Коэффициент уплотнения песка при проливке водой

Все об уплотнении песка: сущность и цели, проверка, расчет коэффициента, нормативные значения

Приложение вибрационной или статической силы к сыпучему материалу – уплотнение песка – имеет целью увеличение показателей прочности каждого слоя и предотвращение усадки в ходе эксплуатации. Эта методика наиболее востребована в дорожном строительстве, в процессе ландшафтных и фундаментных работ, при возведении дамб и насыпей.

Необходимость уплотнения грунта

Качество уплотнения грунта оказывает прямое влияние на несущую способность материала, уровень его водонепроницаемости. Увеличение интенсивности воздействия на 1% вызывает усиление прочности сырья на 10-20%. Некачественное уплотнение может вызвать просадку грунта, что станет причиной дорогостоящего ремонта сооружения, увеличения расходов на его содержание.

Трамбовка грунтов бывает вибрационной и статической. В первом случае вибрация образуется благодаря движению эксцентрикового груза: частицы в результате ударов обретают максимально плотное состояние, воздействие проникает в толщу материала. Данный способ повсеместно распространен ввиду высокого качества результата. Статистическое уплотнение производится под собственным весом, здесь верхний слой препятствует трамбовке нижних, что не всегда уместно во время строительных работ. К данной процедуре привлекаются катки, функционирующие на пневматических шинах либо гладких вальцах.

Песок может достигнуть максимальной плотности либо в абсолютно водонасыщенном, либо в полностью сухом состоянии. Но этот материал проявляет высокие дренирующие свойства, благодаря которым достаточная утрамбовка может быть выполнена при любом проценте содержания влаги. Но здесь нужно учитывать, что примеси ухудшают способность к выводу воды, материал становится более пластичным, что сказывается и на способности к уплотнению.

Области применения трамбовки

Чаще всего методика используется в дорожных работах, при возведении фундаментов зданий, во время прокладки железных дорог, в ходе строительства портов и аэропортов.

Для оптимизации несущей способности автодорожного полотна и продления его эксплуатационного ресурса практикуется уплотнение всех прослоек, начиная с насыпи. Основание и подстилка отвечают за жесткость дорожного «пирога», поэтому их трамбовке уделяется особое внимание.

Качество фундамента определяет срок службы и устойчивость построек, добросовестность его исполнения особенно важна в зонах с непрочными грунтами. Песок в совокупности с другими сыпучими материалами здесь используется для создания дренажной подушки, к ее формированию в обязательном порядке привлекается уплотнительная спецтехника.

В отношении крупных инфраструктурных проектов, таких как порты и аэропорты, предъявляются повышенные требования к качеству используемых материалов. В подобных условиях трамбовка применяется не только в ходе возведения зданий и инфраструктурных объектов, но и при обустройстве взлетно-посадочных полос, причалов.

Проверка уплотнения и ее основная цель

Вычисление и учет интенсивности уплотнения оправданы не только в узких отраслях строительства, точные данные нужны во всех областях хозяйственной и коммерческой деятельности, связанных с применением песка. Коэффициент уплотнения значим в отношении всех сыпучих материалов, в частности, для грунта, песка, гравия.

Наиболее точный метод проверки уплотнения – весовой, но он не получил широкого распространения из-за отсутствия в общем доступе оборудования, способного измерить массу больших объемов сырья. Альтернативный вариант – объемный учет, но в этом случае появляется необходимость в вычислении уплотнения на всех стадиях использования песка: после добычи, при хранении, во время транспортировки, на объекте конечного потребителя.

Значение показателя коэффициента уплотнения

Потребность в определении точных показателей плотности песка появляется в ходе его транспортировки, заполнения емкостей и котлованов, трамбовки, расчета пропорций для замешивания строительных растворов. Коэффициент уплотнения – это базовый учитываемый показатель, он иллюстрирует:

• уменьшение объемов материала по итогам транспортировки;
• степень соответствия укладываемых прослоек отраслевым нормативам.

Рекомендуемые значения прописываются в проектной документации, они определяются видом выполняемых работ, типом возводимой постройки.

Коэффициент уплотнения песка выглядит как нормативное число, отражающее степень уменьшения общего объема материала в процессе транспортировки и укладки, сопровождающейся трамбовкой. Если использовать упрощенную формулу, его рассчитывают как отношение массы, характерной для конкретного объема (имеются в виду показатели по результатам снятия проб), к лабораторному эталонному параметру. Последний зависит от размера фракций и вида наполнителей, он находится в пределах 1,05-1,52. Применительно к строительному песку значение коэффициента составляет 1,15, он важен при составлении сметы материалов.

Строительный песок должен иметь значение коэффициента 1,15

Реальный объем привезенного песка находят посредством умножения показателя уплотнения в ходе транспортировки на полученные результаты обмера. Диапазон допустимых рамок обязательно прописывается в договоре, регламентирующем покупку материала.

Распространены обратные ситуации, когда для проверки поставщика планируемый объем доставленного песка делят на коэффициент уплотнения и сверяют с реальными показателями. В частности, 50 кубометров песка утрамбуются в кузове так, что по факту будет доставлено на объект 43,5 кубометров.

Нормативные значения

Коэффициент уплотнения песка представляет собой зависимость массы, характерной для определенного объема контрольного образца (иначе – плотности) к принятому эталонному стандарту.

Лабораторные исследования позволяют получить эталонные параметры плотности, эти характеристики закладываются в основу оценочных работ, цель которых – определение качества сданного заказа, его приверженности отраслевым требованиям. Нормативными документами, в которых прописаны общепринятые эталонные рамки, считаются:

• ГОСТ 8736-93,
• ГОСТ 25100-95,
• ГОСТ 7394-85,
• СНиП 2.05.02-85.

Дополнительные сведения и ограничения указываются в проектной документации. Как видно из данных таблицы, коэффициент уплотнения находится в рамках 0,95-0,98 от стандартного значения.

Нормативы для типичных видов работ

Сущность манипуляций	Принятый коэффициент уплотнения
Восстановление дорожных траншей в зоне инженерных коммуникаций	0,98-1
Обратная засыпка траншеи	0,98
Заполнение пазух	0,98
Вторичное заполнение котлована	0,95

В качестве номинала используется твердая структура, обладающая известными значениями влажности и рыхлости. Объемный вес определяется как взаимозависимость массы содержащихся в песке твердых частиц и потенциальной массы смеси, в которой вода могла бы занять весь объем грунта.

Для вычисления плотности речного, карьерного, строительного сырья берутся пробы вещества и направляют на лабораторные исследования. Во время изысканий песок подвергают уплотнению водой до тех пор, пока он не достигнет указанной в нормативах степени влажности.

Факторы, влияющие на уровень уплотнения

Песок не всегда целенаправленно подвергается трамбовке, часто она происходит в процессе транспортировки. Принимая во внимание переменные показатели, становится сложным расчет количества материала на выходе, так как приходится опираться на все манипуляции и воздействия, которым подвергалось сырье.

Коэффициент уплотнения зависит от следующих факторов:

• длительность маршрута перемещения;
• способ транспортировки (количество физических соприкосновений с неровными поверхностями, чем их больше, тем сильнее трамбуется материал);
• объем примесей – посторонние компоненты могут уменьшить или увеличить вес партии, плотность чистого песка наиболее близка к эталонным показателям;
• объем впитавшейся влаги.

Песок проверяют сразу после поступления. Если партия весит менее 350 тонн, достаточно 10 проб, 350-700 тонн – делают до 15 заборов, от 700 тонн – изымают 20 проб. Их направляют в исследовательские лаборатории: эта мера позволяет осуществлять контроль соответствия качества сырья по нормативным документам.

Коэффициент относительного уплотнения

Это отношение плотности частиц после хранения или добычи к плотности, характерной для сырья, которое было привезено к конечному потребителю. Зная норму, указанную производителем, можно вычислить конечный коэффициент без организации дополнительных исследований.

На момент добычи

Плотность сырья здесь зависит от глубины разрабатываемых залежей, типа котлована, климатической зоны. Указанные в таблице основания позволяют рассчитать конечные параметры материала с учетом сопутствующего воздействия на грунт.

Коэффициент относительного уплотнения на момент добычи

В процессе трамбовки и вторичной засыпки

Обратной (или вторичной) засыпкой называют процедуру заполнения уже вырытого котлована после того, как будут окончены работы или завершено строительство. Как правило, для заполнения котлована используют грунт, также оптимальными для этой цели характеристиками обладает кварцевый песок. Сопутствующее действие – трамбовка, необходимая для усиления прочности покрытия. К уплотнению засыпанного сырья привлекают виброплиты и виброштампы, отличающиеся по производительности и весу.

Коэффициент относительного уплотнения в процессе трамбовки и вторичной засыпки

Таблица выше иллюстрирует пропорциональную зависимость уплотнения от метода трамбовки. Все виды механического воздействия оказывают влияние преимущественно на верхние слои. При извлечении песка структура карьера становится более рыхлой, поэтому плотность сырья может уменьшиться, для отслеживания изменений регулярно организуются лабораторные проверки.

В ходе транспортировки

Перемещение сыпучих материалов сопряжено с рядом сложностей, так как в процессе перевозки больших партий изменяется плотность ресурсов. Как правило, доставку осуществляют автомобильным или железнодорожным транспортом, она сопровождается интенсивным встряхиванием груза (перевозка на судах, в свою очередь, оказывает щадящее воздействие). В подобных условиях на плотность также повлияют атмосферные осадки, перепады температур, возрастание давления на нижние слои.

В лабораторных условиях

Для исследования используют 30 г сырья из аналитического запаса, его просеивают и тщательно высушивают, чтобы получить постоянное значение веса. Приведенный к комнатной температуре материал перемешивают и делят на 2 части.

Образцы взвешивают, соединяют с дистиллированной водой, кипятят для удаления воздуха и остужают. Все операции сопровождаются замерами, на основе полученных данных рассчитывают относительный коэффициент уплотнения.

Вне зависимости от условий изменения характеристик сырья при производстве испытаний учитывают ряд обстоятельств:

• изначальные свойства песка – величина фракций, прочность на сжатие, слеживаемость;
• насыпной вес – плотность, характерная для естественной среды происхождения;
• погодные условия, сопровождающие перевозку;
• максимально возможная плотность, выявляемая в лабораторных условиях;
• тип используемого транспорта – автомобильный, железнодорожный, морской, речной.

Все данные, связанные с коэффициентом относительного уплотнения, прописываются в проектной, технической документации. Данная методика сравнения качеств материала подразумевает использование регулярных поставок: сведения будут корректны лишь при заказе песка у одного производителя, здесь не допустимы изменения в переменных. Важно, чтобы транспортировка осуществлялась одинаковым способом, были сохранены технические характеристики карьера, практиковалась хотя бы примерно схожая длительность хранения сырья на складе.

Источник

Уплотнение песка лишь проливкой воды

12.10.2016, 17:30 #2

12.10.2016, 17:47 #3

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

В данных условиях уплотнение проливкой водой невозможно.
Даже обычное уплотнение малоэффективно. Думаю, будет не уплотнить даже верхний слой над УГВ.

Требуется изменить проект, изменить параметры грунта и пробовать уплотнять трамбованием. Или исключить уплотнение.
По сути это ошибка проектировщика.

Как вариант — осушение, водопонижение, гидроизоляция, а потом уплотнение традиционными методами.
Как вариант — замена грунта на грунтобетон или тощий бетон. Это ваш вариант.
Также возможна засыпка щебнем, его хоть попроще будет уплотнить в воде. Хотя тоже не до 0,95, наверное.

12.10.2016, 17:52 #4

12.10.2016, 23:09 #5

СП читал и про все методы и глубинное виброуплотнение в том числе и т.д

Извиняюсь, я может еще не точно описал. Сооружение — ячейка без дна (к примеру шпунт если набрать в кольцо в плане). Внутри вода, снаружи тоже По правилу сообщающихся сосудов уровень воды снаружи = уровню воды внутри.

Википедия «Уплотнение грунтов обычно протекает как процесс вытеснения из них газообразной (воздуха) и жидкой фазы (воды), вследствие чего происходит сближение твердых частиц и грунт»

Когда отсыпаем в воду песок внутри ячейки, воздух же легче и уходит из грунта, разве не происходит уплотнение песка само собой при его оседании или даже если мы грейфером его на дно положим, воздух же все равно всплывет и вытеснится из грунта. Вода, которая внутри ячейки, тоже будет уходить по мере заполнения, песок будет ее вытеснять. Коэффициент фильтрации воды у песка хороший, она не задерживается, не то что в суглинке и т.п. к примеру. И когда мы начнем проливать слой песка, который при засыпке стал выше уровня воды, то вода будет фильтроваться по всей высоте ячейки (действие сил тяжести, все дела) и уходить через дно(низ шпунта) из внутренней полости ячейки. То есть я клоню к тому, что проливая песок водой мы и воздух вытеснем и вода уйдет, так как Кф измеряется аж в м/сут

В обычных условиях накладывает ограничение на проливку то, что мы не должны переувлажнить связный грунт основание, как я понимаю. По этому грунт просто смачивают для облегчения процесса трамбовки.

12.10.2016, 23:32 #6

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Seeker, а вы со строительством как именно связаны ?

Спросите ещё в личку СерёгуБилдера (ныне Сергей Юрьевич), Шмидта, cancercat, Oppolinarius.
Может они чего подскажут. А то вдруг я всё наврал.

13.10.2016, 01:41 #7

13.10.2016, 07:33 #8

13.10.2016, 08:12 #9

Класс, вот уже и вопросы сопутствующие. Не знаю я всех нюансев. О чем подумал, то и описал. Понятно, что если послойным уплотнением заложиться, это и проверено и есть нормы, литература Я же о строителях думал, может проливка менее трудоемкий и более быстрый процесс, чем трамбовками и т.п.

Написал, чтоб узнать, может у кого опыт был.

13.10.2016, 11:08 #10

Проектирование гидротехнических сооружений

Seeker, «проливка» нужна тогда, когда нужно сухой песок уплотнить. Причём заметьте, проливка идёт небольшим кол-вом воды. Иначе переувлажнённый песок будет уплотнить сложнее, чем сухой по причине того, что в порах вода, и её даже весом катка оттуда выдавить невозможно.
Вам тут правильно говорят: если сыпать песок в воду, то потом придётся из песка эту воду как-то «изгонять».
Для это существуют глубинные вибраторы — они по большей части помогают схлопнуться крупным пустотам, образующимся при отсыпке в воду, и немного уплотняют грунт за счёт переходы его в текучее состояние, в процессе чего вода уходит на поверхность, а песок — оседает вниз. Однако, просто вибриком не добьётесь никогда уплотнения до Ку=0,95.
Более перспективный способ (в плане получения конечного результата) — уплотнение фильтрационной консолидацией. Для этого в обводнённый грунтовый массив ставятся вертикальные дрены (трубки дырчатые) с шагом от 1х1м до 2х2м в плане, их объединяют в дренажную сеть с вакуумным насосом, а сверху на грунт наваливают временную насыпь высотой в несколько метров (желательно, чтобы вес насыпи превышал расчётную нагрузку на кв.м. проектируемой территории минимум на 25%). Далее врубаем насосы и ждём. Год, а бывает и больше. Потом временную насыпь убираем, дрены глушим. Это процесс не простой и рассчитывается не на коленке. Зато результат

Что бывает при некачественном уплотнении грунта отсыпанного в воду — можно посмотреть в фильме об аэропорте Канзай, построенном на искусственном острове.

Источник