Срубы и бани по всей России
Вот уже 10 лет на рынке

Коэффициенты уплотнения грунтов: Определение коэффициента уплотнения грунта | Геологические изыскания

• alexxlab
• 14.10.197029.07.2021
• 0

Определение коэффициента уплотнения грунта | Геологические изыскания

Результаты работ

Коэффициент уплотнения, полученный в ходе исследований, является основной для выявления несущей способности почвы. Таким образом, с помощью данного показателя производится оценка пригодности участка для возведения проектируемого сооружения. Полученный результат сравнивают с допустимыми нормативами и требованиями проекта.

Важно знать!

Для масштабных проектов, которые оказывают существенную нагрузку на грунт, наряду с определением несущей способности, обязательно осуществляют расчет значений по предельным деформациям.

Норма коэффициента уплотнения

Норма коэффициента уплотнения задается проектировщиками, в соответствии с задачами, целями и особенностями конкретного проекта. Задача изыскателей — определить, соответствуют ли фактические показатели заявленным требованиям.

Допустимые коэффициенты уплотнения почвы определяет нормативная база СНиП (пункты 3. 02.01-87 и СП 45.13330.2012), обновленная в 2013-2014 гг.

Здесь можно найти конкретные данные касательно допустимого уплотнения для определенных видов грунта и грунтовых подушек, которые используются при строительстве разных видов фундамента и строений, в том числе и подземных.

Коэффициент уплотнения варьируется в пределах от 0 до 1. Фактически он отражает уровень уплотненности почвы.

Для закладки основания бетонного ленточного фундамента нормой считается параметр уплотненности в >0,95 балла.

Стоимость работ

Наши эксперты проведут необходимые исследования и предоставят достоверные данные, которые исключат необходимость переделок на этапах проектирования и строительства.

Стоимость определения коэффициента уплотнения грунтового покрытия рассчитывается индивидуально в каждом конкретном случае.

Оставьте заявку на сайте или свяжитесь с нами любым удобным способом, чтобы получить бесплатную консультацию инженера-геолога. Мы оперативно рассчитаем стоимость проверки уплотнения почвы на вашем объекте.

что такое и как рассчитать

Главная > Часто задаваемые вопросы > Коэффициент уплотнения грунтов и строительных материалов

Коэффициент уплотнения – это показатель, демонстрирующий, насколько изменяется объем сыпучего материала после трамбовки или перевозки. Определяется он по соотношению общей и максимальной плотности.

Любой сыпучий материал состоит из отдельных элементов – зерен. Между ними всегда есть пустоты, или поры. Чем выше процент этих пустот, тем больший объем будет занимать вещество.

Попробуем объяснить это простым языком: вспомните детскую игру в снежки. Чтобы получить хороший снежок, нужно зачерпнуть из сугроба горсть побольше и посильнее ее сжать. Таким образом мы сокращаем количество пустот между снежинками, то есть уплотняем их. При этом уменьшается и объем.

То же самое будет, если насыпать в стакан немного крупы, а затем встряхнуть ее или утрамбовать пальцами. Произойдет уплотнение зерен.

Иными словами, коэффициент уплотнения – это и есть разница между материалом в его обычном состоянии и утрамбованном.

Для чего нужно знать коэффициент уплотнения

Знать коэффициент уплотнения для сыпучих материалов необходимо, чтобы:

• Проконтролировать, действительно ли вам привезли заказанное количество материала
• Купить правильное количество песка, щебня, отсева для засыпки котлованов, ям или канав
• Рассчитать вероятную усадку грунта при закладке фундамента, прокладке дороги или тротуарной плитки
• Правильно рассчитать количество бетонной смеси для заливки фундаментов или перекрытий

Дальше мы подробнее расскажем обо всех этих случаях.

Коэффициент уплотнения при транспортировке

Представьте, что самосвал везет 6 м³ щебня с карьера на объект заказчика. В пути ему попадаются ямы и выбоины. Под воздействием вибрации зерна щебня уплотняются, объем сокращается до 5,45 м³. Это называется утряской материала.

Как же убедиться в том, что на объект привезли то количество товара, которое указано в документах? Для этого нужно знать конечный объем материала (5,45 м³) и коэффициент уплотнения (для щебня он равен 1,1). Эти две цифры перемножаются, и получается начальный объем – 6 кубов. Если он не совпадает с тем, что написано в документах, значит мы имеем дело не с утряской щебня, а с недобросовестным продавцом.

Коэффициент уплотнения при засыпке ям

В строительстве есть такое понятие как усадка. Грунт или любой другой сыпучий материал уплотняется и уменьшается в объеме под действием собственного веса или давлением различных конструкций (фундамента, тротуарных плит). Процесс усадки нужно обязательно учитывать при засыпке канав, котлованов. Если этого не сделать, через некоторое время образуется новая яма.

Чтобы заказать необходимое количество материала для засыпки, нужно знать объем ямы. Если вам известна ее форма, глубина и ширина, можете воспользоваться для расчета нашим калькулятором. После этого полученную цифру нужно умножить на насыпную плотность материала и его коэффициент уплотнения.

При засыпке правильно рассчитанного материала в яму может получиться холмик. Дело в том, что в естественных условиях усадка происходит за определенный промежуток времени. Ускорить процесс можно с помощью трамбовки. Ее проводят вручную или с помощью специальных механизмов.

Коэффициент уплотнения в строительстве

Наверное, вам известны случаи, когда в зданиях сразу после постройки появлялись трещины. А ямы на новых дорогах или провалившаяся тротуарная плитка на дорожках и во дворах? Это случается, если неправильно рассчитать усадку грунта и не предпринять соответствующие меры по ее устранению.

Чтобы знать усадку, используется коэффициент уплотнения. Он помогает понять, насколько утрамбуется тот или иной грунт в определенных условиях. Например, под давлением веса здания, плитки или асфальта.

Некоторые грунты имеют настолько сильную усадку, что их приходится замещать. Другие виды перед строительством специально трамбуют.

Как узнать коэффициент уплотнения

Легче всего взять данные о коэффициенте уплотнения из ГОСТов. Они рассчитаны для разных видов материала.

В лабораторных условиях коэффициент уплотнения определяют следующим образом:

• Измеряют общую или насыпную плотность материала. Для этого измеряют массу и объем образца, вычисляют их соотношение
• Затем пробу встряхивают или прессуют, измеряют массу и объем, после чего определяют максимальную плотность
• По соотношению двух показателей вычисляют коэффициент

Документы указывают усредненные значения коэффициента уплотнения. Показатель может меняться в зависимости от различных факторов. Приведенные в таблице цифры достаточно условные, но они позволяют рассчитать усадку больших объемов материала.

На значение коэффициента уплотнения влияют:

• Особенности транспорта и способа перевозки
  Если материал транспортируют по выбоинам или железной дороге, он уплотняется сильнее, чем при перевозке по ровной трассе или морю
• Гранулометрический состав (размеры, формы зерен, их соотношение)
  При неоднородном составе материала и наличии лещадных частиц (плоской или игловидной форм) коэффициент будет ниже. А при наличии большого количества мелких частиц – выше
• Влажность
  Чем больше влажность, тем меньше коэффициент уплотнения
• Способ трамбовки
  Если материал утрамбовывают вручную, он уплотняется хуже, чем после применения вибрирующих механизмов
• Насыпная плотность
  Коэффициент уплотнения напрямую связан с показателем насыпной плотности. Как мы уже сказали, в процессе трамбовки или транспортировки плотность материала меняется, так как становится меньше пустот между частицами. Поэтому насыпная плотность во время отгрузки в автомобиль на карьере и после прибытия к заказчику разная. Эту разницу можно высчитать и проверить как раз благодаря коэффициенту уплотнения.
  Подробнее об этом вы можете прочитать на странице Насыпная плотность сыпучих материалов

Также вы можете посмотреть конкретные показатели для следующих материалов:

Коэффициент уплотнения – это важный показатель, помогающий узнать, сколько сыпучего материала заказывать. Он дает возможность проконтролировать, действительно ли вам привезли заказанный объем. Показатель нужно знать строителям при возведении зданий, чтобы правильно рассчитать нагрузку на основание.

Коэффициент уплотнения грунта

Коэффициент уплотнения грунта – это отношение фактической плотности грунта (скелета грунта) в насыпи, к максимальной плотности грунта (скелета грунта).

Например:

Что значит коэффициент уплотнения 0,95?

Коэффициент уплотнения грунта 0,95 означает, что фактическая плотность грунта составляет 95% от максимально возможной плотности грунта (определяется в грунтовой лаборатории).

Нормативные коэффициенты уплотнения приведены в таблице в конце страницы.

Данный коэффициент определяют следующими методами:

1. Метод режущего кольца — отбирают пробы грунта из уплотняемого слоя и производят испытание в грунтовой лаборатории в соответствии с ГОСТ 5180-2015 «Грунты. Методы лабораторного определения физических  характеристик». Главный недостаток метода: длительные испытания (транспортирование и испытание в лаборатории)

Режущие кольца для определения коэффициента уплотнения грунта

2. Динамическим плотномером грунта (ДПГ) — принцип действия основан на методе падающего груза, при котором измеряется сила удара и деформация грунта. Применяется совместно с методом режущего кольца с целью ускорения определения коэффициента уплотнения грунта.

• На начальном этапе ДПГ калибруется в нескольких местах отбора проб по данным испытаний по методу режущего кольца (ГОСТ 5180-2015)
• Затем по данным калибровки определяют коэффициент уплотнения в остальных точках, что позволяет получить результаты сразу на площадке.

Требуемый коэффициент уплотнения грунта (согласно СНиП 3.02.01-87) обратной засыпки или насыпи представлен в таблице 1.

Таблица 1. Коэффициент уплотнения грунта

Таким образом, например, коэффициент уплотнения грунта обратной засыпки выполненной из песка, мощностью отсыпки 2,5 м и нагрузкой на насыпь 0,3МПа составляет 0,95

Как достичь требуемого коэффициента уплотнения?

Удельный вес грунта в соответствии с ГОСТ

Коэффициент первоначального разрыхления грунта

Коэффициенты уплотнения сыпучих материалов для строительства

Сущность определения коэффициента уплотнения гравия, песка, щебня и керамзита можно кратко охарактеризовать следующим образом. Это величина, равная отношению плотности сыпучего стройматериала к его максимальной плотности.

Данный коэффициент для всех сыпучих тел различается. Его средняя величина для удобства пользования закреплена в нормативных актах, соблюдение которых обязательно для всех строительных работ. Поэтому, если потребуется, например, узнать, какой коэффициент уплотнения песка, достаточно будет просто заглянуть в ГОСТ и найти требуемое значение. Важное замечание: все величины, приведенные в нормативных актах, являются усредненными и могут изменяться в зависимости от условий транспортировки и хранения материала.

Необходимость учета коэффициента уплотнения обусловлена простым физическим явлением, знакомым практически каждому из нас. Для того чтобы понять сущность этого явления, достаточно вспомнить, как ведет себя вскопанная земля. Поначалу она рыхлая и достаточно объемная. Но если на эту землю взглянуть через несколько дней, то уже станет заметно, что грунт «осел» и уплотнился.

То же самое происходит и со строительными материалами. Сначала они лежат у поставщика в утрамбованном собственным весом состоянии, затем при погрузке происходит «взрыхление» и увеличение объема, а потом, после выгрузки на объекте, снова происходит естественная трамбовка собственным весом. Помимо массы, на материал будет воздействовать атмосфера, а точнее, ее влажность. Все эти факторы учтены в соответствующих ГОСТах.

Строительные материалы при длительном хранении уплотняются под собственным весом

Щебень, доставляемый автомобильным или железнодорожным транспортом, взвешивают на весах. При поставке водными видами транспорта вес высчитывается по осадке судна.

Как правильно пользоваться коэффициентом

Важным этапом любых строительных работ становится составление всех смет с обязательным учетом коэффициентов уплотнения сыпучих материалов. Это необходимо делать для того, чтобы заложить в проект правильное и необходимое количество стройматериалов и избежать их переизбытка или нехватки.

Как же правильно воспользоваться коэффициентом? Нет ничего проще. Например, для того, чтобы узнать, какой объем материала получится после утряски в кузове самосвала или в вагоне, необходимо найти в таблице требуемый коэффициент уплотнения грунта, песка или щебня и разделить на него закупленный объем продукции. А если требуется узнать объем материалов до перевозки, то надо будет произвести не деление, а умножение на соответствующий коэффициент. Допустим, если куплено у поставщика 40 кубометров щебня, то, значит, в процессе транспортировки это количество превратится в следующее: 40 / 1,15 = 34,4 кубометра.

Работы, связанные с полной цепочкой перемещения песчаных масс со дна карьера до строительной площадки, должны производиться с учетом относительного коэффициента запаса песка и грунта на уплотнение. Это величина, показывающая отношение весовой плотности твердой структуры песка к его весовой плотности на участке отгрузки поставщика. Чтобы определить необходимое количество песка, обеспечивающее запланированный объем, нужно этот объем умножить на коэффициент относительного уплотнения.

Помимо знания относительного коэффициента, приведенного в таблице, правильное использование ГОСТа подразумевает обязательный учет следующих факторов доставки песка на строительную площадку:

• физические свойства и химический состав материала, присущие определенной местности;
• условия перевозки;
• учет климатических факторов в период доставки;
• получение в лабораторных условиях величин максимальной плотности и оптимальной влажности.

Уплотнение песчаных оснований

Данный вид работ необходим при обратной засыпке. Например, это нужно после того, как установлен фундамент и теперь требуется заполнить грунтом или песком образовавшийся промежуток между внешним контуром конструкции и стенками котлована. Процесс производится с помощью специальных трамбовочных устройств. Коэффициент уплотнения песчаного основания равняется примерно 0,98.

Процесс уплотнения грунта трамбовочным устройством

Коэффициент для бетонных смесей

Бетонная смесь, как и любой другой строительный материал, монтируемый методом засыпания или заливки, требует дальнейшего уплотнения для получения необходимой плотности, а значит, и надежности конструкции. Бетон уплотняют вибраторами. Коэффициент уплотнения бетонной смеси при этом берется в пределах от 0,98 до 1.

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:

ρ = m/v, (г/см³)

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

6) После того, как грунт высохнет при температуре 105+5⁰C, рассчитаем значение плотности сухого грунта ρ_d в каждой точке отбора пробы по формуле

ρ_{d= ρ/(1+0,01· w), (г/см³).}

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:

k_com=ρ_d/ρ_dmax.

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

Коэффициент уплотнения грунта

В проекте имеет место большой объем обратной засыпки котлована и насыпи при вертикальной планировке из привозных материалов. Коэффициент уплотнения грунта, щебня и песка КУПЛ— 0,98. Можно ли применять коэффициент перерасхода материалов в связи с уплотнением?

При устройстве насыпи, какой объем материала (грунта, песка, щебня) в плотном теле, или в рыхлом состоянии учитывать в единичной расценке?

Заказчик не принимает коэффициент перерасхода материала, ссылаясь на техническую часть к Сборнику № 1 «Земляные работы», в которой говорится о разработке грунта в плотном теле. В нашем случае насыпь.

Материалы завезены с нарушенной естественной плотностью.

Ответ:

Если для устройства вертикальной планировки и обратной засыпки котлованов подрядной организацией разрабатывается карьер (грунта, песка) с природной плотностью, то при устройстве насыпи следует принимать тот же объем, что и разработан в карьере с добавлением потерь грунта при перевозке в размере 0,5 — 1,5% в зависимости от вида транспорта, группы грунта и расстояния транспортирования. Коэффициент на уплотнение не применяется.

Коэффициент на уплотнение может быть применен только в тех случаях, если необходимая по проекту плотность грунта в насыпи превышает природную плотность грунта в карьере.

Если для устройства вертикальной планировки и обратной засыпки котлованов используется песок (дренирующий грунт) из промышленных карьеров, где цена и объемы устанавливаются, исходя из разрыхленного состояния песка, то необходимое количество песка для устройства насыпи определяется с применением соответствующего коэффициента на уплотнение в зависимости от требуемой проектом плотности песка.

Статья «Смета на строительство дома» — основные этапы строительства частного дома и составление сметы, учитывая каждый этап.Скачать готовую смету.

Коэффициент уплотнения грунта. Определение плотности грунта :: BusinessMan.ru

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/см³;
• 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 см³. Рассчитав по формуле, получаем число 1,91г/см³ – 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.

Оборудование для уплотнения грунта с различными типами грунта

Перед уплотнением почвы на объекте необходимо учитывать несколько факторов.

1. ТИП ПОЧВЫ

Тип почвы имеет большое влияние на характеристики ее уплотнения. Обычно тяжелые глины, глины и илы обладают более высоким сопротивлением уплотнению, тогда как песчаные почвы и крупнозернистые или гравийные почвы легко уплотняются.

Хорошо гранулированные зернистые почвы имеют высокую степень сухой плотности и обычно легче уплотняются.Крупнозернистые почвы дают более высокую плотность по сравнению с глинами. Хорошо отсортированный грунт можно уплотнить до более высокой плотности.

Связные грунты содержат большое количество воздушных пустот. Эта группа почв требует больше воды, чтобы свести к минимуму воздушные пустоты, и поэтому оптимальное содержание влаги является высоким. Добавление воды делает эту почву пластичной и требует больших усилий по уплотнению.

2. ТИП КОМПАКТОРА

Выбор типа уплотняющего оборудования в основном зависит от типа грунта, который необходимо уплотнять.Приведенную ниже таблицу можно использовать в качестве справочной при выборе типа оборудования для различных типов почв.

3.ТОЛЩИНА СЛОЯ / ТОЛЩИНА ЛИФТА

Степень уплотнения обратно пропорциональна толщине слоя. При заданной энергии уплотнения более толстый слой будет менее уплотнен по сравнению с тонким слоем. Причина в том, что для более толстых почв потребление энергии на единицу веса меньше.

Поэтому очень важно выбрать правильную толщину каждого слоя для достижения желаемой плотности. Толщина слоя зависит от нескольких других факторов, таких как:

• Тип грунта
• Тип катка
• Вес катка
• Контактное давление барабана

Обычно в полевых условиях используется слой толщиной от 200 до 300 мм для достижения однородного уплотнения.

4. КОЛИЧЕСТВО РОЛИКОВЫХ ПРОХОДОВ

Очевидно, что плотность увеличивается с увеличением количества проходов ролика. Однако следует помнить о двух важных вещах.

• Во-первых, после определенного количества проходов ролика дальнейшего увеличения плотности не происходит.
• Увеличение проходов роликов означает увеличение затрат на проект.

Очень важно определить количество проходов катком для любого типа почвы при оптимальной влажности.Полевые испытания на уплотнение проводятся для экономии аспекта уплотнения земляных работ при достижении желаемого уровня плотности.

5. СОДЕРЖАНИЕ ВЛАГИ

Правильный контроль содержания влаги в почве необходим для достижения желаемой плотности. Максимальная плотность при минимальном усилии уплотнения может быть достигнута путем уплотнения почвы с близкой к оптимальной влажности.

Если содержание влаги в почве ниже оптимального, необходимо добавить расчетное количество воды в почву с помощью разбрызгивателя, прикрепленного к цистерне с водой, и смешать с почвой с помощью автогрейдера для обеспечения равномерного содержания влаги.

Если в почве слишком много влаги, рекомендуется высушить ее путем аэрации для достижения оптимального содержания влаги.

6. КОНТАКТНОЕ ДАВЛЕНИЕ

Контактное давление зависит от веса роликового колеса и площади контакта. В случае пневматических катков давление в шинах также определяет контактное давление в дополнение к нагрузке на колесо. Более высокое контактное давление увеличивает сухую плотность и снижает оптимальное содержание влаги.

7. СКОРОСТЬ ПРОКАТКИ

Скорость прокатки очень важна для выхода ролика. Следует учитывать два важных момента.

• Во-первых, чем больше скорость прокатки, тем большую протяженность насыпи можно утрамбовать за один день.
• Во-вторых, при более высокой скорости, вероятно, будет недостаточно времени для того, чтобы произошли желаемые деформации, и может потребоваться больше проходов для достижения требуемого уплотнения.

Между этими двумя соображениями должен быть баланс. Обычно скорость всех катков ограничена примерно 5 км / час.

В случае вибрационных катков скорость оказалась важным фактором, поскольку количество его колебаний в минуту не связано с его скоростью движения.

Следовательно, чем ниже скорость движения, тем больше вибраций в данной точке и меньшее количество проходов требуется для достижения заданной плотности.

факторов, влияющих на уплотнение почвы | Типы почвы

Уплотнение почвы — это процесс увеличения сухой плотности почвы за счет уменьшения содержания воздуха или воздушных пустот в почве.Этот процесс является неотъемлемой частью строительства любого сооружения, так как он укрепляет почву. На степень уплотнения почвы влияют многие факторы. На уплотнение почвы влияют следующие факторы:

Содержание влаги

Для достижения желаемой плотности почвы необходимо надлежащим образом контролировать ее влажность. Если содержание воды низкое, это приводит к тому, что почва становится жесткой, которая сопротивляется уплотнению. Когда содержание воды увеличивается, между частицами почвы происходит смазка, и почва становится более пригодной для обработки.

Сухая плотность почвы увеличивается с увеличением содержания воды до достижения оптимального содержания воды. Добавление большего количества воды на этом этапе уменьшит сухую плотность. Количество воды, добавляемой в почву до достижения ее максимальной плотности в сухом состоянии, называется содержанием влаги в почве.

Эффект уплотнения

Типы грунта

Тип грунта в значительной степени влияет на уплотнение этого грунта. Крупнозернистые почвы могут быть уплотнены до более высокой сухой плотности, чем мелкозернистые почвы.Максимальная сухая плотность уменьшается, если количество мелких частиц увеличивается до количества, превышающего количество, необходимое для заполнения пустот в крупнозернистых почвах. Следовательно, можно с уверенностью сказать, что хорошо отсортированная почва имеет гораздо большую плотность в сухом состоянии, чем плохо отсортированная почва.

Виброуплотнение в действии

Связные грунты, такие как тяжелые глины, глины и илы, обеспечивают более высокое сопротивление уплотнению, поскольку они достигают более низкой максимальной плотности в сухом состоянии. Несвязные почвы, такие как песчаные, крупнозернистые или гравийные почвы, легко уплотняются.

Максимальная сухая плотность и оптимальное содержание воды для различных почв

Степень уплотнения

Оптимальное содержание воды, необходимое для уплотнения, уменьшается с увеличением усилия уплотнения. Этот эффект увеличения уплотнения значим только до тех пор, пока содержание воды не достигнет оптимального уровня. После этого уровня объем воздушных пустот становится почти постоянным, и эффект повышенного уплотнения незначителен. Следует отметить, что максимальная плотность в сухом состоянии не увеличивается с увеличением усилия уплотнения.

Слово «уплотняющее усилие» означает усилие, прилагаемое оборудованием, используемым для уплотнения почвы. Ниже приведены типы оборудования, используемого для различных типов почв:

• Щебень, гравийный песок: Каток с гладкими колесами
• Гравий, песок: Каток с резиновыми шинами
• Песок, гравий, илистая почва, глинистые почвы: Каток с пневматическими шинами
• Илистый грунт, Глинистый грунт: каток с опорными лапами
• Грунт в ограниченной зоне: трамбовщик
• Пески: вибрационный каток

Контактное давление

Контактное давление — это давление между грунтом и колесами оборудования, используемого для уплотнения .Это давление зависит от веса роликового колеса и площади контакта. Более высокое контактное давление увеличивает сухую плотность и снижает оптимальное содержание влаги.

Скорость прикатывания

Скорость прикатывания — это скорость, с которой почва уплотняется, является важным фактором. Следует учитывать два важных момента. Во-первых, чем выше скорость прокатки, тем большую протяженность насыпи можно утрамбовать за сутки. Во-вторых, при более высокой скорости прокатки существует вероятность того, что для возникновения деформаций потребуется недостаточно времени, и, следовательно, может потребоваться больше проходов для достижения желаемого уплотнения.

Укладка грунта поверх армирующего материала.

Чем ниже скорость движения, тем больше вибраций в данной точке и меньше количество проходов требуется для достижения заданной плотности.

Уплотнение почвы: механика и факторы, влияющие на уплотнение

Уплотнение грунта — это метод стабилизации рыхлого грунта путем его уплотнения, которое может быть достигнуто с помощью статической или динамической нагрузки. При постоянном содержании воды процесс требует постоянного уменьшения количества воздушных пустот.

Самым популярным и наименее затратным методом улучшения почвы является ее уплотнение. Он улучшает прочность почвы на сдвиг и, следовательно, ее устойчивость и несущую способность.

Механика уплотнения грунта

Когда к структуре из частиц грунта применяется внешняя сила, частицы перекатываются друг над другом и перестраиваются, занимая более устойчивые места, что приводит к более плотной упаковке. В процессе задействованы следующие три механики.

Шаг 1: Крупные агрегаты разбиваются или измельчаются на более мелкие части.

Шаг 2: Дислокация и реорганизация частиц, которые вызывают коллапс или переориентацию чешуйчатых частиц.

Шаг 3: Изгиб и разрыв до образования хлопьевидных частиц.

Уменьшение объема обычно вызывается комбинацией этих механизмов, работающих вместе под внешним давлением по одной или нескольким из следующих причин.

• Сжатие воздуха.
• Раствор воздуха в почвенной воде.
• Удаление воздуха.

Удаление воды из почвы не происходит.

Также прочтите: Различия в уплотнении и консолидации
Также прочтите: Структура почвы и их типы
Также прочтите: Несущая способность почвы и ее важность

Факторы, влияющие на уплотнение почвы

Содержание воды в почве:

Почва более жесткая и более устойчивая к уплотнению, поскольку в ней мало воды.Частицы почвы смазываются по мере увеличения содержания воды. Почвенная масса становится более обрабатываемой, и частицы начинают плотнее сбиваться.

При повышении влажности увеличивается и сухая плотность почвы, пока не будет достигнута оптимальная влажность. В этот момент воздушные пустоты достигли почти постоянного объема.

Воздушные пустоты не уменьшаются при повышении содержания воды, но общие пустоты (воздух плюс вода) уменьшаются, а плотность в сухом состоянии уменьшается.

За счет выталкивания воздуха из пустот в почве достигается более высокая плотность в сухом состоянии вплоть до оптимального содержания воды. Когда достигается максимальное содержание воды, вытеснение воздуха и уменьшение воздушных пустот становится все труднее.

Независимо от метода уплотнения грунты, уплотненные при содержании воды ниже оптимального, имеют флокулированную структуру.

Грунты, уплотненные при содержании воды выше оптимального, имеют дисперсную структуру, если возникают большие деформации сдвига, и флокулированную структуру, если деформации сдвига минимальны.

Содержание воды настолько низкое в точке «P», как показано на рис., Которая находится на сухой стороне оптимального содержания воды, что силы притяжения превосходят силы отталкивания. Как следствие, структура флокулируется.

Силы отталкивания увеличиваются, когда содержание воды превышает оптимальное значение, и частицы ориентируются в дисперсную структуру.

Если усилие уплотнения увеличивается, ориентация частиц также увеличивается, что приводит к более высокой плотности в сухом состоянии, как показано следующей верхней кривой.

Компактное усилие:

Плотность почвы в сухом состоянии увеличивается с увеличением усилия уплотнения, а оптимальная влажность уменьшается. Однако следует отметить, что максимальная плотность в сухом состоянии не увеличивается с увеличением усилия уплотнения.

Наконец, достигается точка, выше которой невозможно дальнейшее увеличение плотности в сухом состоянии без увеличения усилия уплотнения.

Тип почвы:

Полученная плотность в сухом состоянии определяется формой почвы.На рисунке показаны максимальная сухая плотность и оптимальное содержание для различных почв.

Крупнозернистые грунты, как правило, можно уплотнять до большей сухой плотности, чем мелкозернистые грунты. Даже небольшое количество мелких частиц, добавленных к крупнозернистой почве, приводит к гораздо более высокой плотности в сухом состоянии при том же количестве уплотняющих усилий.

Максимальная сухая плотность уменьшается, когда количество мелких частиц превышает то, что необходимо для заполнения пустот в крупнозернистых почвах. Сухая плотность хорошо гранулированного песка намного выше, чем плотность плохо гранулированного грунта.

В связных грунтах содержатся более высокие воздушные пустоты. По сравнению с несвязными почвами, эти почвы достигают более низкой общей сухой плотности.

Поскольку эти почвы требуют больше воды, чем несвязные почвы, идеальное содержание воды высокое. Тяжелые глины с высокой пластичностью имеют низкую сухую плотность и высокий оптимальный уровень воды.

Как это:

Нравится Загрузка …

Уплотнение почвы: методы, значение и эффекты

Что такое уплотнение почвы?

Уплотнение почвы — это практика приложения механического уплотняющего усилия для уплотнения почвы за счет уменьшения пустот между частицами почвы.Уплотнение происходит, когда частицы прижимаются друг к другу, чтобы уменьшить пространство между ними. Сильно уплотненные почвы содержат очень мало места, что приводит к увеличению удельного веса почвы. Максимальная плотность достигается при оптимальном содержании влаги, или сокращенно OMC.

Процесс уплотнения снижает вероятность оседания после строительства здания, проезжей части, взлетно-посадочной полосы или автостоянки. Заселение может привести к преждевременному разрушению покрытия, дорогостоящему техническому обслуживанию или ремонту.

Почему необходимо уплотнение почвы?

Уплотнение грунта необходимо для увеличения несущей способности и жесткости естественных (естественное состояние) или химически модифицированных грунтов.Уплотнение увеличивает прочность грунта на сдвиг за счет увеличения трения от сцепления частиц. Дальнейшее оседание грунта уменьшается за счет увеличения жесткости и устранения пустот, создающих уплотненный грунт. Удаление пустот снижает вероятность оседания, усадки или расширения почвы и уменьшает просачивание воды, что может привести к ухудшению свойств усадки и набухания почвы. Свойства усадки / набухания ухудшают структуру дорожного покрытия, что приводит к преждевременному разрушению конструкции дорожного покрытия.

Какие факторы влияют на уплотнение почвы?

Тип почвы

Различные типы грунта по-разному реагируют на уплотнение. Почвы классифицируются по размеру частиц и, в некоторых категориях почв, по их критическим значениям содержания воды или предельным значениям Аттерберга. Хорошо сортированные гранулированные грунты, содержащие широкий спектр частиц, предпочтительны для строительных работ, поскольку их можно легко уплотнить, тем самым устраняя пустоты за счет сцепления частиц и сопротивления влагопоглощению, что позволяет почве выдерживать более тяжелые нагрузки в виде очень плотного грунта.Плохо сортированный грунт содержит узкий диапазон размеров частиц и менее подходит для строительных целей из-за того, что грунту не хватает прочности на сдвиг, не связанной с несвязанными частицами из-за их одинакового размера.

Возвращайтесь к работе с меньшим временем простоя.

Узнать цену.

Влагосодержание

Содержание воды играет очень важную роль в уплотнении почвы. Максимальная плотность в сухом состоянии достигается только при идеальном уровне содержания воды.Эта точка известна как оптимальное содержание влаги или OMC. Оптимальное содержание влаги и максимальная плотность в сухом состоянии определяются в лаборатории и затем используются в качестве целевых показателей для операций на объекте. Если почва слишком сухая, можно использовать автоцистерны для распределения воды, чтобы поднять ее содержание в приемлемом диапазоне оптимального содержания влаги. И наоборот, чрезмерно влажные почвы создают свой собственный набор проблем. Недавние дожди, весеннее таяние или почва, которая удерживает влагу, можно обработать разными способами.

• Ожидание в теплой, сухой погоде — естественный способ высушить почву, но может занять много времени и часто неэффективно из-за (дополнительных) ненастных погодных условий.
• Дисковое оборудование для аэрации почвы может уменьшить количество влаги, но этот метод также открывает почву, чтобы впитать еще больше влаги в случае дополнительных дождей. Более того, дискование обычно снижает влажность только до 5% и только на относительно небольших глубинах.
• Вырезать и заполнить, также известное как удаление и замена, — популярный вариант, но он дорог и требует много времени.Карьеры становятся все более редкими, а затраты на утилизацию продолжают расти.
• Самый эффективный вариант — химическая сушка. Портландцемент можно использовать для сушки почвы, но реагенты на основе извести — самый эффективный химический выбор. Реагенты на основе извести содержат большое количество доступного оксида кальция, достигающее 94-96 процентов. Оксид кальция химически соединяется с водой, образуя гидроксид кальция. Проще говоря, когда известь находится рядом с водой, она поглощает ее. Это экзотермическая реакция, при которой дополнительная влага высыхает в виде пара.Портландцемент, в принципе, почти не будет содержать свободной извести, поскольку CaO будет объединяться с образованием других минеральных фаз.

Типы уплотнителей

Катки для уплотнения почвы

бывают разных стилей с различными опциями, такими как одинарные или сдвоенные барабаны, вибрационные механизмы или бульдозерные отвалы.

• Гладкие катки используют статическое давление, иногда в сочетании с вибрацией и ударами, для уплотнения почвы. Гладкие катки — не единственный используемый тип уплотнителя, но, скорее всего, они используются на заключительном этапе уплотнения, чтобы обеспечить гладкую поверхность для строительства.

• Ролики с подушечками и трамбовкой используют управляющую силу для разрыва естественных связей между частицами для лучшего уплотнения, особенно в связных грунтах. У них конические ножки, поэтому они не взлохмачивают почву, уменьшая способность почвы впитывать дополнительную влагу в случае дождя.

• На малых и средних работах по уплотнению почвы пневматические катки используют шахматные резиновые шины с переменным давлением там, где необходимо уплотнить поверхность гранулированного основного материала с лезвиями.

• В закрытых зонах можно использовать трамбовку для уплотнения почвы.

Толщина подъема

Уплотнение почвы иногда включает уплотнение нескольких подъемов или слоев почвы до достижения общей желаемой толщины. Стабильность каждого подъемника зависит от того, что находится под ним, поэтому уплотнение каждого слоя имеет решающее значение и должно контролироваться. Установка правильной толщины подъема важна, чтобы найти баланс между слишком маленькими или слишком большими слоями.Слишком большой подъем может привести к плохому уплотнению и ухудшению устойчивости, тогда как слишком маленький подъем может привести к чрезмерным затратам и времени. Толщина подъемника обычно составляет от 8 до 14 дюймов в зависимости от технических характеристик.

Контактное давление

Контактное давление между почвой и оборудованием, используемым для уплотнения, также важно понимать. Контактное давление зависит от общего веса уплотнительного оборудования и площади почвы, с которой оно контактирует.Чем выше контактное давление, тем большее уплотнение достигается.

Скорость прокатки

При обсуждении скорости уплотнения почвы следует учитывать дихотомию. Более высокая скорость уплотнения позволит уплотнить большую площадь. Однако, если уплотнение проводится слишком быстро, может не хватить времени для необходимых деформаций. В этом случае для завершения процесса уплотнения потребуются дополнительные проходы. Часто считается, что необходима более низкая скорость движения оборудования, особенно при использовании вибрационного оборудования.Более низкие скорости вибрационного оборудования дают больше времени для дополнительных вибраций в данной точке, что приводит к лучшему уплотнению. Машины для уплотнения обычно имеют скорость движения от 5 до 15 миль в час. Гладкие барабанные катки обычно перемещаются от 5 до 7 миль в час, а ролики с подушечками — от 5 до 15 миль в час. Пневматические катки могут работать со скоростью почти 15 миль в час.

Количество роликовых проходов

На высоком уровне количество проходов, необходимое для достижения желаемого уплотнения, зависит от контактного давления и скорости оборудования.Также важны такие факторы, как тип почвы, уровень влажности, толщина подъема и тип уплотнителя. Как правило, более легкому оборудованию, которое имеет меньший контакт с почвой, потребуется большее количество проходов по той же почве для достижения желаемой плотности по сравнению с более тяжелым оборудованием с большей площадью контакта. Однако есть момент, когда больший вес и / или более низкая скорость движения будут иметь меньшую отдачу. Очень медленная эксплуатация тяжелого катка — не всегда самый эффективный вариант.Как правило, тестовая часть может использоваться для определения шаблона роликов, который работает для указанной выше переменной.

Как классификация почв влияет на уплотнение почвы?

Размер частиц и критические значения воды играют большую роль в уплотнении почвы. Различные типы грунта по-разному реагируют на усилия по уплотнению. Типы почв классифицируются по размеру частиц, а в мелкозернистых почвах — по предельным значениям Аттерберга. Размер частиц определяется в лаборатории путем разделения репрезентативной пробы на серии сит или сит, начиная от 4.От 75 мм (4 ячейки) до 0,075 мм (200 меш). Распределение частиц почвы либо хорошее, либо плохое, либо неравномерное. Грунты с хорошей сортировкой, содержащие широкий спектр частиц, предпочтительны в строительстве, потому что они легко уплотняются, устраняя пустоты, сцепляя частицы и сопротивляясь поглощению влаги, позволяя почве выдерживать более тяжелые нагрузки как очень плотный грунт. Плохо сортированные грунты содержат узкий диапазон размеров частиц и менее подходят для строительных целей, поскольку прочность на сдвиг не связана с несвязанными частицами из-за их одинакового размера.Щелевые почвы содержат разрыв в общем распределении размеров зерен.

Почвы делятся на два основных подразделения: крупнозернистые и мелкозернистые.

• Крупнозернистые почвы на 50% или более имеют размер более 0,075 мм (200 меш),
  • Крупнозернистые почвы можно разделить на две части: гравий или песок.
  • Если 50% образца больше 4,75 мм, грунт классифицируется как гравий.
  • Если 50% образца находится в диапазоне от 4,75 мм до 0,075 мм, он классифицируется как песок.
• Мелкозернистые почвы на 50% или более имеют размер менее 0,075 мм.
  • Мелкозернистые почвы также можно разделить на две части: илы и глины. Частицы ила больше, чем частицы глины, которые имеют размер менее 2 микрон.
  • Однако формальное различие связано с содержанием воды и определяется предельными значениями Аттерберга для почвы.
  • Пределы Аттерберга — это критические значения содержания воды в почве, которые представляют собой пределы жидкости и пластичности.
  • Предел жидкости — это содержание воды, при котором мелкозернистый грунт начинает проявлять жидкие свойства, то есть способность течь как жидкость.
  • Точно так же предел пластичности — это содержание воды, при котором грунт начинает проявлять пластические свойства, то есть способность повторно формоваться без образования трещин.
  • Эти пределы используются для определения индекса пластичности почвы или диапазона содержания воды, в котором почва проявляет пластические свойства, что является ценным геотехническим показателем.

Какие методы используются для уплотнения почвы?

Есть несколько методов уплотнения почвы. Все методы включают статическое и / или динамическое воздействие наряду с манипуляциями с почвой. Статическая сила использует давление груза на физически и непрерывно уплотняющую почву. Манипуляции, такие как замешивание или попеременное измельчение почвы, могут уплотнять почву на большей глубине. В сочетании с давлением и манипуляциями можно применить динамическую силу, добавив вибрирующий механизм.В методах вибрационного уплотнения используются разные амплитуды (величина движения по оси) и частоты (скорость движения) для приложения силы в чередующихся направлениях, обычно с помощью вращающегося груза, чтобы наносить быстрые удары по поверхности. Это переупорядочивает частицы почвы, поэтому уплотнение происходит не только в верхних слоях, но и в более глубоких слоях почвы. Другой динамический метод уплотнения грунта — ударное уплотнение падающим грузом. Этот метод позволяет уплотнять почву и на больших глубинах.

Как уплотняется почва?

Уплотнение почвы достигается за счет статической или динамической силы и манипуляций с почвой. Статическая сила использует собственный вес машин для приложения непрерывного давления вниз для увеличения уплотнения за счет сжатия верхнего слоя почвы. Динамическая сила использует движение в виде вибрации или падающего груза в сочетании со статической нагрузкой машины для увеличения плотности почвы. Мешалки и стрижки помогают уплотнять почву на большей глубине.

Как вы проводите испытание на уплотнение почвы?

Для определения степени уплотнения можно использовать несколько методов испытаний на уплотнение. Предварительные испытания на месте на объекте проекта важны для понимания того, какие условия присутствуют на начальном этапе. Испытание песчаным конусом, использование баллонного плотномера или трубки Шелби — все это жизнеспособные варианты, но чаще всего для проверки уплотнения в полевых условиях используется датчик ядерной плотности (ASTM D6938-08a). Лабораторные методы обычно включают уплотнение почвы в формы для получения плотности почвы.Например, тест на плотность влаги (обычно называемый тестами Проктора) (D698 и D1557) определяет уплотнение почвы в форме определенного объема с использованием стандартизированного веса с указанной высоты. Эти требования требуют контролируемого и воспроизводимого усилия уплотнения и обеспечивают максимальную плотность и оптимальную влажность почвы.

Что означает 95-процентное уплотнение?

95-процентное уплотнение означает, что почва была уплотнена до 95 процентов возможной плотности почвы за счет уплотняющих усилий.Максимальная плотность в сухом состоянии, наряду с оптимальным содержанием влаги, определяется в лаборатории и обеспечивает целевой уровень уплотнения в полевых условиях. 95 процентов часто используется в качестве целевого порога уплотнения, чтобы гарантировать, что строительные объекты возводятся на твердой платформе. Порог уплотнения будет предоставлен инженером-проектировщиком и будет основан на несущей способности, необходимой для обеспечения устойчивости конструкции при окончательной нагрузке.

Факторы, влияющие на уплотнение почвы | Содержание воды, тип почвы

Факторы, влияющие на уплотнение почвы

Ниже приведены факторы, влияющие на уплотнение почвы:

• Содержание воды в почве во время уплотнения.
• Количество использованной энергии уплотнения, например, тип установки (вес, вибрация, количество проходов)
• Характер и тип уплотняемого грунта, например, песок или глина, градация, пластичность
• Условия площадки, например погода, тип участка, толщина слоя

Влияние влажности на уплотнение почвы:

По мере добавления воды в почву (при низком содержании влаги) частицам становится легче перемещаться друг мимо друга во время приложения сил уплотнения.По мере уплотнения почвы пустоты уменьшаются, и это приводит к увеличению веса сухой единицы (или плотности в сухом состоянии). Затем, по мере увеличения содержания влаги, увеличивается и вес сухой единицы. Однако увеличение не может происходить бесконечно, потому что состояние почвы приближается к линии нулевых воздушных пустот, которая дает максимальный сухой вес единицы для данного содержания влаги. Таким образом, по мере того, как состояние приближается к линии нулевых воздушных пустот, дальнейшее увеличение содержания влаги должно приводить к снижению веса сухой единицы. Когда состояние приближается к линии отсутствия воздушных пустот, достигается максимальный вес сухой единицы, и содержание влаги на этом максимуме называется оптимальным содержанием влаги .

См. Также: Foundation Engineering

Повышенное уплотняющее усилие

Повышенное усилие уплотнения позволяет достичь большей массы сухого агрегата. Из-за формы линии, в которой отсутствуют воздушные пустоты, масса сухого блока должна соответствовать более низкому оптимальному содержанию влаги. Следует отметить, что при содержании влаги выше оптимального использование более тяжелого уплотнительного оборудования окажет лишь небольшое влияние на увеличение веса сухого агрегата.По этой причине важно хорошо контролировать влажность во время уплотнения слоев почвы на поле.

Влияние типа почвы на уплотнение почвы

Тип грунта имеет большое влияние на его характеристики уплотнения. Обычно тяжелая глина, глина и ил обладают более высоким сопротивлением уплотнению, тогда как песчаные почвы и крупнозернистые или гравийные почвы могут быть легко уплотнены. Крупнозернистые почвы дают более высокую плотность по сравнению с глиной.Следует также отметить, что хорошо отсортированный грунт можно уплотнить до более высокой плотности.

В таблице ниже приведены типичные значения для различных типов грунта, полученные в результате стандартного испытания на уплотнение.

Обратите внимание, что это типичные значения.Из-за изменчивости почв нецелесообразно использовать типовые значения при проектировании, всегда требуются испытания.

Сообщите нам в комментариях, что вы думаете о концепциях в этой статье!

Уплотнение

Уплотнение

Уплотнение

Назначение и процессы уплотнения

Уплотнение — это процесс увеличения плотности почвы и удаления воздуха, обычно с помощью механических средств.Размер отдельных частиц почвы не меняется, вода не удаляется.

Целенаправленное уплотнение предназначено для повышения прочности и жесткости
пачкаться. Может произойти последовательное (или случайное) уплотнение и, следовательно, оседание.
из-за вибрации (сваи, движение и т. д.) или собственного веса насыпи.

Цели уплотнения
и обрабатывает

Уплотнение как строительный процесс

Уплотнение применяется при строительстве дорожных оснований, взлетно-посадочных полос, земляных дамб,
насыпи и армированные земляные стены.В некоторых случаях для подготовки уровня может использоваться уплотнение.
поверхность для строительства.

Грунт укладывается слоями, обычно толщиной от 75 до 450 мм. Каждый слой уплотняется до
указанного стандарта с использованием катков, вибраторов или трамбовок.

См. Также Типы уплотнительных установок и
Технические условия и контроль качества

Цели уплотнения
и обрабатывает

Объекты уплотнения

Уплотнение может применяться для улучшения свойств
существующий грунт или в процессе укладки насыпи.Основные цели:

• увеличивает прочность на сдвиг и, следовательно, подшипник
  вместимость
• увеличить жесткость и, следовательно, уменьшить будущее
  поселок
• уменьшает коэффициент пустотности и проницаемость, тем самым уменьшая возможное морозное пучение

Цели уплотнения
и обрабатывает

Факторы, влияющие на уплотнение

На достижимую степень уплотнения влияет ряд факторов:

• Характер и тип почвы, т.е.е. песок или глина, градуировка, пластичность
• Содержание воды во время уплотнения
• Условия площадки, например погода, тип участка, толщина слоя
• Уплотняющее усилие: тип установки (вес, вибрация,
  количество проходов)

Цели уплотнения
и обрабатывает

Типы уплотнительных установок

Строительный транспорт, особенно на гусеничном ходу
транспортных средств, также используется.

В Великобритании.
дополнительную информацию можно получить в Министерстве транспорта и в справочниках по
методы гражданского строительства.

Типы уплотнительных установок

Каток гладкий

• Самоходные или буксируемые стальные катки от 2 до 20 тонн
• Подходит для: песчаников и гравий с хорошей фракцией.
  илов и глин с низкой пластичностью.
• Непригодно для: однородных песков; илистые пески; мягкие глины

Типы уплотнительных установок

Сетчатый ролик

• Буксируемые агрегаты с рулонами стержней 30-50 мм с промежутками 90-100 мм
• Диапазон масс от 5 до 12 тонн
• Подходит для: песков с хорошей сортировкой; мягкие породы; каменистые почвы с мелкой фракцией
• Непригоден для: однородных песков; илистые пески; очень мягкие глины

Типы уплотнительных установок

Ролик овчинный

• Также известен как «трамбующий ролик»
• Самоходные или буксируемые агрегаты с полым барабаном с выступающими булавовидными ножками
• Диапазон масс от 5 до 8 тонн
• Подходит для: мелкозернистых почв; песок и гравий с мелкими частицами> 20%
• Непригоден для: очень крупных почв; равномерный гравий

Типы уплотнительных установок

Каток с пневмошинами

• Обычно контейнер на двух осях с резиновыми колесами.
• Колеса выровнены для создания катящейся колеи на всю ширину.
• Добавлены статические нагрузки для получения массы 12-40 тонн.
• Подходит для: самых крупных и мелких почв.
• Не подходит для: очень мягкой глины; сильно изменчивый
  почвы.

Типы уплотнительных установок

Виброплита

• Диапазон от машин с ручным управлением до более крупных комбинаций катков
• Подходит для: большинства почв с низким и средним содержанием мелочи
• Непригоден для: больших объемов работ; мокрый глинистый
  почвы

Типы уплотнительных установок

Трамбовка силовая

• Также называется «траншейный тампер»
• Пневматический трамбовщик с ручным управлением
• Предназначен для: засыпки траншей; работать в закрытых помещениях
• Не подходит для: больших объемов работ

Уплотнение

Лабораторные испытания на уплотнение

Изменения уплотнения в зависимости от содержания воды и усилия уплотнения сначала устанавливаются в лаборатории.Затем указываются целевые значения для сухой плотности и / или содержания воздушных пустот, которые должны быть достигнуты на месте.

Лабораторные испытания на уплотнение

Отношение сухой плотности / влажности

Целью испытания является определение максимальной сухой
плотность, которая может быть достигнута для данной почвы стандартным количеством
уплотняющее усилие. Когда серия образцов грунта уплотняется при разных
График содержания воды обычно показывает отчетливый пик.

• Максимальная плотность в сухом состоянии достигается при оптимальном содержании воды
• Кривая построена с осями сухой плотности и содержания воды, а контрольные значения — это значения, считанные:
  
  r _d (макс.) = максимальная плотность в сухом состоянии
  
  w _opt =
  оптимальное содержание воды
• Получены разные кривые для разных
  уплотняющие усилия

Плотность в сухом состоянии / содержание воды
отношение

Пояснение к форме кривой

Для глин
Недавно выкопанные и обычно насыщенные куски глинистой почвы
имеют относительно высокую прочность на сдвиг без дренажа при низком содержании воды и их трудно уплотнять.В виде
увеличивается содержание воды, комки ослабевают и размягчаются и, возможно, легче уплотняются.

Для грубых почв

материал ненасыщен и приобретает прочность за счет всасывания поровой воды, которая собирает
при контактах зерна. По мере увеличения содержания воды всасывание и, следовательно, эффективные напряжения уменьшаются. Почвы слабеют,
и поэтому легче уплотняется.

Для обоих
При относительно
высокое содержание воды, уплотненный грунт почти насыщен (почти все
воздуха был удален), и поэтому уплотняющее усилие действует на недренированную нагрузку.
и поэтому объем пустот не уменьшается; по мере увеличения содержания воды уплотняемая плотность
достигнутое будет уменьшаться, при этом содержание воздуха останется почти постоянным.

Плотность в сухом состоянии / содержание воды
отношение

Выражения для расчета плотности

Уплотненный образец взвешивают для определения его массы:
M

(граммы)

Объем формы:
V (мл)

Подвыборки взяты в
определить содержание воды: Вт

Расчеты:

Рабочий пример

Образец уплотненного грунта был взвешен со следующими результатами:

Масса = 1821 г Объем = 950 мл Содержание воды = 9.2%

Определите насыпную и сухую плотность.

Насыпная плотность r = 1821/950 = 1,917 г / мл или

мг / м

Плотность в сухом состоянии r _d = 1,917 / (1 + 0,092)
= 1,754 мг / м

Лабораторные испытания на уплотнение

Плотность в сухом состоянии и воздушные пустоты

Полностью насыщенная почва имеет нулевое содержание воздуха. На практике даже довольно влажная почва будет иметь небольшое содержание воздуха.

Максимальная плотность в сухом состоянии определяется как содержанием воды, так и содержанием воздушных пустот.Кривые для различного содержания воздушных пустот могут быть добавлены к графику r _d / w, используя следующее выражение:

Содержание воздушных пустот, соответствующее максимальной плотности в сухом состоянии и оптимальному содержанию воды, можно считать по графику r _d / w или рассчитать по выражению (см. Рабочий пример).

Рабочий пример

Определите плотность сухого образца уплотненного грунта при содержании воды 12%,
с нулевым, 5% и 10% содержанием воздушных пустот.(G _s = 2,68).

Лабораторные испытания на уплотнение

Эффект повышенного уплотняющего усилия

Усилие уплотнения будет больше при использовании на стройплощадке более тяжелого катка.
или более тяжелая трамбовка в лаборатории. С большим усилием уплотнения:

• Максимальное увеличение сухой плотности
• оптимальная влажность снижается
• Содержание воздушных пустот практически не изменилось.

Лабораторные испытания на уплотнение

Влияние типа почвы

• Хорошо гранулированный грунт можно уплотнять до более высокой плотности, чем
  однородные или илистые почвы.
• Глины с высокой пластичностью могут иметь содержание воды более 30% и достигать
  аналогичная плотность (и, следовательно, прочность), что и более низкая пластичность с
  содержание воды ниже 20%.
• По мере увеличения процента мелких частиц и пластичности почвы уплотнение
  кривая становится более пологой и, следовательно, менее чувствительной к содержанию влаги.Точно так же максимальная плотность в сухом состоянии будет относительно низкой.

Лабораторные испытания на уплотнение

Интерпретация лабораторных данных

Во время теста собираются данные:

1. Объем формы (V)
2. Масса формы (M _o )
3. Удельный вес зерна почвы (G _s )
4. Масса плесени + уплотненный грунт — на каждый образец (M)
5. Содержание воды в каждом образце (w)

Сначала рассчитываются плотности (r _d ) для образцов с
разные значения содержания воды,
тогда кривая r _d / w
построены вместе с кривыми воздушных пустот.

Максимальная плотность в сухом состоянии и оптимальное содержание воды считываются с графика.

Содержание воздуха при оптимальном содержании воды либо считывается, либо
рассчитано.

Интерпретация лаборатории
данные

Пример данных, собранных во время теста

При типичном испытании на уплотнение могли быть собраны следующие данные:

Масса формы, M _o = 1082 г

Объем формы, V = 950 мл

Удельный вес зерен почвы, G _s = 2.70

Метод определения содержания воды см. В описании и классификации почв

.

Интерпретация лабораторных данных

Расчетная плотность и кривая плотности

Используемые выражения:

Интерпретация лаборатории
данные

Кривые воздушных пустот

Используемое выражение:

Оптимальное содержание воздушных пустот для — это значение, соответствующее максимальной плотности в сухом состоянии (1,86 мг / м3) и оптимальному содержанию воды (12,9%).

Уплотнение

Технические условия и контроль качества

Достигаемая на строительной площадке степень уплотнения в основном зависит от:

Уплотнение почвы | UMN внутренний номер

Рисунок 24: Тракторы с гусеницами (фон) и шинами.

Любое оборудование, будь то гусеницы или шины, может создавать уплотнение. Выбор оборудования, обеспечивающего наименьшее уплотнение, зависит от нескольких факторов.

Тракторы

Припаркованный гусеничный трактор оказывает давление на почву приблизительно от 4 до 8 фунтов на квадратный дюйм в зависимости от ширины, длины и веса трактора. Этот фунт на квадратный дюйм изменяется в зависимости от расположения роликов промежуточных колес, жесткости пружины в точках крепления, жесткости гусеницы, динамической передачи веса при нагрузке на дышло и т. Д.(Рисунок 24).

Радиальные шины создают давление на 1-2 фунта выше, чем их надлежащее внутреннее давление. Например, если радиальная шина накачана до 6 фунтов на квадратный дюйм, шина оказывает давление на почву от 7 до 8 фунтов на квадратный дюйм. Это давление также зависит от размера проушины, жесткости шины и нагрузки на дышло.

Шины с диагональным кордом старого образца, накачанные только до 6–8 фунтов на квадратный дюйм, не могут эффективно работать и легко изнашиваются при таком низком давлении в шинах. Следовательно, они должны быть накачаны до 20-25 фунтов на квадратный дюйм.

Как управлять уплотнением почвы

Чтобы сохранить уплотнение почвы в зоне плуга, поддерживайте радиальное давление в шинах около 10 фунтов на квадратный дюйм.В зависимости от размера шин вам, возможно, придется добавить сдвоенные шины для достижения этой цели. Проконсультируйтесь с вашим местным дилером по шинам, чтобы определить надлежащее давление в шинах.

Исследование: Тракторное уплотнение

Рисунок 25: Уплотнение почвы полноприводными и гусеничными тракторами при различных тяговых нагрузках. Исследование

, штат Айова, показало, что небольшие тракторы, оборудованные гусеницами или радиальными шинами, создают уплотнение в верхних слоях на 5-8 дюймов. Однако ниже этой глубины эффект уплотнения был незначительным.

На рис. 25 показана корреляция между давлением в шинах и уплотнением почвы по результатам исследования, проведенного Университетом штата Огайо. Эффект уплотнения измерялся на глубине 20 дюймов на илистом суглинке (ширина шин составляла примерно 28 дюймов) для четырех различных сценариев. Они сравнили

• Трактор John Deere 8870 с сдвоенными баками 710 / 70R38, правильно накачанными до 6 и 7 фунтов на квадратный дюйм (спереди и сзади)
• Тот же трактор John Deere с шинами, накачанными до 24 фунтов на квадратный дюйм
• Cat Challenger 65 с резиновыми гусеницами 24 дюйма
• Cat Challenger 75 с резиновыми гусеницами 36 дюймов

По физическим свойствам почвы трактор с правильно накачанными шинами был признан лучшим, за ним следуют 36-дюймовые и 24-дюймовые гусеницы.Наибольшее уплотнение вызвал трактор с чрезмерно накачанными шинами. Относительный рейтинг был одинаковым для автомобилей без груза и с буксируемым грузом (40-футовый культиватор).

Комбайны

Рисунок 26: Уменьшение пористости почвы по глубине при разном давлении почвы.

Общая нагрузка на ось тяжелого полевого оборудования, такого как зерновозы или комбайны, практически одинакова независимо от того, используются ли в оборудовании гусеницы или шины. Гусеницы улучшают тягу и управляемость в поле, но зерновоз 25 тонн на ось по-прежнему создает уплотнение под поверхностью, независимо от того, есть ли у него гусеницы или шины.

Исследование: Уплотнение комбайна

Другой исследовательский проект в Огайо тестировал зерновоз на 1200 бушелей в сравнении с комбайном John Deere 9600 с другим расположением гусениц. Сдвоенные шины зернового прицепа, безусловно, вызывали наихудшее уплотнение. Результаты (Рисунок 26), от худшего до наименьшего уплотнения:

.

1. Зерновоз сдвоенные шины.

2. Комбайн с одинарными шинами 30.5L32 при давлении 34 фунта на квадратный дюйм.

3. Комбайн с полугусеничной системой со средним давлением 10 фунтов на квадратный дюйм.

4. Комбайн со сдвоенными шинами 18.4R38, давление 26 фунтов на квадратный дюйм.

5. Комбайн с широкими шинами 68×50.0-32 с избыточным давлением 24 фунта на квадратный дюйм.

6. Комбайн с такими же широкими шинами при правильном давлении 15 фунтов на квадратный дюйм.

Обратите внимание, что среднее расчетное давление полугусеницы на почву составляет около 10 фунтов на квадратный дюйм, но результаты, по-видимому, делают его равным шине с давлением от 26 до 30 фунтов на квадратный дюйм. В основном это происходит из-за направленного вниз давления со стороны направляющих колес.