Koeficient zhutnění půdy – vypočítejte koeficient zhutnění půdy z drceného kamene, písku, jílu, hlíny

Zemina, písek, hlína, drcený kámen a další podobné materiály používané ve stavebnictví mohou být buď husté, nebo volné. Ukazatele se výrazně liší s ohledem na klimatické podmínky a různé vlivy. Pro stanovení aktuálního parametru byla zavedena speciální hodnota – koeficient zhutnění půdy. Bere se v úvahu při výstavbě jakýchkoli stavebních projektů a zpevňování půdy. Jaký je koeficient zhutnění půdy a co se rovná pro různé materiály, řekneme dále.

V jakých případech je potřebný koeficient zhutnění půdy?

Koeficient zhutnění půdy je technický parametr. Je určena poměrem aktuální hustoty zeminy na místě a limitní hodnotou pro horninu daného typu. Koeficient závisí na mnoha faktorech. Například struktura, pórovitost, složení a propustnost.

Výpočet koeficientu je složitý postup, který se provádí v laboratoři pomocí vysoce přesných zařízení. Existují různé způsoby, jak zjistit koeficient zhutnění půdy, ale vedou k jedinému vzorci: K = ρd/ρdmax; kde K je koeficient, ρd je poměr hmotnosti vzorku pevné struktury k objemu, g/kubický. cm; ρdmax je poměr hmotnosti vzorku po vytvrzení k počátečnímu objemu, g/kubický. cm.

Nosné vlastnosti sypkého materiálu a odolnost vůči vodě jsou ovlivněny kvalitou zhutnění. Jeho bezpečnostní rezerva se zvyšuje z 10 % na 20 % se zvýšením nárazové síly pouze o 1 %. Při nekvalitním hutnění dochází k sesedání vrchní vrstvy, což přispívá k poškození a deformaci stavby a vede k drahým opravám. Před prací je proto nutné stanovit součinitel zhutnění drceného kamene frakce 20-40, ASG, shrabků, písku atd., aby se zabránilo sedání.

Koeficient zhutnění půdy musí být znám pro:

• nákupy surovin v požadovaném objemu pro stavbu půdních polštářů, kopání zákopů a jam;
• správný výpočet objemu betonu pro stavbu základů, podlah a jiných konstrukcí;
• kontrola množství přírodních nekovových nerostů dodaných na stavbu;
• stanovení smršťování půdy při instalaci základů nebo pokládání dlažebních desek.

Koeficient hustoty půdy podle GOST a SNIP

Hustota je důležitý parametr, který se používá k hodnocení fyzikálních vlastností a vhodnosti horniny pro řešení různých konstrukčních a inženýrských problémů. V Ruské federaci je stanovena v souladu se státními normami.

Základní ustanovení GOST 22733 o hustotě půdy:

1. Výpočet – hustota (ρ) je stanovena vg/metr krychlový. cm nebo kg/kubický. m, jako poměr hmotnosti suroviny k jejímu objemu: = ρ=Vm, kde m je hmotnost půdy v gramech nebo kilogramech, V je objem půdy v centimetrech nebo metrech krychlových.
2. Metody stanovení – laboratorní a terénní. První zahrnuje použití speciálních přístrojů a zařízení k přesnému měření hmotnosti a objemu. Používá se metoda kroužkového, parafínového a hydrostatického vážení. Práce v terénu zahrnuje použití hustoměrů a dalších přístrojů k měření indikátorů přímo na pracovišti. Používá se metoda jaderného hustoměru a pískového kužele.
3. Klasifikace – v závislosti na struktuře a hustotě se suroviny dělí na písek, hlínu, hlínu atd. Každá kategorie má své vlastní normativní hodnoty, které se používají k posouzení vhodnosti pro řešení konkrétních inženýrských problémů.

Koeficient zhutnění jílu

Hlína je oblíbený stavební materiál. Koeficient zhutnění takové půdy se vypočítá pomocí příkladu takto:

1. Měření objemu vzorku:

• nechť poloměr válce =5r= 5 cm a výška ℎ = 10h=10 cm;
• objem: = ×(5)2×10=785.4 cm3V=π×(5)2×10=785.4 metrů krychlových cm.

1. Měření hmotnosti suchého vzorku:

• nechť hmotnost suché hlíny = 1500 md= 1500 g;
• hustota suché hlíny = 1500785.4 = 1.91 g/cm3ρd= 785.41500 = 1.91 g/mXNUMX. cm.

1. Stanovení maximální hustoty suchého materiálu: maximální hustota suché horniny: = 2.1 g/cm3ρdmax= 2.1 g/mXNUMX. cm.
2. Výpočet koeficientu: =1.912.1=0.91Ku= 2.11.91 = 0.91.

Koeficient zhutnění hlíny lze vypočítat stejným způsobem.

Koeficient zhutnění písku pro sestavení správného odhadu

Koeficient potřebujete znát, abyste správně vypočítali objem písku nejen při objednávce, ale i při příjmu. Může být také použit pro zjištění, zda bylo přineseno správné množství písku. Koeficient zhutnění půdy je nutné vynásobit dodaným objemem a porovnat s hodnotou uvedenou v odhadu.

Koeficient také závisí na vlastnostech lomu a hloubce vrstvy:

1. Horní do 150 cm – koeficient zhutnění půdy je 0,95-0,98, co to znamená, jsme již zjistili.
2. Nižší od 150 cm bez přístupu k podzemní vodě – koeficient 0,90-0,95;
3. Spodní od 150 cm je zaplavitelná – koeficient 0,95.

Konečná hodnota závisí na ročním období, v zimě je vždy nižší. Mokrý písek se hůře zhutňuje, protože prostor mezi částicemi je vyplněn vodou. Důležité je také složení zrn. Například říční písek bude mít nižší koeficient než písek z lomu, protože jeho částice jsou přibližně stejně velké.

Pro výkopové práce je důležitý také koeficient zhutnění půdy:

1. Plnění dutin – koeficient 0,98.
2. Zásypy úzkých příkopů – koeficient zhutnění zeminy 0,98.
3. Zásypové jímky – koeficient 0,95.
4. Práce na silnici – koeficient 0,98-1.

Koeficient se liší podle různých typů zhutnění. Při ručním provedení bude vždy nižší než při použití vibračního zařízení. Důležitý je také způsob dopravy. Při dodávce autem nebo železnicí se počáteční objem snižuje rychleji než při přepravě vodou. Pokud je vzdálenost velká, přidá se dalších 30 % původního objemu, tzn. Takhle se to dá zhutnit. Všechny ukazatele koeficientu zhutnění půdy lze zobrazit v tabulce GOST.

Koeficient zhutnění horniny

Koeficient je také důležitý a odráží se v normách. Pokud byla hornina na odvalu déle než čtyři měsíce nebo byla zhutněna, přihlíží se k vlastnímu rozvolnění, které se zjišťuje na místě. Také pro výpočet požadovaného koeficientu zhutnění lze objem přepočítat několika způsoby. Jsou reflektovány v příslušné literatuře.

Jak se měří hustota půdy?

Výzkum se provádí v laboratořích pomocí pěchovadla. Postup se provádí v několika fázích:

1. Odběr vzorku na staveništi – zemina by měla mít normální vlhkost a neměla by obsahovat více než 25 % částic o velikosti 2 mm. Nepoužívejte zmrzlý nebo příliš vlhký kámen.
2. Umístění vzorku do formy, kde bude provedeno kalení.
3. Pěchování ve třech sadách po čtyřiceti úderech – bere se v úvahu hmotnost 1 litru zpracovávaných surovin a počítá se hustota.
4. Postupné zvyšování vlhkosti – až o 2 % v 1 kroku a operaci opakujte.
5. Vynesení grafu hustoty horniny v závislosti na obsahu vlhkosti.

Měření dynamickým penetrometrem

Běžná metoda založená na síle reakčního odporu při vkládání hrotu penetrometru do půdy pod zatížením. Vlastnosti postupu závisí na typu zařízení:

1. Typ B-1 – hustota se odhaduje hodnotou měrného penetračního odporu. Určeno výpočtem na základě velikosti síly při zavádění hrotu a vychýlení jehly indikátoru vlivem působení na momentový kroužek.
2. Typ S086 – používá se pro zaměření s hlínou. Rozdíl je ve špičce – je použit model ve tvaru kužele, který umožňuje dodatečně měřit koeficient pevnosti.
3. Typ D-51 – liší se metodou zkoušení. Sonda je zanořena do horniny vlivem nárazů břemene o konstantní hmotnosti.

Každé z uvedených zařízení má nevýhody, takže s jejich pomocí je nemožné určit koeficient zhutnění půdy bez chyb. Přesný rozbor se provádí pouze v laboratoři.

Měření razítkem

Měří se modul pružnosti, na jehož základě se určuje hustota. Používá se zařízení, jehož konstrukce zahrnuje desku, akcelerometr, tyč se zátěží a tenzometr. Hmota narazí na rovinu a poté se zvedne do své výchozí polohy. Identifikované indikátory jsou vyjádřeny jak v čisté formě, tak v grafické podobě. Takto se počítá deformace a elasticita.

Jak zvýšit koeficient relativního zhutnění půdy?

Ne v každém případě zemina na staveništi splňuje požadované požadavky na zatížení. To znamená, že musíte ASG zhutnit následujícími způsoby:

• použití zpevňujících sloučenin;
• prostřednictvím tepelného zpracování;
• instalace štětovnice nebo výztuže.

Pokud je koeficient zhutnění půdy v horní vrstvě nedostatečný, provádí se zhutnění pěchováním. Používají se vibrátory nebo válečky. Pro hluboké zpracování se provádí řízený výbuch a máčení. Dalším způsobem je instalace pilot.

Jaké vybavení použít

Na velkých stavbách se používají instalace se zesílenými vibračními deskami. Při úpravě malé základové nebo kamenné cesty dávají řemeslníci přednost ručnímu vybavení. Například pěchovadlo na dřevo. Vyrábí se z dostupných materiálů. Pro páku je použit dřevěný polotovar o průřezu 100-150 mm. K sestavení konstrukce se také používá ocelová plošina o tloušťce více než 2 mm, malý kulatý blok, lepidlo a samořezné šrouby.

Při stavbě budov s několika podlažími se používá betonová deska. Je zvednut jeřábem o 2 metry, poté je shozen na pracovní plochu. Instalace je účinná pro kalení do velkých hloubek. Postup se opakuje, dokud není získán návrhový koeficient zhutnění půdy SP pro konkrétní místo.

Další léčebnou metodou je použití velkého množství vody a kopečku. Oblast je naplněna kapalinou, dokud se nevytvoří louže. Po jejím zmizení se vytvoří hustý polštář pro budoucí výstavbu.

Pískem se rozumí sypké materiály ze sedimentárních hornin a minerálů se zrny od 0.05 do 3-5 mm. Jedná se o běžný materiál, který je široce používán ve stavebnictví, průmyslu a dalších oblastech činnosti. Se všemi výhodami – propustností vzduchu a vody, šetrností k životnímu prostředí, dostupností a nízkou cenou má i nevýhody. V první řadě se to týká drobivosti a omyvatelnosti. Pro kompenzaci těchto nedostatků se při práci s pískem uměle zhutňuje, aby se zvýšila hustota a stabilita celkové hmoty. Podívejme se blíže na problematiku hutnění písku: proč je nutné, na čem závisí, jak se vyrábí a kontroluje, také na čem písek lze použít pro zasypání základů.

Potřeba hutnění písku

• smrštění – pokles pískové hmoty vlastní vahou nebo tlakem budovy, dopravy apod.;
• čerpání – ztráta objemu vyluhováním, destrukce jílových částic a měkkých hornin, rozklad organických nečistot
• otok – zvedání písku podzemními nebo atmosférickými vodami.

A pokud to nevadí pro nábřežní cesty a plošiny, pak pro polštáře pod dálnicí nebo základem jsou takové jevy krajně nežádoucí. Je zřejmé, že pokleslý nebo bobtnající povrch vozovky nebo základ domu vůbec nepřispívají ke spolehlivosti konstrukce a v budoucnu mohou způsobit její destrukci. Ukazuje se tedy, že hlavním účelem zhutňování písku je:

• zajištění stability a pevnosti pískového podkladu;
• dosažení optimální úrovně vlhkosti;
• snížení rizika deformačních procesů v půdě nebo struktuře.

Spolehlivá přilnavost je zajištěna přerozdělením zrn písku a jejich těsnějším vzájemným spojením. V tomto případě se dává přednost obohacenému horskému nebo drcenému písku, protože jeho zrna mají nerovné okraje s drsným povrchem, takže jejich adhezní vlastnosti (adheze) jsou vyšší než u zaobleného říčního nebo mořského písku.

Oblast použití tamperu

Hutnění písku je vyžadováno všude tam, kde kvalita další práce závisí na jeho stabilitě a pevnosti – v bytové, průmyslové, vojenské výstavbě, při pokládce vozovek. Existuje však několik aplikací pro zhutňování písku, kde má spolehlivost zhutňování prvořadý význam:

• Stavba silnic. Mohou to být venkovské silnice, městské silnice, dálnice s vysokým průtokem a různé dálnice. Pro vytvoření pevného, ​​odolného povrchu zeminy, betonu nebo asfaltu je nutné zhutnit každou vrstvu povrchu vozovky včetně pískové náplně. To umožňuje rovnoměrné rozložení hmotnosti a vibrací po celé ploše vozovky. Pokud bylo zhutnění provedeno špatně, pohyby zeminy a pískové hmoty povedou ke zničení zbývajících vrstev povlaku.
• Železnice. Železniční tratě jsou vždy enormně zatěžovány vysokou intenzitou provozu nákladních, osobních a technických vlaků. Násyp pro železnice je proveden vícevrstvý, s povinným masivním pískovým polštářem. Slouží k tlumení silných vibrací, odvádění a filtrování podzemních a atmosférických vod a také k zamezení eroze přilehlé půdy.
• Letiště a přístavy. Rozvoj technologií a mezinárodních vztahů vede ke každoročnímu nárůstu toků cestujících a nákladu procházejících vzdušnými nebo námořními trasami. Mnoho starých infrastrukturních zařízení se s tím nedokáže vyrovnat, což vede k rychlému selhání lokalit. Proto je při rekonstrukcích nebo výstavbě nových konstrukcí, uspořádání ranvejí a mola věnována velká pozornost hutnění písku.
• Stavba základůPROTI. Základem každé stavby je nosný konstrukční prvek, který slouží ke stabilitě a rozložení zatížení po celé ploše. V seismicky nestabilních oblastech slouží základ jako seismická ochrana. To znamená, že životnost budovy závisí na kvalitě základu. Proto se hutnění písku provádí v souladu s nejpřísnějšími požadavky a použitím speciálního hutnicího zařízení.

Abychom lépe pochopili, jak důležité je hutnění písku, uveďme si příklad. Se zvýšením intenzity hutňovacích prací pouze o 1% se pevnost hutněné hmoty zvyšuje o 10-20%. V závislosti na tom, kde se písek používá – v malém nebo velkém zařízení, k jakému účelu (pro stavbu plotu nebo nové dílny), a finančních možnostech výrobce díla, jsou určeny způsoby a zařízení pro hutnění.

Metody hutnění písku

Existuje několik klasifikací pro zhutňování jakékoli půdy – písek, zemina, drcený kámen. Podle způsobu implementace lze rozlišit dva hlavní:

• příručka. Hovoříme o použití malých nástrojů, které mohou být vyrobeny v továrně nebo samostatně (běžná kulatina nebo dřevo se čtvercovou základnou). Hlavní hnací silou je člověk sám. Kvalita a rychlost práce bude samozřejmě nízká a vhodná pouze pro zpracování malých ploch: při stavbě základů pro venkovský dům, zděný plot, pokládání cest nebo vyplňování ploch.
• Mechanizované. Pro hutnění se používá speciální zařízení, a to jak malé (vibrační nohy, vibrační plošiny), tak velké – různé válce a vibrační stroje. Metoda se používá pro práci na velkých objektech, kde je nutné hutnit písek uložený v několika vrstvách, z nichž každá může mít 25 až 70 cm.

Kromě toho existují různé typy tamperů na základě jejich principu činnosti: statické a vibrační. V prvním případě je písek zhutněn pod vlivem hmotnosti nástroje. V tomto případě horní vrstvy vystavené tlaku vytvářejí „tahový“ efekt, klínují částice dohromady a brání zhutnění spodních vrstev. Tento typ je typický pro ruční nářadí, stejně jako pro některé typy speciálních zařízení, například válce na pneumatikách nebo s hladkými válci.

Zařízení pracující podle vibračního typu je vybaveno excentrickým zatížením. Při rotaci vytváří rázové vibrace, které se přenášejí z horních do spodních vrstev písku. V tomto případě se tření mezi částicemi snižuje a snadno se přerozdělují do nejhustšího konglomerátu. Vibrační stroje tak dosahují zhutnění hlubokých vrstev, které je u statických zařízení nemožné.

Koeficient zhutnění písku

Zvláštností sypkých materiálů, včetně písku, je jejich schopnost smršťování vlivem vlastní hmotnosti během skladování, jakož i vlivem vibrací a otřesů během přepravy. Uveďme jednoduchý příklad: dodavatel odeslal kupujícímu 50 kubíků písku. Ale po příjezdu byl objem výroby jen 43.5 kubíků. Pro takové případy je nutné kromě objemové hmotnosti materiálu znát jeho součinitel zhutnění. Podle GOST 7394-85 je tento ukazatel pro písek pro stavební práce 1.15. Vynásobením objemu 43.5 číslem 1.15 dostaneme stejných 50 kubíků písku, které dodavatel expedoval.

Koeficient zhutnění písku je tedy standardním ukazatelem, který se může pohybovat od 1.05 do 1.52. Pro zásypy (při plnění základů a jam) se toto číslo pohybuje od 0.95 do 0.98-1. Číslo závisí na frakci, složení a kvalitě písku, získává se v laboratorních podmínkách a poté se používá jako standard pro výpočet smrštění materiálu určitého objemu a souladu hustoty zhutněného písku se současnými normami a předpisy (GOST 8736-93, GOST 25100-95, SNiP 2.05.02. 85-XNUMX atd.).

Zkouška zhutňování písku

Hlavním účelem testování hutnění písku je kontrola kvality hutňovací práce. Existují dva typy kontrol:

• nepřímý, pomocí expresních metod, které vám umožní určit fyzikální a mechanické vlastnosti materiálu a získat koeficient zhutnění;
• прямой – testování vzorků v laboratorních podmínkách.

Laboratorní testy jsou samozřejmě nutné a poskytují přesnější výsledky, ale mají i nevýhody – vysoké náklady a časově náročné testy. Na místě se proto často používají nepřímé metody a pouze porovnávají získaná data s laboratorními daty (kromě maximální hustoty sem patří distribuce velikosti částic, vlhkost, plasticita atd.).

Pro měření lze použít následující zařízení:

• elektromagnetické hustoměry (zaznamenávají odpor materiálu pro výpočet jeho hustoty);
• dynamické elektronické hustoměry (stanovení dynamického modulu pružnosti metodou razítka);
• penetrometry (měří sílu reakčního odporu při zatížení).

Protože hustota písku závisí na mnoha faktorech, součinitel zhutnění se vypočítává v každé fázi operací s tímto materiálem – při těžbě, skladování, přepravě a vykládce na staveništi. Indikátor se kontroluje hmotnostní nebo objemovou metodou v závislosti na dostupném vybavení.

Faktory ovlivňující stupeň zhutnění písku

Od okamžiku, kdy je písek vytěžen v lomu nebo drcením, až do jeho zhutnění uplyne mnoho času, což vede ke změnám v jeho složení, vlastnostech a hustotě. Ten je silně ovlivněn následujícími faktory:

• Kvantitativní a kvalitativní složení nečistot (částice hlíny a prachu, zrna měkkých hornin, zbytky organických látek). Nejblíže referenčním parametrům je hustota obohaceného nebo čistého písku.
• Objem absorbované vlhkosti. Čím vyšší je vlhkost, tím nižší je koeficient zhutnění.
• Způsob dopravy – nákladní, železniční nebo vodní dopravou. Rozdíl ve vibracích a nárazech ovlivňuje stupeň smrštění materiálu.
• Délka trasy. Čím déle přeprava trvá, tím hustěji je písek stlačen.

Při zhutňování písku pomocí speciálního zařízení se materiál nalévá po částech, to znamená, že se používá zhutňování vrstva po vrstvě. Stroje zpracují každou vrstvu minimálně 12-30x v závislosti na typu práce a modulu jemnosti písku. V tomto případě bude rozhodující pouze složení a množství nečistot, protože mohou způsobit, že písek bude příliš plastický, což zhoršuje hutnění spodních vrstev.