Коэффициент уплотнения (трамбовки) ПГС, песка, щебня, грунта.

Коэффициент уплотнения (Купл) — это нормативное число, которое определяется ГОСТами и СНИПами, учитывающий во сколько раз сыпучий материал (а именно ПГС, песок, щебень, грунт и др.) уплотнился (следовательно, уменьшился и его наружный объем) при перевозке и трамбовке. Значение его колеблется в пределах 1,05 — 1,52:Коэффициент уплотнения учитывают от объёма поставленного сыпучего материала (грунт, пгс, песок, щебень, керамзит и т.д.), а также от механизма уплотнения (трамбовки). Немало важным является само качество инертного материала. К примеру, ПГС (песчано-гравийная смесь) может содержать различное содержание гравия (от 10% до 90%), а отсюда меняться К упл. Исходя из этого, данные в таблице предоставлены средние.

Коэффициентом уплотнения называется безразмерное число, показывающее степень уменьшения наружного объема сыпучего зернистого строительного материала при его перевозке транспортом или трамбовке. Используется применительно к песчано-гравийным смесям, песку, щебню, грунту.

Каждый вид щебня имеет свою маркировку, указанную в принятом стандарте (ГОСТ 8267-93). В нем же описаны методы определения коэффициента уплотнения. Производители должны указать данный параметр в маркировке щебня того или иного вида. Степень уплотнения определяется также специалистами экспериментальным путем. Результаты могут быть получены в течение 3-х дней. Величину уплотнения щебня измеряют и экспресс методами. Для этого используются статические и динамические плотномеры. Расходы на измерение значения коэффициента в лабораторных условиях значительно ниже, чем прямо на стройплощадке.

Для чего нужно знать значение коэффициента уплотнения?

Знание точного значения Ку (коэффициента уплотнения щебня) требуется для определения: а) массы закупаемого строительного материала; б) степени дальнейшей усадки щебня в строительных работах. В обоих случаях нельзя допускать погрешностей.

Массу щебня (в кг)можно вычислить перемножив значения 3-х величин:
— объема заполнения (в м3);
— удельного веса (в кг/м3);
— коэффициента уплотнения (в большинстве случаев колеблется в пределах от 1,1 до 1,3).

Специалисты пользуются таблицами средней массы щебня в зависимости от фракции. Так, например,в 1 м3 щебня умещается 1500 кг фракции 0-5 мм и 1470 кг – фракции 40-70 мм .

Работ с сыпучими материалами связана и с такой величиной, как насыпная плотность. Ее учет обязателен в процессе расклинцовки, укладки щебня, расчета состава бетона. Ее значение определяется опытным путем с помощью специальных сосудов (объем до 50 л). Для этого, разность масс пустого и наполненного щебнем сосуда, делится на объем самого сосуда.

Расклинцовка — плотная укладка щебеночного основания с помощью зерен различных фракций. Суть технологии –заполнение больших пустот между крупными зернами мелкими кусками.

Трамбовка – одно из обязательных условий упрочения основания дорог или фундаментных оснований зданий. Проводится с помощью специальной техники (механический каток, виброплита) или ручной трамбовки. Качество уплотнения контролируется специальным прибором. Величину уплотнения (трамбовки) можно определить несколькими методами. В частности, методом динамического зондирования.

Коэффициент уплотнения также используется при расчете необходимого количества сыпучих материалов для планировки участка щебнем. Пусть толщина укладки – 20 см. Какое количество отсева нам нужно для 1 м2 участка? Умножив объем участка на удельный вес (1500 кг/м3) и на коэффициент уплотнения (1,3), получим 390 кг.

Следует помнить, что различные фракции щебня обладают разным коэффициентом уплотнения. Этот параметр приобретает большое значение при выполнении проектировочных работ на основе щебня.

Песка (К упл) знают не только специалисты, работающие в проектных организациях, но и эксплуатационники, основным видом деятельности которых является строительство. Его рассчитывают для того, чтобы сопоставить фактическую плотность на определенном участке, со значением, прописанном нормативных актах. Коэффициент уплотнения сыпучих материалов – это важный критерий, по которому оценивается качество выполнения подготовки к основным видам работ на строительных площадках.

Что это такое?

К упл характеризует плотность, которую имеет грунт на конкретном участке, относится к тому же показателю материала, который перенес стандартное уплотнение в условиях лаборатории. Именно эта цифра применяется при оценке качества проведенных работ. Такой коэффициент определяет, насколько грунт на площадке соответствует требованиям ГОСТ 8736-93 и 25100-95.

При различных работах песок может иметь разный показатель плотности. Все эти нормы прописаны в СНиП 2.05.02-85, таблица 22. Еще их обычно указывают в проектных документах, в большинстве случаев этот показатель составляет от 0,95 до 0,98.

От чего изменяется коэффициент плотности

Если не понимать, что такое трамбовка песка, то посчитать правильно количество материала при строительстве практически не возможно. Ведь нужно четко знать, как повлияли на грунт различные манипуляции. То, какой коэффициент относительного уплотнения песка мы получим в конечном итоге, может зависеть от множества факторов:

• от способа перевозки;
• насколько длинным был маршрут;
• не появились ли повреждения механического характера;
• наличие посторонних вкраплений;
• попадание влаги.

Естественно, если вы заказали песок, то просто обязаны проверить его на месте, потому как поздние претензии будут совершенно неуместны.

Зачем учитывать относительный коэффициент при строительстве дорог

Этот показатель для песчаной подушки необходимо просчитать, и объясняется это обычным физическим явлением, которое знакомо любому человеку. Чтобы это понять, вспомните, как ведет себя взрыхленный грунт. Поначалу он рыхлый и объемный. Но уже спустя пару дней осядет и станет намного плотнее.

Такая же участь ждет и любой другой сыпучий материал. Ведь его плотность увеличивается на складе под давлением собственного веса. Затем во время погрузки его взрыхляют, а уже непосредственно на стройплощадке опять происходит трамбовка песка своим весом. Кроме этого на грунт воздействует влажность. Песчаная подушка уплотнится при любых видах работ, будь то это строительство дорожного полотна, или обратная засыпка фундамента. Для всех этих факторов просчитаны соответствующие ГОСТ (8736-93 и 25100-95).

Как использовать относительный показатель

При любых строительных работах, одним из важнейших этапов считается составление сметы и подсчеты коэффициентов. Это нужно для того, чтобы правильно составить проект. Если важно узнать, как сильно уплотнится песок при транспортировке в самосвале или железнодорожном вагоне, достаточно найти в ГОСТ 8735-88 нужный показатель, и разделить на него требуемый объем.

Необходимо учитывать и то, какие именно работы предстоят. То ли вы собираетесь делать песчаную подушку под дорожное полотно, или обратную засыпку фундамента. В каждой ситуации трамбовка будет проходить по-своему.

Например, при обратной засыпке песка наполняется вырытый котлован. Трамбовку делают при помощи различного оборудования. Иногда производят уплотнение виброплитой, но в некоторых случаях требуется каток. Соответственно и показатели будут разными. Учитывайте то, что грунт меняет свои свойства во время выемки. Так что количество засыпки нужно считать с учетом относительного показателя.

Таблица величин коэффициентов уплотнения в зависимости от назначения песка.

Для чего нужен коэффициент уплотнения песка, и какое значение играет этот показатель в строительстве, знает, наверное, каждый строитель и те, кто непосредственно связан с этим нерудным материалом. Физический параметр имеет специальное значение, которое выражается через значение Купл. Параметр вычисления необходим для того, чтобы можно было прямо на месте сопоставить фактическую плотность материала на определённой площади участка с требуемыми значениями, которые прописаны в нормативных актах. Таким образом, коэффициент уплотнения песка по ГОСТ 7394 85, это важнейший параметр, на основании которого оценивается требуемое качестве подготовки к работам на строительных объектах с использованием сыпучих не рудных веществ.

Основные понятия коэффициента уплотнения

Согласно общепринятым формулировкам коэффициент уплотнения песка является значением плотности, который характерен для конкретного типа грунта на определённой площади участка к такому же значению материала, который перенос стандартные режимы уплотнения в лабораторных условиях. В конечном итоге, именно эта цифра используется при оценке качества итоговых строительных работ. Помимо вышеприведённого технического регламента, для определения коэффициента уплотнения песка при трамбовке используют ГОСТ 8736-93 , а также по ГОСТ 25100-95.

Вместе с этим нужно помнить, что в рабочем процессе и производстве каждый тип материала может иметь свою уникальную плотность, которая влияет на основные технические показатели, и коэффициент уплотнения песка по таблице СНИП указана в соответствующем технологическом регламенте СНИП 2.05.02-85 в части Таблицы № 22. Этот показатель является важнейшим при расчёте, и в основных проектных документациях указывают данные значения, которые в диапазоне расчёта проекта составляют от 0,95 до 0,98.

Как меняется параметр плотности песка?

Не имея представления, что такое требуемый коэффициент уплотнения песка, то в процессе строительства будет трудно рассчитать необходимое количество материала для конкретного технологического процесса работы. В любом случае потребуется узнать, как оказали влияние на состояние материала, различные манипуляции с нерудным веществом. Самый сложный параметр расчёта, как признают строители, это коэффициент уплотнения песка при строительстве дороги СНИП. Не имея чётких данных, невозможно проделать качественную работу в дорожном строительстве. Основные факторы, которые влияют на конечный результат показаний материала, являются:

• Способ транспортировки вещества, начиная от начального пункта;
• Длина маршрута следования песка;
• Механические характеристики, влияющие на качество песка;
• Наличие сторонних элементов и вкраплений в материал;
• Попадание воды, снега и прочих осадков.

Таким образом, заказывая песок, вам необходимо досконально проверить коэффициент уплотнения песка лабораторным путём.

Особенности расчёта обратной засыпки

Для расчёта данных берётся так называемый «скелет грунта», это условная часть структуры вещества, при определённых параметрах рыхлости и влажности. В процессе расчёта учитывается условный объёмный вес рассматриваемого «скелета грунта», учитывается расчет соотношения объёмной массы твёрдых элементов, где присутствовала бы вода, которая бы занимала весь массовый объем, занятый грунтом.

Для того чтобы определить коэффициент уплотнения песка при обратной засыпке придётся провести лабораторные работы. В данном случае будет задействована влага, которая в свою очередь будет достигать необходимый критерий показания для условия оптимальной влажности материала, при котором будет достигнута максимальная плотность нерудного вещества. При обратной засыпке (например, после вырытого котлована), необходимо задействовать трамбовочные устройства, которые под определенным давлением позволяют добиться необходимой плотности песка.

Какие данные учитываются в процессе расчёта Купл?

В любой проектной документации на объект строительства или возведении дорожного полотна указывается коэффициент относительного уплотнения песка, который необходим для качественной работы. Как видно, технологическая цепочка доставки нерудного материала- от карьера прямо на строительную площадку меняется в ту или иную сторону, в зависимости от природных условий, методов транспортировки, хранения материала и т.д. строители знают, чтобы определить требуемое количество необходимого объёма песка на конкретную работу, потребуется искомый объем умножить на величину Купл, указанную в проектной документации. Извлечение материала из карьера приводит к тому, что вещество имеет характеристики разрыхления и естественное уменьшение весовой плотности. Это немаловажный фактор потребуется учитывать, например, при транспортировке вещества на дальние расстояния.

В лабораторных условиях производится математический и физический расчет, который в конечном итоге покажет требуемый коэффициент уплотнения песка при транспортировке, в том числе:

• Определение прочности частиц, слеживаемость материала, а также крупность зерен — используется физико-механический метод расчёта;
• При помощи лабораторного определения выявляется параметр относительной влажности и максимальной плотности нерудного материала;
• В условиях естественного расположения, опытным путём определяется насыпной вес вещества;
• Для условий транспортировки используют дополнительную методику расчёта коэффициента плотности вещества;
• Учитываются климатические и погодные характеристики, а также влияние отрицательных и положительных параметров температуры окружающей среды.

«В каждой проектной документации на выполнение строительных и дорожных работ, эти параметры обязательны для ведения учета и принятия решения об использовании песка в производственном цикле.»

Параметры уплотнения при проведении производственных работ

В любой рабочей документации вы столкнётесь с тем, что будет указан коэффициент вещества в зависимости от характера проведения работ, так, ниже приведены коэффициенты расчёта для некоторых вид производственных работ:

• Для обратной засыпки котлована- 0,95 Купл;
• Для засыпки режима пазух- 0,98 Купл;
• Для обратной засыпки траншейных ям- 0,98 Купл;
• Для восстановительных работ везде оборудования подземных инженерных сетей, расположенных возле проезжей части дорожного полотна- 0,98Купл-1,0 Купл.

Исходя из вышеперечисленных параметров, можно сделать вывод, что процесс трамбовки в каждом конкретном случае, будет иметь индивидуальные характеристики и параметры, при этом будет задействована различная техника и трамбовочное оборудование.

«Перед проведением строительных и дорожных работ, необходимо детально изучить документацию, где в обязательном порядке будет указываться плотность песка для производственного цикла.»

Нарушение требований Купл, приведёт к тому, что вся работа будет признана некачественной, и не соответствовать ГОСТ и СНиП. Надзорные ведомства в любом случае смогут выявить причину дефекта и низкого качества проведения работ, где были не соблюдены требования по уплотнению песка при проведении конкретного участка производственных работ.

Видео. Проверка уплотнения песка

Потребность в знании точной плотности насыпных стройматериалов возникает при их транспортировке, трамбовке, заполнении емкостей и котлованов и подборе пропорций при приготовлении строительных растворов. Одним из учитываемых показателей служит коэффициент уплотнения, характеризующий соответствие укладываемых прослоек требованиям нормативов или степень уменьшения объема песка в процессе транспортировки. Рекомендуемое значение указывается в проектной документации и зависит от типа возводимой конструкции или вида работ.

Коэффициент уплотнения представляет собой нормативное число, учитывающее степень уменьшения наружного объема в процессе доставки и укладки с последующей трамбовкой (информацию об уплотнении щебня вы можете найти ). В упрощенном варианте он находится как отношение массы определенного объема, взятого при снятии проб, к эталонному параметру, полученному в лабораторных условиях. Его величина зависит от вида и размера фракций наполнителей и варьируется от 1,05 до 1,52. В случае песка для строительных работ он составляет 1,15, от него отталкиваются при расчете стройматериалов.

В итоге реальный объем поставляемого песка определяется путем умножения результатов обмера на показатель уплотнения при транспортировке. Максимально допустимое значение обязательно указывается в договоре на покупку. Возможны и обратные ситуации – для проверки добросовестности поставщиков находится объем по окончании доставки, его количество в м 3 делится на коэффициент уплотнения песка и сверяется с привезенным. Например, при транспортировке 50 м 3 после трамбовки в кузове автомобиля или вагонах на объект привезут не более 43,5.

Факторы влияния на коэффициент

Приведенное число является среднестатистическим, на практике оно зависит от множества разных критериев. К ним относят:

• Размеры зерен песка, чистота и другие физические и химические свойства, определяемые местом и способом добычи. Характеристики источника получения могут меняться со временем, по мере выемки из карьеров возрастает рыхлость оставшихся слоев, для исключения ошибки насыпная плотность и сопутствующие параметры периодически проверяются в лабораторных условиях.
• Условия перевозки (расстояние до объекта, климатические и сезонные факторы, вид используемого транспорта). Чем сильнее и дольше на материал влияет вибрация, тем эффективнее проводится трамбовка песка, максимальное уплотнение достигается при его перемещении с помощью автотранспорта, чуть меньшее – при железнодорожных перевозках, минимальное – при морских. При правильных условиях транспортировки воздействие влажности и минусовых температур сведено к минимуму.

Проверять эти факторы следует сразу, значения показателей допустимой естественной влажности и насыпной плотности прописываются в паспорте. Дополнительные объемы сыпучих веществ, обусловленные потерями при транспортировке, зависят от дальности доставки и принимаются равными 0,5% в пределах 1 км, 1% – свыше этого параметра.

Использование коэффициента при подготовке песчаных подушек и строительстве дорог

Характерной особенностью любых сыпучих стройматериалов является изменение объема при выгрузке на свободном участке или его трамбовке. В первом случае песок или грунт становятся рыхлыми, в процессе хранения частицы оседают и прилегают другу к другу практически без пустот, но все еще не соответствуют нормативным. На последнем этапе – укладке и распределении составов на дне котлована учитывается коэффициент относительного уплотнения песка. Он является критерием качества работ, проводимых при подготовке траншей и строительных площадок и варьируется от 0,95 до 1, точное значение зависит от целевого назначения прослойки и способа засыпки и трамбовки. Оно определяется расчетным путем и обязательно указывается в проектной документации.

Уплотнение засыпаемого обратно грунта считается таким же обязательным действием, как и при закладке песчаной подушки под фундаментами зданий или при обустройстве дорожного полотна. Для достижения нужного эффекта используется специальное оборудование – катки, вибрационные плиты и виброштампы, при его отсутствии трамбовку проводят ручным инструментом или ногами. Максимально допустимая толщина обрабатываемого слоя и требуемое число проходов относятся к табличным величинам, это же касается рекомендуемого минимума подсыпки поверх труб или коммуникаций.

В процессе проведения трамбовки песка или грунта их насыпная плотность увеличивается, а объемная площадь неизбежно уменьшается. Это обязательно учитывается при расчете количества закупаемого материала наряду с общими потерями на выветривание или величиной запаса. При выборе способа уплотнения важно помнить, что любые наружные механические воздействия оказывают влияние только на верхние слои, для получения покрытия с нужным качеством требуется вибрационное оборудование.

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/см 3 ;
• 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 см 3 . Рассчитав по формуле, получаем число 1,91г/см 3 - 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.