Коэффициент уплотнения глины: что такое и как рассчитать

Содержание

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 | Требования к плотности грунтов

В настоящее время одной из основных задач дорожного строительства является повышение норм плотности, особенно в южных районах, где земляное полотно работает в благоприятных условиях увлажнения и где практически не наблюдается морозного пучения.

Максимальную плотность грунтов ρмакс можно определить расчетом или методом стандартного уплотнения. Для определения ее значения расчетом необходимо знать оптимальную влажность Wо, плотность сухого грунта рек и объем воздуха V, остающийся в его порах после уплотнения. При предварительных расчетах иногда пользуются следующими злачениями оптимальной влажности Wо (в долях от границы текучести Wт):
Супеси легкие…………….. .

0,73
Суглинки пылеватые легкие…………. 0, 2
Суглинки тяжелые пылеватые, пылеватые глины . . . 0,55
Глины………………….. 0,55
Тяжелые суглинистые черноземы ………. 0,6

Пользуясь этими данными можно рассчитать плотность рек по методу стандартного уплотнения. Если в грунтах содержатся зерна крупнее 5 мм, то это учитывают путем умножения вычисленных значений ρск,макс на соответствующие коэффициенты. При содержании 5 % зерен поправочный коэффициент (по проф. Н. Н. Иванову) составляет 1,02, а при 20% — 1,08. Значения оптимальной влажности, наоборот, снижаются.

Коэффициент уплотнения грунта. Плотность грунта земляного полотна должна соответствовать действующим напряжениям. Анализ эпюры вертикальных составляющих напряжений (рис. 11.5) показывает, что максимальные напряжения от автомобильных нагрузок возникают в верхней части полотна; в нижней его части преобладают напряжения от массы грунта, которые при насыпях высотою до 10—12 м всегда меньше, чем в верхней их части.

Поэтому при возведении насыпи, особенно высокой, нет необходимости уплотнять грунт на всю ее высоту до максимальной плотности ρmax. В СССР чаще всего ограничиваются меньшей плотностью, характеризуемой относительным коэффициентом уплотнения Ко = ρф/ ρmax, где ρф — фактическая плотность сухого грунта земляного полотна.

Рис. 11.5. Эпюра вертикального давления Р по глубине Z земляного полотна и рекомендуемое в СССР значение коэффициента уплотнения К0

В выемках и местах с. нулевыми отметками грунт следует уплотнять на глубину рабочего слоя, но не менее (3,5…4)D от низа одежды, где D — диаметр круга, равновеликого отпечатку колеса расчетного автомобиля до значения Ko≥1. Однако грунт ненарушенной структуры до этой плотности можно уплотнить на такую глубину лишь мощными вибраторами или трамбующими машинами.

Если земляное полотно проходит в насыпи, то требования к значению Ко снижают (табл. 11.1). Более низкие чем в других странах, требования к плотности обусловлены недостаточной изученностью влияния Ко на морозное пучение грунтов, что особенно важно для районов, расположенных севернее III дорожно-климатической зоны. В более южных районах с незначительным морозным пучением, где происходит разуплотнение грунтов, целесообразно добиваться плотности грунтов 1,05 Ко, и даже 1,1 Ко.

Исследованиями Ю. М. Васильева (Союздорнии) установлено, что при Ко>0,98 ровность дорожных одежд нежесткого типа удовлетворяет транспортно-эксплуатационным требованиям автомобильного движения (рис. 11.6).

Рис. 11.6. Влияние коэффициента уплотнения К0 связного грунта земляного полотна на ровность асфальтобетонных покрытий 1 — разрушенное покрытие; 2 — незначительные деформации; 3 — нет разрушений

Независимо от дорожно-климатической зоны и профиля земляного полотна в СССР рекомендуется уплотнять грунт на глубину 0,5 м (относительно дна корыта) до коэффициента Ко≥1. Этот слой, хорошо уплотненный и однородный по плотности, с коэффициентом вариации Cv по плотности не более 0,06, теперь рассматривают как конструктивный слой дорожной одежды.

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.

Таблица коэффициентов уплотнения сыпучих строительных материалов
Вид материала	Купл (коэффициент уплотнения)
ПГС (песчано-гравийная смесь)	1.2 (ГОСТ 7394-85)
Песок для строительных работ	1.15 (ГОСТ 7394-85)
Керамзит	1.15 (ГОСТ 9757-90)
Щебень (гравий)	1. 1 (ГОСТ 8267-93)
Грунт	1.1-1.4 (по СНИП)
Все значения, приведенные в таблице, являются среднестатистическими и могут варьироваться в зависимости от конкретных условий доставки, хранения и состава материала.

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.

Расчет и определение коэффициента уплотнения грунта

Коэффициент уплотнения грунта – что это такое и как рассчитать

Такой показатель, как коэффициент уплотнения грунта, демонстрирует собой, насколько будет изменяться объем сыпучего материала после утрамбования или даже транспортировки. Его определяют по соотношению максимальной и общей плотности. Каждый тип сыпучего материала состоит из элементов, а точнее зерен. Между ними постоянно будут пустоты, то есть поры. Чем выше процесс пустот, тем больший объем будет занимать вещество.

Если говорить проще, то предлагаем вам вспомнить детскую игру в снежки. Чтобы получился хороший снежный шарик, следует зачерпнуть из сугроба большую горсть и как можно сильнее сжать. Таким образом, вы сократите число пустот между снежинками, то есть уплотните их.

При этом уменьшится объем. То же самое будет, если вы насыплете в стакан крупу, а после встряхнете или утрамбуете ее пальцами. Вы получите уплотнение зерен. Другими же словами, коэффициент уплотнения будет разницей между материалами в его стандартном состоянии и трамбованием.

Для чего требуется знать КУ?

Знать данные о показателях уплотнения для материалов сыпучего типа следует, чтобы:
Контролировать, действительно ли вам привезли столько материала, сколько вы и заказали.
Купить правильное количество отсева, песка, щебня для того, чтобы засыпать котлован, канавы или ямы.
Рассчитать вероятную грунтовую усадку при закладывании фундамента, прокладывании дорог или тротуарной плитки.
Правильно рассчитывать число бетонной смеси для заливания фундамента и перекрытий.

Далее рассмотрим каждый из способов по отдельности.

Подробности

Коэффициент при транспортировке

К примеру, самосвал везет вам 8 м³ щебня с карьера на объект. В пути ему будут попадаться выбоины и ямы, а из-за воздействия вибрации щебневые зерна начнут уплотняться, из-за чего объем сокращается до 7.27 м³. Это и будет утряска материала. Как же узнать, что на объект привезли нужное количество товара, как и указано в документации? Для этого требуется узнать конечный объем материала, а еще степень уплотнения (для щебня это 1.1). Обе цифры следует перемножить между собой, и получится начальный объем. Если данные не будут совпадать с тем, что прописано в документах, то вы имеете дело не с утряской щебня, а с нечестным продавцом.

Уплотнение при засыпании ям

В сфере строительства есть такое понятие, как усадка. Земля или же другой материал сыпучего типа будет уплотнен и уменьшится в объеме под действием своего же веса или под давлением разных конструкций (тротуарных плит и фундамента). Процесс усадки обязательно требуется учесть при засыпке котлованов и канав, потому что если вы это не сделаете, то спустя время образуется яма. Чтобы сделать заказ на нужное количество материала, следует для начала узнать объем ямы. Если вы знаете ее форму, ширину и глубину, то можно использовать для расчета онлайн-калькулятор. Далее полученную цифру стоит умножить на показатель насыпной плотности материала и степень уплотнения. При засыпании выбранного материала в яму должен в конечном итоге получиться холмик. Все это из-за того, что в естественных условиях усадка происходи спустя определенный временной промежуток, и ускорить процесс можно посредством утрамбовывания. Его проводят вручную или даже при помощи особых устройств.

Уплотнение при строительстве

В строительстве определение коэффициента уплотнения грунта особенно важно. Наверняка вы слышали про случаи, когда в зданиях после возведения сразу начинали появляться трещины. А ямы на новых дорогах или проваливающаяся тротуарная плитка во дворе и на дорожках?

Это случается, если неправильно рассчитана усадка грунта, а также не предприняты соответствующие меры по устранению. Для того, чтобы знать степень усадки, и требуется коэффициент по уплотнению. Он поможет понять, как сильно будет утрамбовываться тот или иной грунт в ваших условиях. К примеру, под давлением веса плитки, здания или даже асфальта. Некоторые типы грунтов обладают настолько высоким коэффициентом усадки, то их приходится даже замещать. Остальные же виды перед началом строительства специально утрамбовывают.

Как узнать степень уплотнения

Легче всего будет брать все данные про коэффициент уплотнения из ГОСТов. Они будут рассчитаны для разных типов материала.

В лабораторных условиях коэффициент уплотнения измеряют так:

Измеряют насыпную или общую плотность материала, и для этого нужно измерить массу, а также объем образца, вычислить их соотношения.
После этого пробу следует встряхнуть или спрессовать, измерить массу и объем, а далее определить максимальный уровень плотности.
По соотношению двух показателей можно вычислить коэффициент.

Документы будут указывать усредненные значения показателя. Коэффициент может меняться в зависимости от разных факторов. Цифры, приведенные в таблице, условные, но все же помогают рассчитать усадку большого объема материала.

На значение показателя уплотнения будут влиять такие факторы:

Особенности транспорта и метод перевозки. Если материал будет перевезен по железной дороге или выбоинам, он будет уплотнятся куда сильнее, чем при перевозке по ровной дороге/морю.
Гранулометрический состав (формы зерен, размер, соотношение). Если состав материала неоднородный и есть лещадные частицы (игловидной или плоской формы), то коэффициент будет меньше. При наличии большого числа мелких частиц показатель будет выше.
Влажность. Чем она выше, тем меньше получится искомый показатель.
Способ утрамбовки. Если материал будут утрамбовывать вручную, то степень уплотнения будет меньше, чем после использования вибрирующих механизмов.
Насыпная плотность. Коэффициент уплотнения будет напрямую связан с показателем насыпной плотности. Как уже было сказано ранее, в процесс трамбования или перевозки плотность материал изменяется, потому что становится меньше пустот между частицами. По этой причине насыпная плотность при погрузке в машину и после приезда к заказчику всегда разнится. Эту разницу можно высчитать и проверить благодаря коэффициенту уплотнения.

Не будет лишним узнать конкретные показатели для таких материалов, как асфальт, щебень, глина, уголь, керамзит, скальный грунт, керамзит, песок, отсев и ПГС.

Коэффициент уплотнения является очень важным показателем, который дает возможность узнать, сколько заказывать сыпучего материала. Он даст возможность проконтролировать, правда ли вам привезли столько, сколько вы заказывали. Показатель требуется знать и строителям при возведении домов, чтобы правильно рассчитывать нагрузку на основание.

Коэффициент разрыхления грунтов – что это и как его рассчитать

Коэффициент первоначального разрыхления грунтов, а также показатели плотности приведены по категориям в таблице.

Наименование грунта	Категория грунта	Плотность грунта тонн/м3	Коэффициент разрыхления грунта
Песок рыхлый, сухой	I	1,2…1,6	1,05…1,15
Песок влажный, супесь, суглинок разрыхленный	I	1,4…1,7	1,1…1,25
Суглинок, средний и мелкий гравий, легкая глина	II	1,5…1,8	1,2.-1,27
Глина, плотный суглинок	III	1,6…1,9	1.2…1.35
Тяжелая глина, сланцы, суглинок с щебнем, гравием, легкий скальный грунт	IV	1,9…2,0	1,35…1,5

К основным свойствам грунтов, влияющим на технологию и трудоемкость их разработки, относятся плотность, влажность, разрыхляемость.

Основными свойствами грунтов, влияющими на трудоёмкость их разработки и технологии, являются влажность, разрыхляемость и плотность.

Влажность грунта – это степень насыщения его водой. Её определяют как отношение массы воды в самом грунте к массе его твёрдых частиц. Выражается влажность в процентах. При влажности менее 5% грунты считаются сухими, при более чем 30% — мокрыми. Трудоёмкость разработки грунта повышается с увеличением его влажности. Но исключением является только глина: сухую её разрабатывать сложнее. Но при порядочной влажности глинистые грунты обретают липкость, что значительно усложняет их разработку.

Плотность – это масса одного кубического метра грунта в плотном теле (естественном состоянии). Несцементированные грунты обладают плотностью от 1,2 до 2,1 тонн/м3, скальные – до 3,3 тонн/м3.

Цены на разработку грунта за 1м3 механизированным способом

Оставьте заявку

При разработке грунт разрыхляется, увеличиваясь при этом в объёме. Именно данное количество грунта и транспортируется самосвалами к месту утилизации или складирования. Это явление называется первоначальным разрыхлением грунта, при этом характеризуясь коэффициентом первоначального рыхления (Кр), представляющего собой отношение объёма уже разрыхленного грунта к его объёму в естественном состоянии.

В насыпи разрыхлённый грунт уплотняется воздействием массы вышележащих грунтов или с помощью механического уплотнения, смачивания дождём, движения транспорта и т. д. Только грунт не занимает объёма, занимавшего до разработки длительное время. Он сохраняет остаточное разрыхление, которое измеряется коэффициентом остаточного разрыхления (Кор).

Из вышеизложенного следует, что, рассчитывая общую стоимость выполнения работ, необходимо знать геометрические размеры будущего котлована. При этом коэффициент первоначального разрыхления нужно умножить на объём грунта в будущем карьере. Именно это количество грунта будет разработано и вывезено со строительного объекта для складирования или утилизации. И именно эта цифра умножается на цену разработки, погрузки и транспортировки одного кубического метра грунта.

Значения коэффициентов относительного уплотнения

	Значения коэффициентов относительного уплотнения К₁для грунтов
Требуемый коэффициент уплотнения грунта	пески, супеси, суглинки пылеватые	суглинки, глины	лесы и лесовидные грунты	скальные разрабатываемые грунты при объемной массе, г/см³			шлаки, отвалы перерабатывающей промышлен ности
				1,9-2,2	2,4-2,4	2,4-2,7
1,00 0,95 0,90	1,10 1,05 1,00	1,05 1,00 0,95	1,30 1,15 1,10	0,95 0,90 0,85	0,89 0,85 0,80	0,84 0,80 0,76	1,26-1,47 1,20-1,40 1,13-1,33

Таблица 15

Классификация местности по подвижности песков

Степень закрепления растительностью поверхности песков	Площадь, покрытая растительностью, %	Степень подвижности песков
Незаросшая поверхность	Менее 5	Очень подвижные
Слабозаросшая поверхность	От 5 до 15	Подвижные
Полузаросшая поверхность	Свыше 15 до 35	Малоподвижные
Заросшая поверхность	Свыше 35	Неподвижные

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Справочное

Элементы земляного полотна

Верхняя часть земляного полотна (рабочий слой) — часть полотна, располагающаяся в пределах земляного полотна от низа дорожной одежды на 2/3 глубины промерзания, но не менее 1,5 м от поверхности покрытия проезжей части.

Основание насыпи — массив грунта в условиях естественного залегания, располагающийся ниже насыпного слоя, а при низких насыпях — и ниже границы рабочего слоя.

Основание выемки — массив грунта ниже границы рабочего слоя.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Справочное

Коэффициент уплотнения грунта

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

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Справочное

Типы болот

Следует различать три типа болот:

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

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

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

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Справочное

Стабильные и нестабильные слои насыпи

Стабильные слои насыпи— слои, сооружаемые из талых или сыпучемерзлых грунтов, плотность которых в насыпи соответствует нормам табл. 22.

Нестабильные слои насыпи— слои из мерзлых или талых переувлажненных грунтов, которые в насыпи имеют плотность, не отвечающую нормам табл. 22, вследствие чего при оттаивании или длительном действии нагрузок могут возникать деформации слоя.

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Справочное

Коэффициент разрыхления грунта, суглинка

При оценке стоимости работ при разработке грунтов значительную роль играют их влажность, плотность и разрыхляемость. Рассмотрим эти три категории.

[adsense]

Влажностью грунта, как это понятно из названия, именуется степень его насыщенности водой. Исчисляется она в процентном соотношении. Так, скажем, при влажности менее 5 процентов грунты относятся к сухим, в промежутке до 30 процентов – средне мокрыми, а выше – мокрыми.

Естественно, что трудоемкость, следовательно, и затраты повышаются при работе с мокрыми грунтами. Правда, исключением является глина – в мокром виде ее разрабатывать легче, но только до определенной степени, ведь со временем она становится липкой.

Масса кубического объема грунта в естественном состоянии (в так называемом плотном теле) называется плотностью и измеряется в тоннах на кубический метр. Так, скажем, у несцементированных грунтов плотность составляет от 1,2 тонны на кубический метр до 2,1, у скальных же – порядка 3,3 тонны на кубометр.

Разрыхляясь, грунты соответственно увеличиваются в объеме, и именно этот показатель учитывается при их транспортировке. Вычислить его помогает коэффициент разрыхления грунта (КР)– соотношение объема разрыхленного грунта к его объему в плотной массе.

Но после транспортировки на новом месте грунт уже не занимает того объема, которым обладал до разработки. Он дает усадку, которая называется коэффициент остаточного разрыхления (КОР).

Ниже наводятся показатели плотности и коэффициент разрыхления грунта для основных пород.

У песка рыхлого, сухого: плотность 1,2-1,6, коэффициент разрыхления (КР) – 1,05-1,15.

У песка влажного, супеси, суглинка разрыхленного: плотность 1,4-1,7, КР – 1,1-1,25.

У суглинка среднего, мелкого гравия и легкой глины: плотность 1,5-1,8, КР – 1,2-1,27.

У глины и плотного суглинка: плотность 1,6-1,9, КР – 1,2-1,35.

У тяжелой глины, сланцев, суглинка со щебнем и гравием, легкого скального грунта: плотность 1,9-2, КР – 1,35-1,5.

Исходя из этих показателей, и оценивается стоимость услуг по разработке, погрузке и транспортировке грунта: общий объем грунта умножается на коэффициент его разрыхления.

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 уплотнительного 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.

Тип уплотнителя	Тип почвы
Каток с гладким колесом	Щебень, песок гравийный
Пневматический изношенный каток	Пески, гравий, илистые, глинистые почвы
Ролик для овчарки / босоножки	Почва илистая, почва глинистая
Трамбовка	Грунты в закрытых помещениях

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 почвы
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 стоимости проекта.

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 имеет очень важное значение 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 существенным фактором, потому что их количество колебаний в минуту не связано с их поступательной скоростью.

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

Что вы видите (не всегда) То, что вы получаете

Поскольку нам не хватает рентгеновского зрения, мы не можем сказать, просто глядя на поверхность, что находится под ним.А то, что скрывается под ними, определяет легкость или сложность земляных работ. Типы геологических пластов, а также вся информация, относящаяся к их физическим характеристикам и местоположению, определяют, как вы будете выкапывать и повторно использовать их, сколько времени у вас уйдет на выемку или уплотнение почвы и сколько вам будет стоить это сделать. .

Подрядчики полагаются на инженеров или гидрогеологов в предоставлении максимально точной информации. Это постоянное яблоко раздора между ними, поскольку подрядчик часто оставляет мешок в руках, если инженерные планы либо полностью неверны, либо частично неадекватны в результате плохой гидрогеологической информации. Большинство участков имеют несколько слоев геологических пластов с широким диапазоном физических характеристик. Эти пласты часто объединяются временем, случайностью и природными силами в сложные образования, состоящие из переменной толщины, прерывистых границ и переменных уклонов. Каждый из них имеет уникальное влияние на баланс почвы и рельеф местности (как существующий, так и созданный в результате земляных работ). Это, в свою очередь, влияет на работу оборудования и транспортных средств, что влияет на чистую прибыль любого проекта.

Факторы усадки, нагрузки и набухания
Первыми физическими характеристиками, влияющими на усилия и конечный результат проекта земляных работ, являются объемные отношения, связывающие естественные объемы грунта в грунте с расширением в результате выемки грунта и последующим повторным уплотнением грунта. почва, используемая во время строительства.

Объемы почвы измеряются тремя способами: кубическими ярдами берега, кубическими ярдами рыхлой и уплотненными кубическими ярдами. Каждый связан либо с коэффициентом набухания, либо с коэффициентом усадки почвы.Эти факторы зависят от физических характеристик почвы и должны быть точно определены до начала земляных работ, чтобы оценить усилия, необходимые для транспортировки, складирования и уплотнения на месте. Использование этих факторов предполагает однородный материал, поскольку каждый тип почвы будет иметь уникальные факторы. При столкновении с несколькими типами грунта, необходимого для земляных работ или используемых для земляных работ, подрядчик должен будет применять индивидуальные коэффициенты для каждого типа.

Коэффициент набухания почвы отражает реальность того, что объем почвы, заложенной природой в землю, не совпадает с объемом такой же массы грязи, выкопанной подрядчиком и помещенной в самосвал. Одна и та же масса почвы занимает больше объема в грузовике (кубические ярды рыхлого материала), чем в почве (кубические ярды берега). Коэффициент набухания — это корректировка, представляющая это увеличение объема. Однако коэффициент набухания не играет никакой роли в расчете баланса земляных работ.Что он делает, так это определяет последующие требования к вывозу и складированию.

Набухание — это процентное увеличение объема, вызванное выемкой почвы. Физически в процессе земляных работ почва разбивается на частицы и комья различного размера. Это создает больше воздушных карманов и приводит к эффективному увеличению объема пустот в почве. Увеличение объема также приводит к снижению плотности. Это уменьшение плотности и увеличение объема варьируется в зависимости от типа почвы и не пропорционально первоначальному естественному пустотному объему берегового грунта.Коэффициент набухания рассчитывается следующим образом:

объем насыпной куб

————————- = 100% + коэффициент набухания

банка куб.объем

Например, если объем рыхлого грунта в 1,25 раза больше, чем объем берега, который он занимал до выемки грунта, коэффициент набухания грунта составляет 25%. Коэффициент нагрузки является обратной величиной коэффициента набухания и может быть рассчитан следующим образом:

100%

————————- = коэффициент нагрузки

100% + коэффициент набухания

Это эквивалент:

насыпная плотность

————————- = коэффициент нагрузки

густота берега

В приведенном выше примере грунт с коэффициентом набухания 25% будет иметь коэффициент нагрузки 80%.Коэффициент нагрузки можно использовать для демонстрации зависимости между кубическими ярдами насыпной и насыпной насыпи путем деления свободного объема на коэффициент нагрузки.

Помимо коэффициента набухания и связанного с ним коэффициента нагрузки, грунт также имеет коэффициент усадки. В то время как первые два соотносят объем равной массы берегового грунта в земле с рыхлой массой, отложенной в отвалы или самосвалы в результате выемки грунта, коэффициент усадки связывает исходный береговой грунт с объемом, полученным в результате последующего размещения и уплотнения рыхлого грунта. грунт в земляные конструкции.Часто это соотношение является результатом не столько природных характеристик, сколько технических характеристик конструкции. Например, глинистые грунты, используемые для создания удерживающего слоя с высокой плотностью / низкой проницаемостью для свалок или лагун, обычно строятся в контролируемых подъемах определенной толщины распространения, которые затем уплотняются до конечной желаемой толщины. Обычно почва разбрасывается по рабочей зоне рыхлыми подъемниками толщиной около 8 дюймов. Затем выполняются несколько проходов с помощью овчинного валика для уплотнения и замешивания рыхлой глины в плотный слой толщиной около 6 дюймов.Это приводит к тому, что объем после уплотнения на 25% меньше, чем объем начального свободного укладки. Результирующий коэффициент усадки рассчитывается следующим образом:

пломбированный кубический ярд

————————- = коэффициент усадки

банка куб. Ярд

Предположим, оператор земляных работ выкапывает влажную глину. Предположим, что его начальная плотность насыпи составляет 3500 фунтов на кубический ярд, а плотность вскрытого грунта — 2800 фунтов.Одна тонна этой почвы (2000 фунтов) будет занимать 0,57 кубического ярда банка в земле, в то время как ее извлеченный или складированный объем будет составлять 0,71 кубического ярда рыхлой. В результате коэффициент набухания составляет 24%. Соответствующий коэффициент нагрузки будет равен 0,80. Предположим далее, что эта глина используется для изготовления облицовки лагуны описанным выше способом с уменьшением ее объема до 0,53 кубических ярдов путем уплотнения. Тогда коэффициент усадки составит 0,93.

Таким образом, для целей планирования подрядчик по земляным работам должен будет предположить, что на каждые 100 кубических ярдов, которые он выкопает, ему нужно будет вытащить 124 кубических ярда, чтобы он мог разместить 93 кубических ярда.Все эти числа влияют на его чистую прибыль. Первый определяет объем работ по земляным работам, второй определяет его требования к транспортировке, а третий определяет общую стоимость готового проекта.

Но предположим, что геологическая информация неверна, и вместо того, чтобы встретить 100 кубических ярдов влажной глины, подрядчик выкапывает 100 кубических ярдов рыхлого песка и глины с плотностью насыпи 3400 фунтов на кубический ярд и сыпучей плотностью 2700 фунтов на куб. площадка.Две тысячи фунтов этого материала займут 0,59 куб. Ярда в земле и 0,74 куб. Ярда в грузовике. В результате коэффициент набухания составляет 26%. Таким образом, подрядчику придется перевозить 126 кубических ярдов этого материала на каждые 100 кубических ярдов земли. (Скорее всего, этот материал не будет подходить для конструкции хвостовика из-за несоответствия требованиям по проницаемости, поэтому фактор усадки не имеет значения.) Дополнительные 2 кубических ярда перетяжки могут показаться не такими уж большими, но дополнительные расходы могут привести к увеличению или нарушить бюджеты крупномасштабных высококонкурентных проектов земляных работ с низкой рентабельностью.

Взрывные работы, рыхление и обезвоживание
Настоящая проблема с бюджетом — это непредвиденная встреча с твердым покрытием или коренной породой. Недостаточное гидрогеологическое исследование участка может не дать адекватного картирования глубин и уклонов подстилающей коренной породы. Даже обычно при достаточных гидрогеологических исследованиях могут быть пропущены значительные изменения поверхности коренных пород из-за наличия антиклиналей между участками исследований. Антиклинали определяются как складки с более старыми породами по направлению к центру кривизны, или складки, которые выпуклые вверх или которые имели такое положение в какой-то момент своей геологической истории. Некоторые антиклинали настолько сложны, что их трудно или невозможно определить. Когда встречаются эти неприятные сюрпризы, у подрядчика есть только два выбора: разрыв или взрыв.

По определению, коренная порода и твердое покрытие имеют практически нулевой объем пустот. Объем банка максимально уплотнен, насколько это возможно для этого материала. Взрыв горных пород, измеряемых в кубических метрах берега, необходим для того, чтобы массивные горные образования превратились в куски и осколки, достаточно мелкие, чтобы их можно было погрузить в самосвалы. Как и в случае менее агрессивных земляных работ, к взорванной породе применяются коэффициенты набухания, чтобы отразить увеличение объема после взрывных работ.Скала при разрушении и разрушении взрывчаткой расширяется в 35%. Таким образом, на каждые 100 кубических ярдов насыпи или твердого каркаса взрывные работы увеличивают объем, удаляемый с площадки, до 135 кубических ярдов. Если взорванный материал должен быть дополнительно измельчен для использования в качестве материала дорожного полотна, конечный объем может составить более 140 кубических ярдов.

Помимо увеличения объема из-за фактора набухания, взрыв горных пород может также привести к чрезмерному разрушению. Перерыв возникает, когда взрывные работы разрушают породу ниже запланированных пределов выемки.Эти грунты необходимо удалить и заменить устойчивой насыпью, чтобы обеспечить структурно прочную основу для последующих земляных работ. Обратная засыпка, уплотнение и плавное выравнивание новой нижней поверхности обычно выполняются за счет подрядчика, и эти суммы обычно не включаются в оценку объемов земляных работ.

Рыхление выполняется с помощью специального рыхлителя, закрепленного на задней части большого тракторного бульдозера. Рыхление и бульдозерные работы с твердыми породами — самые трудные работы для гусеничных тракторов и требуют самых высоких затрат на ремонт.Помимо других проблем, рыхление приводит к более быстрому износу компонентов ходовой части, чем при толкании или бульдозере. Геологические характеристики — трещины, плоскости ослабления, линии разломов или хрупкие, выветренные пласты — определяют, какие типы твердого материала подходят для разрыва. Пласты, содержащие массивные однородные образования с некристаллической структурой, обычно подлежат взрыву.

Ни взрывные работы, ни рыхление не обходятся дешево. Самый распространенный метод взрывных работ — буровзрывные.В зависимости от природы и степени образования горной породы в пласт будет пробурена группа относительно небольших отверстий на глубину, предназначенную для обеспечения полного разрушения пластов, подлежащих удалению (при минимизации возможности чрезмерного разрушения). В эти отверстия устанавливаются заряды (либо по отдельности на разной глубине) и устанавливаются электрические предохранители. Стоимость одного кубического ярда банка для взрывных работ составляет от 40 центов до 1,50 доллара США, в зависимости от местоположения и условий площадки. Из расчета на кубический ярд копирование может стоить еще дороже.Это связано не только с эксплуатационными расходами бульдозеров с рыхлителями, но и с затратами на техническое обслуживание и ремонт. Рыхлители очень быстро изнашиваются в экстремальных условиях, а «срок службы» рыхлителей часто составляет всего 10–12 часов непрерывной работы. Стоимость ремонта, превышающая стоимость амортизации оборудования, является обычным явлением.

Обезвоживание требуется для любых земляных работ, при которых в котлован значительный приток грунтовых вод. В зависимости от размера котлована и его глубины относительно уровня местного уровня грунтовых вод, насосы, необходимые для осушения котлована, чтобы обеспечить возможность дальнейшей выемки, варьируются от десятков галлонов в минуту до сотен галлонов в минуту.Для большинства крупномасштабных земляных работ потребуется несколько насосов большой мощности. Эта операция напоминает выгрузку очень дырявой и очень большой лодки. Альтернативы включают окружение зоны раскопок горизонтальными перехватывающими дренажами для отвода воды вокруг участка и установку кольца колодцев, предназначенных для понижения уровня грунтовых вод и обеспечения возможности сухой раскопки. Так или иначе, обезвоживание приводит к значительным непредвиденным расходам.

Теперь, когда мы увидели, что некоторые вещи могут пойти не так, проблема становится одним из способов минимизировать их вероятность возникновения (или, если они возникнут, как минимизировать их негативное влияние на планирование земляных работ).

Бревна и схемы ограждений
Предпочтительным методом является тщательное гидрогеологическое исследование участка. Как правило, гидрогеологические исследования соответствуют всем требованиям к испытаниям, измерениям или бурению, необходимым для соблюдения экологических норм или научных исследований. Однако даже этих стандартов может быть недостаточно для адекватного планирования земляных работ, особенно на участках со сложной геологией. Фактически, нормативные требования к количеству отверстий на акр следует рассматривать как минимальное количество для целей планирования проекта.

В любом случае, пробные скважины необходимы, если планировщик хочет иметь достойное представление о том, что скрывается в подземной геологии. Обычно буровые скважины следует пробурить на глубину, по крайней мере, на 10 футов ниже запланированного дна выемки. Буровые скважины по периметру участка можно использовать в качестве колодцев для наблюдения за подземными водами.

Места, глубина и результаты этих бурений должны быть четко определены геодезистом, который запишет их северное, восточное и высотное положения (как существующего грунта, так и верхней части обсадной трубы).Описания журналов должны быть подготовлены с использованием Единой системы классификации почв (USCS) для описания подповерхностных слоев почвы. В журнал следует записывать отметки верхнего и нижнего края каждого отдельного слоя почвы, а также описание типов и содержания каждого слоя.

Кроме того, для определения местных условий грунтовых вод необходимо записать высоту воды в скважине, которая вводится после завершения бурения.

Каждое скучное место должно быть указано на топографической карте.Трассы, созданные путем соединения соседних мест бурения, должны быть нанесены для создания геологических разрезов площадки. Такие трассы следует располагать по всей длине площадки и под прямым углом к этим первым трассам. Эти поперечные сечения создаются процессом «соединения точек», когда совпадающие границы пластов соединяются интерполированными прямыми линиями, проведенными от отверстия к отверстию. Могут быть случаи, когда пласт в одной скважине не имеет соответствующего пласта в соседней скважине (например, прерывистая линза песка изолирована в пределах всего пласта глины).В этом случае линии интерполяции рисуются только на полпути к следующему отверстию и сужаются, чтобы показать, что они не продолжаются.

Несмотря на свое двухмерное название, диаграммы ограждений на самом деле представляют собой трехмерные изображения связанных геологических разрезов. Трехмерный эффект достигается за счет чередования скучных локаций (представленных вершинами каждого из скучных бревен) на изометрической проекции топографии площадки. Каждое бревно идет вниз от поверхности до максимальной глубины сверления.Поверхности совпадающих пластов связаны как по основным трассам, так и по вторичным трассам, ориентированным по первичным геологическим разрезам. Результатом является псевдотрехмерное отображение гидрогеологии нижележащего участка на одном листе плана.

В дополнение к схемам ограждений данные из отверстий могут использоваться для создания поверхностей слоев для контуров вида в плане. Отметки совпадающих поверхностей (например, отметки грунтовых вод) при каждом бурении регистрируются в местах бурения.Эти отметки и расстояния между соседними местами бурения могут быть использованы для создания горизонтальных высотных линий, очерчивающих отметки поверхности пласта. Большинство компьютерных систем AutoCAD делают это для планировщика проекта, создавая нерегулярную триангулированную сеть (TIN). Это треугольники, которые представляют собой небольшие непрерывные участки поверхности (например, грани драгоценного камня). Каждый угол каждого треугольника представляет собой точку полевой или гидрогеологической съемки с координатами северного, восточного и высотного положения.Модель TIN представляет собой серию этих соединенных треугольников и может представлять поверхность слоя почвы, образуя серию смежных неправильных треугольников, покрывающих всю поверхность.

TIN используются в качестве основы для цифрового моделирования местности (DTM). Поверхности ЦМР используются для создания линий высот контура путем интерполяции согласованных отметок, пересекающих стороны каждого треугольника TIN. Наложение поверхностей ЦМР может использоваться для определения вертикальных размеров и результирующих глубин и толщин слоев, ограниченных этими поверхностями.Это позволяет получить другое представление о поверхности пласта — изоповерхности. Эти линии могут использоваться, чтобы показать относительную глубину от поверхности земли до поверхности пласта или показать толщину пласта на участке. Это позволяет производить более точную разбивку по выемке и насыпи на месторождении и оценивать объем пласта на месте.

Поверхности и слои, Reality и AutoCAD
Эта информация бесценна как для планировщика, так и для оператора. Объем используется для определения цены проекта на стадии планирования, в то время как ставки используются для руководства проектом на местах.Существует довольно много AutoCAD и подобных программ, которые предоставляют эту информацию планировщику проекта земляных работ.

Scientific Software Group предоставляет программное обеспечение как для буровых журналов, так и для диаграмм забора. Программное обеспечение компании gINT представляет собой систему управления базами данных по скважинам и инженерно-геологическим исследованиям, в которой используется программное обеспечение реляционной базы данных, созданное специально для геотехнических и геоэкологических приложений. Он создает полностью настраиваемые структуры базы данных и определяемые пользователем отчеты, скучные журналы, 2D и 3D диаграммы ограждений, гистограммы, графики и таблицы.Hydrogeo Analyst от Scientific Software позволяет управлять данными о грунтовых водах и скважинах наряду с технологией визуализации. Модуль QuickCross / Fence позволяет пользователю создавать 2D-поперечные сечения и 3D-схемы ограждений, а его инструменты рисования могут редактировать чертежи прямо на экране предварительного просмотра.

LAgEQ (LANGAN gINT EQuIS) — это приложение, разработанное Langan Engineering and Environmental Services Inc., объединяющее Microsoft Excel, gINT, EQuIS Geology, Microsoft Access и AutoCAD для быстрого запуска проектов баз данных с использованием приложений gINT и EQuIS Geology.Этот программный пакет может ускорить создание сложных баз гидрогеологических данных, не требуя от оператора чего-то большего, чем базовое понимание Microsoft Excel. Интерфейс представляет собой форму Excel, имитирующую типичный утомительный журнал. После ввода данных LAgEQ позволяет выводить данные с помощью gINT для создания готовых журналов сверления и диаграмм ограждений.

Integrated Geologic Modeling Ltd. из Соединенного Королевства разрабатывает программное обеспечение для визуализации геологических, геохимических, геофизических и скважинных данных.Его программное обеспечение Geoexpress объединяет гидрогеологические и скважинные данные в трехмерном пространстве, обеспечивая полноцветное представление данных в графическом формате. GeoExpress также может выполнять интерактивный анализ, что делает этот продукт мощным инструментом для интерпретации данных науки о Земле. GeoExpress, основанный на ПК, может использоваться в полевых условиях для помощи в интеграции и интерпретации наборов данных, обычно используемых при разведке. Присущая ему универсальность позволяет импортировать данные из источников ASCII и ODBC в дополнение к ряду форматов из других основных пакетов программного обеспечения для исследования.

Программное обеспечение Well Logger компании

Porpoise Media предоставляет простые средства для составления буровых каротажей и диаграмм ограждений. Разработанный для простоты использования, он имеет простой пользовательский интерфейс с удобной электронной таблицей с раскрывающимися списками для упрощения ввода данных по каждой скважине. Ввод данных позволяет вводить информацию о литологии скважины, собранных пробах, конструкции скважины или деталях засыпки скважины, а также общую информацию о проекте и бурении. Макеты, определяемые пользователем или предопределенные макеты, позволяют быстро создавать графические изображения.

Boring-Log.Com (дочерняя компания Scientific Software Group) предоставляет программное обеспечение для каротажа скважин, построения диаграмм ограждений и описания участков. Его gINT — это мощный программный пакет для реляционных баз данных, адаптированный для нужд управления геотехническими данными, позволяющий пользователям создавать полностью настраиваемые структуры баз данных, определяемые пользователем форматы отчетов или утомительные журналы. Его QuickGIS систематизирует литологические данные для набора скважин в таблицу с координатами X-Y-Z и геологическими слоями.Затем эти данные можно экспортировать в ArcView, другие системы ГИС или QuickCross / Fence.

Geosoft выпускает программный пакет для отображения геологии Target, который позволяет быстро и эффективно визуализировать данные о подземном бурении и скважинах. Как планировщики проекта земляных работ, так и специалисты по разведочному бурению могут использовать эту программу для оценки гидрогеологии участка. Он может быстро создавать сечения в любой ориентации, обрабатывая данные из тысяч отверстий. Его возможности отображения данных делают возможными быстрый анализ и обработку.Он также совместим с другими пакетами геотехнического программного обеспечения, такими как Acquire.

Сведение к минимуму неизвестных
Стоимость рытья ямы или строительства земляной дамбы зависит от нескольких факторов: вздутие, увеличивающее затраты на транспортировку, усадка, увеличивающая затраты на уплотнение, необходимость взрывных работ или разрывов, увеличивающие затраты на земляные работы, или стоимость обезвоживания, влияющая на общий бюджет. Естественно, чем больше известно о сайте, тем меньше вероятность сюрпризов, сокращающих бюджет. Обычно это означает увеличение количества и глубины буровых скважин и испытательных карьеров, выполняемых на участке для создания модели местной гидрогеологии.

Однако ничейный бюджет на расследование участков не ограничен. И даже если буровые скважины будут проводиться через каждые 100 футов в узкой сетке по всему объекту, подрядчик все равно не будет знать всего, что ему нужно знать; сюрпризы еще возможны. Неизвестные никогда не могут быть полностью устранены, а только минимизированы.

Все эти программные системы и аналитические методы, описанные выше, могут значительно сократить время, необходимое для анализа участка и предоставить информацию, которая необходима подрядчику по земляным работам для оценки и оценки стоимости работы.Помимо точности, они обеспечивают скорость анализа. Время всегда играет важную роль в постоянно развивающемся деловом мире. Это подводит нас к высказыванию, противоположному тому, с которого началась эта статья, но в равной степени верным: «Кто колеблется, тот погиб».

Уплотнение

Уплотнение — это процесс, который приводит к увеличению на грунта. плотность или удельный вес , сопровождающееся уменьшением на объема воздуха. Обычно содержание воды не изменяется. Степень уплотнения измеряется по массе сухой единицы и зависит от содержания воды и усилия уплотнения (вес молота, количество ударов, вес катка, количество проходов). Для данного уплотняющего усилия максимальный вес сухой единицы достигается при оптимальном содержании воды .

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 почва. Может произойти последовательное (или случайное) уплотнение и, следовательно, оседание. из-за вибрации (сваи, движение и т. д.) или собственного веса сыпучей засыпки.

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 урегулирование
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: песков и гравия с хорошей фракцией.
илов и глин с низкой пластичностью.
Непригоден 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

Валик

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; влажный 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

Соотношение 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 комки 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 получает прочность за счет всасывания поровой воды, которая собирает при контактах зерна. По мере увеличения содержания воды всасывание и, следовательно, эффективные напряжения уменьшаются. Почва слабеет, 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, а 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 составляет: 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 не содержит 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 содержанием воздушных пустот, 5% и 10%.(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
оптимальное содержание воды 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 аналогичные плотности (и, следовательно, прочности), с более низкой пластичностью 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:

Объем формы (V)
Масса формы (M _o)
Удельный вес зерна почвы (G _s)
Масса плесени + уплотненный грунт — на каждый образец (M)
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

Масса плесени + грунт (г)	2833	2979	3080	3092	3064	3027
Содержание воды (%)	8,41	10,62	12,88	14,41	16,59	18,62

Метод определения содержания воды см. В описании и классификации почв

Интерпретация лабораторных данных

Расчетная плотность и кривая плотности

Используемые выражения:

Насыпная плотность, r (Мг / м)	1.84	2,00	2,10	2,12	2,09	2,05
Содержание воды, w	0,084	0,106	0,129	0,144	0,166	0,186
Плотность в сухом состоянии, r _d (Мг / м)	1,70	1,81	1,86	1.851	1,79	1,73

Интерпретация лаборатории данные

Кривые воздушных пустот

Используемое выражение:

Содержание воды (%)	10	12	14	16	18	20
r _d когда A _v = 0%	2.13	2,04	1,96	1,89	1,82	1,75
r _d когда A _v = 5%	2,02	1,94	1,86	1,79	1,73	1,67
r _d когда A _v = 10%	1,91	1,84	1,76	1.70	1,64	1,58

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:

Уплотняющее усилие: тип установки + количество проходов

Содержание воды: можно увеличить, если сухо, и наоборот

Тип почвы: повышенная плотность с хорошо структурированными почвами; мелкие почвы имеют более высокое содержание воды
Конечный результат спецификации требуют предсказуемых условий
Спецификации метода являются предпочтительными в Великобритании.

Спецификация и контроль качества

Технические характеристики конечного результата

Целевые параметры указаны на основании результатов лабораторных испытаний:

Оптимальный рабочий диапазон содержания воды, т. Е. 2%
Оптимальный допуск по содержанию воздушных пустот, т.е. 1,5%

Для почв более влажных, чем w _opt, можно использовать цель A _v, например
10% для насыпных земляных работ
5% за важную работу

Метод конечного результата не подходит для очень влажных или изменчивых условий.

Спецификация и качество контроль

Технические характеристики метода

Уточнена процедура участка с указанием:

тип растения и его масса
максимальная толщина слоя и количество проходов.
Этот тип спецификации больше подходит для почв более влажных, чем w _opt, или для условий местности. переменные — это часто бывает в Великобритании. Департамент транспорта публикует широко используемую спецификацию метода для использования в Великобритании.

Уплотнение

Значение влажности

Это процедура, разработанная Лабораторией дорожных исследований с использованием только одной пробы, что позволяет ускорить и упростить лабораторные испытания на уплотнение. Определяется минимальное усилие уплотнения для почти полного уплотнения. Грунт, помещенный в форму, уплотняется ударами трамбовки высотой 250 мм; измеряется проникновение после каждого удара.

Значение состояния влажности

Аппараты и размеры

Цилиндрическая форма с проницаемой опорной плитой:: внутренний диаметр = 100 мм, внутренняя высота не менее 200 мм
Трамбовка плоская:: диаметр торца = 97 мм, масса = 7.5 кг, высота свободного падения = 250 мм
Грунт:: 1,5 кг через сито 20 мм

Значение состояния влажности

Методика испытаний и график

Сначала опускают трамбовку на поверхность почвы. и позволял проникать под собственным весом
Затем трамбовку устанавливают на высоту 250 мм и упал на землю
Пробивная способность измеряется до 0.1 мм
Высота трамбовки сброшена на 250 мм, а падение повторяется до тех пор, пока не перестанет происходить проникновение, или пока не произойдет 256 капель
Изменение проникновения ( Dp ) регистрируется между изменениями для заданное количество ударов ( n ) и что для 4n ударов
Построен график Dp / n и линия, проведенная через самый крутой участок.
Значение влажности (MCV) определяется по формуле пересечение этой линии и специальная шкала

Значение состояния влажности

Пример графика и определение MCV

После нанесения Dp на количество ударов n, проводится линия через самый крутой участок.

Пересечение этой линии и линия проникновения 5 мм дают MCV

Определяющее уравнение: MCV = 10 log B
(где B = количество ударов, соответствующих 5 мм проникновению)

На примере графика здесь указано MCV, равное 13.

Значение состояния влажности

Значение MCV в земляных работах

Тест MCV является быстрым и дает воспроизводимые результаты, которые хорошо коррелируют с техническими характеристиками.В связь между MCV и содержанием воды в почве близка к прямой, за исключением сильных переуплотненные глины. желаемое значение недренированной прочности или сжимаемости может быть связано с ограничивая содержание воды, и поэтому MCV можно использовать в качестве контрольного значения после калибровки MCV по сравнению с w для почвы. An приблизительная корреляция между MCV и прочностью на сдвиг без дренажа была предложена Парсонс (1981).

Log с _u = 0,75 + 0,11 (MCV)

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 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

Iowa 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 в исследовании, проведенном Университетом штата Огайо. Эффект уплотнения был измерен 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).

Объединяет

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 против комбайна John Deere 9600 с другим расположением гусениц. Сдвоенные шины зернового прицепа, безусловно, вызывают наихудшее уплотнение. Результаты (Рисунок 26), от худшего до наименьшего уплотнения:

Зерновоз с двумя шинами.
Комбайн с одинарными шинами 30,5L32 при давлении 34 фунта на квадратный дюйм.
Комбайн с полугусеничной системой со средним давлением 10 фунтов на кв. Дюйм.
Комбайн со сдвоенными шинами 18.4R38, давление 26 фунтов на кв. Дюйм.
Комбайн с широкими шинами 68×50.0-32, накачанный под давлением 24 фунта на квадратный дюйм.
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.Исследователи предположили, что чем ниже давление накачки, тем лучше для пористости почвы.

Земляные работы по выемке грунта и уплотнению; Что нужно знать

Выемка грунта и профилирование могут быть увлекательной частью строительного проекта. Приятно смотреть на мощное тяжелое оборудование, которое с максимальной пользой использует опытный оператор. Объем земляных работ варьируется от рытья опор для небольшого здания до перемещения миллионов кубических ярдов земли.Однако все земляные работы объединяет то, что тщательное планирование является ключом к успеху.

Необходимо дать определение нескольким терминам. Раскопки часто используют как широкий термин, который включает выемку (или выемку) и насыпь (или насыпь). Вырез определяется как удаление материала для снижения отметки области. Заливка определяется как размещение материала для повышения отметки области. Уплотнение должно происходить во время операции заполнения, чтобы увеличить плотность помещаемого грунта.Другой распространенный сбой при земляных работах — это выемка грунта и рытье траншеи.

Набухание и усадка — два важных и часто неправильно понимаемых термина. Рассмотрим простой пример: вырыть яму объемом 1,0 кубический ярд с помощью лопаты и бросить землю в тачки. В земле 1,0 кубический ярд почвы находится в девственном (или естественном) состоянии. При перекопывании в тачки почва находится в рыхлом (или с меньшей плотностью) состоянии и, вероятно, имеет объем 1.От 2 до 1,4 кубических ярдов. Этот процесс увеличения объема почвы от девственного состояния до рыхлого называется набуханием.

С другой стороны, усадка возникает, когда та же самая почва помещается обратно в яму объемом один кубический ярд и должным образом уплотняется. В зависимости от типа почвы конечный объем может составлять 0,9 куб. Ярда или 1,1 куб. Ярда. Вышеупомянутое объясняет, почему, когда кто-то копает и повторно засыпает яму, иногда не хватает почвы для заполнения ямы, а иногда остается почва.

Отличная таблица, показывающая веса, коэффициенты набухания и коэффициенты усадки для различных материалов, приведена ниже.Таблица характеристик — это постоянно растущий объем знаний, в который за последние 100 лет внесли множество вкладов. Все указанные значения обязательно являются приблизительными. Каменные материалы обозначены следующим образом: I — вулканический; S, осадочный; или М, метаморфический. Кубический ярд в колонне среза предполагает естественную влажность и имеет отклонение + 10%. Свободный столбец кубического ярда имеет отклонение +33 процента. Например, следует предположить, что влажная глина с данным набуханием 40 процентов имеет диапазон набухания от 30 до 53 процентов.2 процента. Кубический ярд в колонне наполнения также имеет отклонение на 33% и предполагает механическое уплотнение при соответствующем уровне влажности.

При выемке грунта и профилировании площадки наиболее частыми проблемами являются неправильное уплотнение, неправильные окончательные отметки и работа за пределами указанной области, которая должна быть нарушена. Не существует волшебства, простых ответов или процедур, которые позволили бы избежать вышеуказанных проблем.

Неправильное уплотнение почвы — распространенная и часто трудная проблема.В предыдущем разделе «Инженерия и геология почвы» обсуждались технические аспекты уплотнения почвы. Практические, полевые задачи включают:

Почва слишком влажная: ее необходимо аэрировать или смешать с сушильными материалами.
Почва для высыхания: нужно добавить воды
Подъемники для слишком глубокого уплотнения: уменьшить глубину подъема
Различные типы почвы: проверьте, соответствует ли тест Проктора (тест, который измеряет плотность образца почвы для других тестов) типу встречающейся почвы
Инспектор грунта задерживает операции по уплотнению, чтобы провести испытания: попытаться создать командную среду и спланировать проведение испытаний для всеобщего блага.

Проблемы с неправильными окончательными отметками и выходом за рамки указанных в контракте ограничений более очевидны. Подрядчик земляных работ, безусловно, должен нести ответственность за свою работу, единственная реальная проблема связана с определением ошибки. Разработчик сайта должен знать об этой потенциальной проблеме и разработать собственное решение для ее решения.

В целом, лучшие решения следующие:

Руководитель строительства должен быть осведомлен о конкретных требованиях в максимально возможной степени (т.е. понимать всю работу) и иногда проверять на месте.
По возможности субподрядчики, следующие за классификацией площадки, должны проверить и принять предыдущие работы до начала.

Несмотря на то, что подрядчик по земляным работам несет полную ответственность за свою работу, график проекта или качество могут быть нарушены, если ошибки будут обнаружены слишком поздно. Выше приведены некоторые проблемы, с которыми можно столкнуться в этой области, и возможные решения. Во многих случаях решения кажутся простыми в применении, но довольно сложными и дорогостоящими.Независимо от сложности, работа на сайте почти всегда имеет решающее значение для своевременного завершения проекта и должна быть приоритетом для разработчика сайта, как и C&C Site Development. Важно иметь опыт, который охватывает огромное количество проектов в одной и той же области, чтобы полностью понимать и преодолевать возможные результаты.

Помните, что если у вас намечается какой-то проект, сейчас самое время позвонить в C&C Site Development за помощью и советом.Мы можем перенести ваш проект с необработанной площади на готовую площадку так же легко, как позвонив в C&C, позвоните нам сейчас, мы можем помочь:

C&C Site Development готова помочь вам сегодня.

Мы предлагаем опыт и лидерство посредством консультационных услуг на всех этапах строительства, повышая эффективность и, в конечном итоге, прибыльность.
Наша ответственная практика проведения торгов вместе с нашими эффективными и профессиональными административными услугами доказала свою эффективность при запуске и успешном завершении проектов при постоянной поддержке.
Наши системы и философия находятся на переднем крае отраслевых стандартов, а цели, которые мы ставим с помощью проверенных тактик, повышают эффективность проектов и их прибыльность.

Свяжитесь с C&C Site Development сегодня, чтобы назначить консультацию.

Уплотнение почвы | Окружающая среда, земля и вода

Распечатать

Хорошая структура почвы важна для движения воды, газов и корней, которые имеют решающее значение для здоровой почвы.Уплотненным грунтам не хватает хорошей структуры почвы, так как воздушные пространства, необходимые для движения воды, газов и корней растений, сжимаются.

Некоторые почвы имеют естественные уплотненные слои, которые ограничивают проникновение воды, вызывают заболачивание и ограничивают рост растений. Однако при постоянной вспашке на одной и той же глубине и движении тяжелой техники на влажных почвах могут образовываться похожие уплотненные слои.

Уплотнение почвы может повлиять на целый ряд почв и климатических зон и может повлиять на различные отрасли промышленности, например.грамм. земледелие, выпас скота и лесное хозяйство.

Факторы, влияющие на уплотнение почвы

Факторы, способствующие уплотнению почвы, включают:

внедрение более тяжелой техники — более тяжелые комбайны и выкатные бункеры привели к тому, что почвы подвергаются большим нагрузкам.
частая обработка почвы — это может привести к образованию плуга. образование, представляющее собой твердый или зацементированный слой почвы на глубине плуга
Обработка, когда почва влажная — почва более пластична во влажном состоянии и, следовательно, более восприимчива к сдвигу и сжатию.

Эффекты

Реакция грунта на силы уплотнения (сжатие и сдвиг)

Глинистые и илистые почвы наиболее подвержены уплотнению, поскольку их частицы дольше удерживают больше воды, чем пески или суглинки. В результате глинистые почвы остаются в пластичном состоянии, иногда в течение всего года, что означает, что они будут сжиматься и сдвигаться при приложении к ним нагрузки.

Уплотнение почвы может привести к:

плохому росту корней, что снижает урожайность из-за плохого поглощения воды и питательных веществ
трудности с обработкой почвы и подготовкой посевного ложа
уменьшение количества воды, попадающей в почву в виде дождя или орошения
снижение структурной стабильности почвы
снижение эффективности удобрений — поскольку большие блоки уплотненной почвы предоставляют мало поверхностей для удержания и высвобождения удобрений для роста сельскохозяйственных культур
почва, для обработки которой требуется больше лошадиных сил (и топлива) — посевные орудия менее эффективен в уплотненной почве и в результате плохая всхожесть.

Доказательства

Признаки уплотнения почвы, которые следует искать на поверхности почвы:

Повышенная комковатость почвы
Поверхностные комья, устойчивые к разрушению после дождя или обработки почвы
скопление воды на гусеницах и поворотных полосах
колесных гусениц с размазанный вид
плохое укоренение урожая в колесных колее
полегание, неравномерный рост растений и неравномерное созревание урожая.

Симптомы, которые следует искать под поверхностью почвы (используйте лопату, очистите рыхлый верхний слой почвы и закопайте подпочву):

твердая зона ниже глубины обработки (обратите внимание, что влажная почва будет мягкой, но все же уплотненная)
почва остается в твердых комьях, когда вы пытаетесь ее разорвать
почва, кажется, не имеет структуры
плоские, тусклые грани на грунтовых основаниях
искаженная корневая система сельскохозяйственных культур (так называемая болезнь прямого угла).

Предотвращение уплотнения почвы и управление ею

Существует ряд способов минимизировать уплотнение почвы и управлять им, включая:

снижение частоты обработки почвы — предпочтительно путем принятия системы нулевой обработки почвы. влажный — посев и борьба с сорняками — это 2 периода повышенного риска, поскольку они обычно следуют за хорошими дождями
с использованием теста на предел пластичности (если можно выкатить стержень диаметром 3 мм из глинистой почвы, значит, почва слишком влажная для культивирования)
уменьшает уплотненную площадь за счет ограничения как можно большего количества операций обработки почвы и движения одними и теми же колесными колеями — практика, известная как обработка земли с контролируемым движением или выращивание технологических колей.
с использованием проходимых шин низкого давления на всем оборудовании, особенно на тракторах, харвестерах и тягачах (если узкие шины невозможны)
остальное сбрасывание бункеров и грузовиков на край загона во время уборки урожая
, что способствует накоплению органических веществ — рекомендуется чередование пастбищ.

Наиболее важным фактором, определяющим степень и серьезность уплотнения почвы, является содержание влаги во время приложения нагрузки.

Восстановление поврежденных участков

Варианты восстановления уплотненного грунта могут быть биологическими, механическими или и тем, и другим.

Хотя глинистые почвы наиболее подвержены уплотнению, многие из них имеют встроенный механизм восстановления разрушенной структуры. Они набухают и сжимаются при намокании и высыхании, что вызывает растрескивание и разрушение уплотненной почвы.

Корни сельскохозяйственных культур создают поры в почве и способствуют образованию трещин в растрескивающейся почве. Этот биологический разрыв представляет собой безопасную форму восстановления уплотнения почвы. Наилучший ответ достигается при чередовании культур или выращивании промежуточных культур для получения различных укоренений.

Сравнение уплотненного грунта из-под колеи трактора (слева) с рыхлой рыхлой почвой между колеями (справа)

Обработка

Обработка сухой почвы ускоряет естественное разрушение комьев.Эта обработка должна быть неглубокой, чтобы более глубокая (и обычно более влажная) почва не уплотнялась. Перед тем как начать, проверьте профиль влажности почвы, по крайней мере, на глубину культивации, чтобы убедиться, что почва сухая и будет трескаться, а не размазываться.

Рифление

Глубокое рыхление следует использовать только в крайнем случае. Рыхление влажной почвы приведет к ее дальнейшему размазыванию и уплотнению. Если почва достаточно сухая для глубокого рыхления, сначала следует обработать загон, чтобы на поверхности оставалось немного рыхлой почвы.Это делает последующие операции по обработке почвы более комфортными для оператора и помогает быстрее восстановить посевное ложе до приемлемого состояния почвы.

Знайте факты о уплотнении | Для Construction Pros

Существуют различные типы уплотняющего оборудования, предназначенного для различных применений, но основная цель одна и та же: уплотнение почвы с целью создания прочного основания.Технически уплотнение почвы — это удаление из почвы воздушных пустот с помощью приложенной силы. С меньшим количеством воздушных пустот почва становится более плотной и способна выдерживать больший вес.

Механическое уплотнение грунта ускоряет естественный процесс оседания грунта и, в некоторых случаях, делает возможным строительство на маргинальных строительных площадках. Вкратце, трамбовки используются на ограниченных участках на связных / глинистых почвах. Пластинчатые уплотнители используются на ограниченных территориях, обычно для уплотнения песчаных и гравийных грунтов, а траншейные уплотнители используются на связных грунтах в траншеях или на больших площадях и прилегающих к конструкциям.Выбор подходящей машины для работы зависит от ряда факторов.

Почва будет вашим проводником

При выборе подходящей уплотнительной машины для работы лучше всего начать с правильной идентификации почвы. Почвы делятся на две основные категории: зернистые и связные. Гранулированные почвы состоят в основном из песка и гравия. Частицы достаточно крупные и крупные, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.

Гранулированный грунт можно формовать, но он легко крошится. Они лучше всего уплотняются энергией вибрации, которая снижает силы трения на контактных поверхностях, позволяя частицам свободно падать под их весом.В то же время, когда частицы почвы вибрируют, они на мгновение отделяются друг от друга, позволяя им поворачиваться и скручиваться, пока они не найдут положение, ограничивающее их движение.

Зернистые почвы слабо связаны, поэтому влага легко отводится. Они представляют собой отличную основу для строительства и не требуют ударов или трамбовки.

Читать дальше: Наука уплотнения почвы

С другой стороны, связные почвы состоят из илов и глин.Частицы очень маленькие и кажутся гладкими при растирании между пальцами. Во влажном состоянии связные почвы липкие, и им можно придать практически любую форму. В сухом состоянии этот тип почвы имеет тенденцию быть очень твердым и трудно крошащимся.

Связные грунты лучше всего уплотняются ударной силой. Ударная сила трамбовки или траншейного катка вызывает эффект сдвига, который выдавливает воздушные пустоты и лишнюю воду между частицами.

Некоторые почвы подходят для строительства, а другие — нет.Целью уплотнения является увеличение несущей способности, предотвращение оседания и уменьшение просачивания воды и повреждений от мороза. Если почва не уплотнена должным образом, конструкция, построенная на фундаменте, не будет должным образом поддерживаться.

Виды техники для уплотнения грунта

После того, как тип почвы определен, рассмотрите объем работы, чтобы определить, какое оборудование будет уплотнять этот тип почвы за наиболее эффективное время. Виброплиты очень маневренные, поэтому они идеально подходят для работы в ограниченном пространстве.Катки имеют преимущество на больших открытых площадках, где есть много места для передвижения.

Та же логика применима к трамбовщикам. Трамбовщик следует использовать на связных грунтах в ограниченном пространстве, а траншейный каток (с подушечным барабаном) следует использовать в траншеях большего размера и на открытых площадках.

Панели

обычно делятся на три класса:

Передние пластины — считаются начальным уровнем и в основном используются для сложных пейзажей, таких как жилые дома или тротуары, которые меньше и имеют размер от 2 до 4 дюймов.подъемники
Реверсивные от малых до средних
Реверсивные большие

Реверсивные подъемники популярны среди профессионалов, поскольку они позволяют сэкономить время и деньги. Они быстро выполняют работу, удобны для оператора, но больше по размеру и их труднее транспортировать.

Читать далее: Формула возмещения затрат на оборудование

Повышение безопасности с помощью уплотнительного оборудования

Уплотнение почвы как приложение не сильно изменилось за прошедшие годы, но в уплотняющее оборудование были внесены улучшения в отношении долговечности, технического обслуживания и комфорта оператора.Более того, повышение осведомленности и забота о безопасности, вероятно, является самой большой тенденцией, влияющей на уплотнительное оборудование.

Концепция безопасности выходит за рамки традиционной концепции защиты оператора от несчастного случая с травмой. Теперь она расширяется, чтобы защитить оператора от длительного воздействия шума, вибрации рук и выхлопных газов.

Пример общей защиты оператора и рабочей площадки можно найти в современных траншейных уплотнителях, которые обеспечивают дистанционное управление с помощью радиочастоты или инфракрасного излучения.Например, с помощью траншейного катка RTxSC3 с инфракрасным дистанционным управлением от Wacker Neuson оператор остается вдали от пыли и шума, производимых машиной, но всегда должен находиться в пределах прямой видимости от контроллера до принимающего глаза. Эта технология управления устраняет опасные слепые зоны, если агрегат перемещается за препятствиями и другими препятствиями или если оператор отвлекается, обеспечивая лучшую защиту рабочей площадки и рабочих.

Компания Wacker Neuson добавила третью приемную проушину наверху катка, которая обеспечивает бесперебойную работу при движении катка под поперечинами опор.Кроме того, машина перестанет двигаться и вибрировать, если оператор окажется в пределах трех футов от чувствительных глаз катка или отпустит джойстики контроллера, следя за тем, чтобы оператор всегда находился на безопасном расстоянии от машины.

Со своей стороны, BOMAG использует радиочастотное дистанционное управление на своих траншейных уплотнителях, поскольку это позволяет оператору сохранять безопасное расстояние от траншейного уплотнителя или опасной зоны, обеспечивая при этом максимальную надежность. Траншейные уплотнители BOMAG также оснащены системой безопасности оператора BOMAG (BOSS), которая автоматически отключает машину, если оператор оказывается на опасном расстоянии от машины во время работы.

При использовании трамбовки в траншеях возникает одна проблема: в глубоких траншеях выхлопу негде выйти. Окись углерода (CO) представляет потенциальную опасность для здоровья оператора. В сотрудничестве с производителем двигателей Honda и в соответствии с Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft (Профессиональная ассоциация строительной индустрии в Германии) Weber MT разработал трамбовку с низким уровнем выбросов SRV 590. Улучшенный уровень выбросов этой новой модели с GXR 120 двигатель свел оценку риска этой машины к безвредной.

Тем не менее, управление трамбовкой — непростая задача для оператора, когда тысячи фунтов силы уплотнения ударяются о землю со скоростью 700 ударов в минуту. Чтобы помочь оператору усвоить удар, все оборудование Weber MT оснащено различными амортизаторами, расположенными по всей машине, для обеспечения комфорта оператора и плавной работы.

Точно так же уплотнители с виброплитой, движущиеся вперед, предлагают дополнительную функцию комфорта, которая помогает защитить оператора от таких вещей, как повреждение нервов, что типично при работе с уплотнительным оборудованием.Однако точное управление машинами, оснащенными направляющей шиной с низким уровнем вибрации, может быть довольно сложной задачей.

Однонаправленные виброплиты CF 1 PRO, CF 2 PRO и CF 3 PRO представляют собой виброплиты, специально разработанные с направляющими стержнями, которые обеспечивают низкие вибрации рук, а также точное управление машиной для длительного использования. С учетом этого направляющая шина была отделена от ручки, чтобы обеспечить эластичное соединение между двумя компонентами. Захваты с резиновым покрытием снабжены «амортизатором», установленным на кронштейне из высококачественного стекловолокна с помощью небольшого сильфона.

Технология помогает безупречно работать

Трудно судить о производительности уплотнения, но многие современные машины оснащены визуальными индикаторами уплотнения, чтобы убедиться, что они используются в пределах своих рабочих параметров. Это особенно полезно для менее опытных операторов. Индикаторы могут защитить от недостаточного и чрезмерного уплотнения. Wacker Neuson, например, предлагает систему контроля уплотнения Compatec для своих больших реверсивных пластин.

Compatec — это удобный для чтения дисплей, который оператор может видеть во время работы машины.Он быстро дает оператору обратную связь об относительном ходе уплотнения, а также предупреждает оператора, когда машина чрезмерно уплотняет материал.

Аналогичным образом, технология COMPATROL-CCD Weber MT работает через датчик, установленный на опорной плите каждого уплотнителя почвы. Во время уплотнения этот датчик измеряет изменения в вибрационном поведении плиты. Такое поведение напрямую связано с жесткостью или плотностью уплотняемого грунта.

Используя анализ частотного диапазона, система может в режиме реального времени предоставлять информацию о состоянии уплотнения почвы, указывая ее состояние оператору с помощью шкалы светодиодов на встроенной приборной панели.Если другие светодиоды не загораются во время последовательных проходов по почве, оператор знает, что достигнуто максимальное уплотнение.

Реверсивные виброплиты BOMAG предлагаются с индикатором жесткости почвы Economizer, который мгновенно отображает результаты определения жесткости почвы на светодиодном индикаторе. Это позволяет операторам быстро реагировать на изменяющиеся условия и дает им уверенность в том, что работа выполнена правильно. Это не только обеспечивает качество уплотнения, но и экономит время и деньги, позволяя выполнять работы за меньшее количество проходов.

Прочность и экономичность

Современные трамбовки более прочные и долговечные. Например, недавние изменения в трамбовках Wacker Neuson включают уникальную четырехступенчатую систему фильтрации воздуха. Сюда входит усовершенствованный циклонный предварительный фильтр, предназначенный для более эффективного удаления пыли. Основной элемент с пропускной способностью на 20% больше, чем в предыдущей конструкции, по-прежнему использует движение трамбовки для самоочистки, а фильтр «последнего шанса» четвертой ступени предотвращает попадание пыли во время замены фильтра.

Пыль — неотъемлемый враг двигателей, поэтому эта новая система фильтрации обеспечит практически свободный от пыли двигатель, увеличивая срок его службы и повышая долговечность.

Экономия топлива — еще одна область технического прогресса. Имея это в виду, BOMAG разработала свою систему управления ECOMODE, которая обеспечивает минимальный расход топлива.