяется по формуле или по табл. 3 настоящих указаний.

 

k _о._р.= 100+Р/100, (25)

 

где Р – показатель разрыхления грунта, % (принимать по ЕНиР, сб. Е2, вып. 1, с.

206).

Таким же образом можно подсчитать объем обратной засыпки пазух траншей при устройстве одиночных или ленточных фундаментов, а также при возведении подвальной части здания.

Иногда для обратной засыпки необходимо завозить весь грунт или часть его объема. Это бывает в тех случаях, когда местные грунты не пригодны для обратной засыпки (мерзлые, с примесями снега; глины, обладающие свойством пучения и др.), что необходимо учесть при определении потребности в транспорте, а также при составлении календарного графика производства работ.

Объем работ по уплотнению обратной засыпки может быть вычислен либо в квадратных метрах, либо в кубических, в зависимости от того, каким способом будут производиться работы: механизировано или вручную, с учетом выбранных машин для уплотнения и их параметров. Уплотнение обратной засыпки необходимо производить послойно.

При подсчете работ по уплотнению грунта необходимо сначала выбрать машину или механизм для уплотнения грунта и установить толщину слоя уплотнения данной машиной.

Объем грунта, подлежащего уплотнению, равен объему обратной засыпки и находится по формуле (24)

 

V_упл. = V_о.з (26)

 

В случае, когда объем работ по уплотнению грунта измеряется в м², суммарная площадь уплотняемого грунта определяется по формуле

 

F_упл. = V_о.з /h _у. , (27)

 

где h _у – толщина уплотняемого слоя, м.

 

 

Полученные в разделе 2 результаты по расчету объемов работ вносятся в табл. 4.

 

 

Таблица 4

Сводная ведомость объемов работ

№ п/п	Наименование работ	Единица измерения	Объем работ
Срезка растительного слоя	м2/ м3
Разработка грунта экскаватором	м3
Разработка траншей для съездов	м3
Устройство креплений стенок выемки	м3
Зачистка дна котлованов	м3
Устройство свайных фундаментов: для забивных свай для буронабивных свай	шт м3
Устройство монолитных фундаментов или ростверков: установка опалубки установка арматуры укладка бетонной смеси	м2 тн м3
Гидроизоляция фундаментов	м2
Обратная засыпка	м3
Уплотнение грунта	м3 ( м2)

 

ПОДБОР СРЕДСТВ ВОДООТЛИВА

Для организации стока атмосферных и талых вод сразу же после срезки растительного слоя необходимо выполнить вертикальную планировку, обеспечив соответствующие уклоны площадки (не менее 0,02), а также устроить с нагорной стороны площадки обвалования и нагорные канавы.

Для осушения котлованов (траншей) в процессе производства работ в грунтах с малым притоком грунтовых вод применяется открытый водоотлив, для чего по периметру котлована устраиваются водосборные канавы (глубиной 0,5-0,7 м) с уклоном в сторону приямков ( зумпфов). На дно канав укладывается слой крупнозернистого песка, гравия или щебня толщиной 10-15 см. Из приямков собранная вода откачивается насосными установками. При этом насосная установка открытого водоотлива должна быть оборудована резервными насосами. Количество насосов определяется исходя из притока грунтовых вод со всей площади дна котлована и откосов, расположенных ниже

 

 

отметки уровня грунтовых вод, и часовой производительности насоса по формуле:

 

N = (F_д+F_отк.)• а • К/П_н (28)

 

где F_д и F_отк — площадь сбора грунтовых вод со дна котлована (тран­шеи) и откосов, расположенных ниже отметки уровня грунтовых вод, м²; а — коэффициент удельного притока грунтовых вод с 1 м² площади котлована, м³/ч; К = 1,5-2,0 — коэффициент запаса (на случай обильных дождей или неисправности насосов); П_н — часо­вая производительность выбранного насоса, 8-40 м³/ч.

Значения коэффициента удельного притока грунтовых вод для различных грунтов: а = 0,3 м³/ч — для песка, а = 0,16 м³/ч — для супеси, а = 0,1 м³/ч — для суглинка, а = 0,01 м³/ч — для глины.

Рекомендуется при глубине выемок до 7 м применять диафрагмовые насосы, а при большей глубине — напорные центробежные. При большой площади котлована или протяженности траншей ре­комендуется выбирать насосы небольшой производительности. Это позволит равномерно расставить их по периметру котлована, пос­ледовательно включая в работу по мере откачки. Кроме того, это облегчит подвод воды к зумпфам.

При откачке воды из небольших котлованов под одиночные фундаменты удобно использовать насосы, установленные на авто­мобиле или передвижной тележке.

Насосы должны работать круглосуточно, независимо от смен­ности работ. В небольших котлованах под отдельно стоящие фун­даменты водоотлив производится при отрывке котлованов и за­тем прекращается. Вторично водоотлив осуществляется перед мон­тажом фундаментов и продолжается до окончания обратной засып­ки и уплотнения грунта в пазухах. Обслуживание насосов, наблю­дение за их работой и состоянием зумпфов и уклонов дна выпол­няет звено в составе слесаря 4-го разряда — 1 чел., землекопа 2-го разряда — 1 чел. При малом притоке вод насосы могут включаться периодически.

 



Значимые факторы и свойства

Коэффициент относительного уплотнения

Уплотнение при обратной засыпке и трамбовке

Уплотнение при транспортировке

Страница 32 из 34

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Справочное

КОЭФФИЦИЕНТ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТА

Коэффициент уплотнения грунта — отношение плотности скелета грунта в конструкции к максимальной плотности скелета того же грунта при стандартном уплотнении по ГОСТ 22733-77.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Справочное

ТИПЫ БОЛОТ

Следует различать три типа болот:

I — заполненные болотными грунтами, прочность которых в природном состоянии обеспечивает возможность возведения насыпи высотой до 3 м без возникновения процесса бокового выдавливания слабого грунта;

II — содержащие в пределах болотной толщи хотя бы один слой, который может выдавливаться при некоторой интенсивности возведения насыпи высотой до 3 м, но не выдавливается при меньшей интенсивности возведения насыпи;

III — содержание в пределах болотной толщи хотя бы один слой, который при возведении насыпи высотой до 3 м выдавливается независимо от интенсивности возведения насыпи.

   

Нормы уплотнения грунта в теле насыпей

2.18. В проектах необходимо предусматривать работы по уплотнению насыпей из грунтов всех видов, за исключением скальных из слабовыветривающихся горных пород (для железнодорожных насыпей). Для верхней части насыпей из скальных грунтов слабовыветривающихся пород следует применять щебенистый материал.

Уплотнение в железнодорожных насыпях скальных грунтов из легковыветривающихся пород (аргиллитов, алевролитов, глинистых сланцев и т.п.), а также крупнообломочных грунтов, в том числе с глинистым заполнителем, обеспечивается посредством:

назначения необходимого числа проходов уплотняющих машин, устанавливаемого на основе предварительного пробного уплотнения;

ограничения толщины отсыпаемых слоев и размеров отдельных камней;

создания запаса на осадку согласно нормам, приведенным в табл. 7, п. 1.

Таблица 7

Характеристика условий	Величина запаса в % от проект­ной высоты на­сыпи
1. Насыпи железнодорожные из скальных и крупнообломочных грунтов при послойном возведении насыпи с применением уплотняющих машин	3
2. Насыпи железнодорожные из песчаных и глинистых грунтов, возводимые с коэффициентом уплотнения К:
К = 0,90 (п. 2.19)	1 ? 2,5*
К = 0,95	0,5
3. Насыпи железнодорожные из глинистых переувлажненных грунтов	2 ? 3
* Большие величины запаса относятся к насыпям, возводимым в короткие сроки (до 6 месяцев) из грунтов с влажностью, близкой к предельно допустимой (п. 2.22).

2.19. Требуемую плотность песчаных и глинистых грунтов в теле насыпей в г/см 3 следует определять по формуле

,

где — максимальная плотность (объемный вес скелета используемого грунта) в г/см 3 , определяемая по методу стандартного уплотнения (приложение 2);

К — минимальный коэффициент уплотнения, принимаемый по табл. 8 — для железнодорожных насыпей и табл. 9 — для автодорожных.

Таблица 8

Часть	Общая толщина уплотняемых слоев в м для линий	Коэффициент К для линий
насыпи	I, II категорий и вторых путей	III категории	I категории и вторых путей	II, III категорий***
Верхняя	1,0	0,5	0,98; 0,95*	0,95; 0,92*
Нижняя	Зависит от высоты насыпи	0,95; 0,92*	0,95**; 0,90
* Для насыпей из одноразмерных песков. ** На участках с сильно пересеченным рельефом, а также в пределах участков длиной до 100 м на подходах к средним и большим мостам и на участках подтопления. *** Для линий IV и V категорий минимальное значение коэффициента уплотнения устанавливается равным 0,90 по всей высоте насыпей.

Уменьшение коэффициента уплотнения песчаных и глинистых грунтов по сравнению с нормами, приведенными в табл. 8, допускается для насыпей железных дорог в случаях невозможности или нецелесообразности достижения этих значений по физическим свойствам фунтов с малой влажностью, в том числе сухих барханных песков, или переувлажненных глинистых гротов. Для насыпей автомобильных дорог такое уменьшение по сравнению с величинами табл.

9 необходимо предусматривать в случае применения глинистых переувлажненных грунтов.

Таблица 9

			Коэффициент К в случаях применения покрытия
Виды зем­ляного по­лотна	Часть земляного полотна	Глубина расположе­ния слоя от поверхности	усовершенст­вованных ка­питальных	усовершенст­вованных об­легченных и переходных
		покрытия в м	В дорожно-климатических зонах
			II, III	IV, V	II, III	IV, V
	Верхняя	До 1,5	1,00; 0,98	0, 98, 0,95	0,98; 0,95	0, 95;
	Нижняя	1,5 — 6,0	0,95	0,95	0,95	0,95; 0,90
Насыпи	неподтапли­ваемая	Более 6,0	0,98	0,95	0,95	0, 95; 0,90
	Нижняя	1,5 — 6,0	0,98; 0,95	0,95	0,95	0,95
	подтапли­ваемая	Более 6,0	0,98	0,98	0,95	0,95
Выемки и естествен­ные осно­вания	В слое се­зонного промер­зания	До 1,2*	1,00; 0,98	0,98; 0,95	0,98; 0,95	0,95
низких насыпей	Ниже слоя сезонного промер­зания	До 1,2*	0,95,	0,95; 0,92	0,95; 0,92	0,90
* В пределах IV и V дорожно-климатических зон — до 0,8 м . Примечание. Большие значения коэффициента уплотнения следует принимать в случаях применения цементобетонных и цементогрунтовых покрытий и оснований, а также усовершенствованных облегченных покрытий.

Уменьшенные значения коэффициента уплотнения следует принимать на основе данных стандартного уплотнения с учетом положений пп. 2.22, 5.9, а также предусматривать дополнительные меры, обеспечивающие общую устойчивость земляного полотна и прочность его основной площадки для железных дорог и верхней части земляного полотна для автомобильных дорог, с обоснованием решений технико-экономическими расчетами.