Коэффициент уплотнения грунта: Определение коэффициента уплотнения грунта

Содержание

что такое и как рассчитать

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.

Коэффициент уплотнения керамзита
Коэффициент уплотнения ПГС
Коэффициент уплотнения песка
Коэффициент уплотнения почвосмеси
Коэффициент уплотнения ПЩС
Коэффициент уплотнения щебня

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.

Наименование материала	Коэффициент уплотнения
ПГС	1,2
ПЩС	1,2
Песок	1,15
Керамзит	1,15
Щебень	1,1
Многокомпонентная почвосмесь	1,5

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:

Асфальт
Глина
Грунт
Керамзит
Отсев
ПГС
Песок
Скальный грунт
Уголь
Щебень

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.

Определение коэффициента уплотнения грунта с ДПГ Заказать в Сибгео

При строительстве любого производственного объекта, от многоэтажного здания до мостов, определяют характеристики грунта.

Чтобы получить сведения о свойствах грунта, проводят ряд исследований со специализированным оборудованием. Данные анализа нижних слоев земли позволяют определить его структуру и состав, степень однородности, выбрать тип фундамента.

Определение уплотнения грунта

Искусственные или насыпные (техногенные) основания — это естественные грунты, структура которых подверглась изменениям в результате перемещения при производственной и хозяйственной деятельности человека.

К категории насыпных (с добавлениями песка, щебня, других насыпных материалов) относят грунты:

обратной засыпки;
насыпей и других сооружений из земли;
оснований пола разных объектов.

Для них характерны неоднородность, неравномерность сжимаемости, просадочность, продолжительность периода консолидации, низкие показатели прочности.

Основная проблема при строительстве на участках с насыпными грунтами в основании — контроль качества уплотнения.

Насыпные основания уплотняют для улучшения строительных качеств основания. Если уплотнение выполнили некачественно, возможны деформации в строительных конструкциях, неравномерность осаживания, снижение эксплуатационных характеристик объектов с последующим разрушением. Для качественного результата важно правильно выбрать методику уплотнения и оборудование.

Определение коэффициента уплотнения грунта динамическим плотномером — важный этап строительных работ. Показатель характеризует изменения объемов сыпучих материалов до трамбовки и после утрамбовки насыпей.

Наличие протокола по результатам коэффициентов уплотнения — обязательно, чтобы начать строительные работы. При отсутствии протокола, оформленного согласно существующим требованиям, значительно растут риски деформации строительной конструкции или полного разрушения. Если протокола нет, на строительную компанию накладываются санкции вплоть до запрета проводить работы и штрафы на значительные суммы при нарушении запрета.

Коэффициент уплотнения определяют как соотношение показателя плотности слоя грунта в насыпях, достигнутое в результате проведенных работ, к показателю фактической плотности грунта по нормам ГОСТ 22733. По результатам анализа определяют соотношение общей и максимальной плотности, где анализируют его отдельные элементы в виде зерен, между которыми обычно располагаются пустоты или поры.

Коэффициент уплотнения 0,95 или выше свидетельствует о высоком качестве уплотнения и наличии условий для нормальной эксплуатации объекта. Коэффициент 0,98 закладывается в проект обустройства оснований под высокоточное оборудование или обустройства подземных резервуаров.

Определение уплотнения грунта Определение коэффициента уплотнения грунта Определение коэффициента уплотнения грунта с использованием ДПГ Определение коэффициента уплотнения грунта динамическим плотномером Метод определения коэффициента уплотнения грунта Коэффициент уплотнения грунта

Оценка плотности грунтов ДПГ

Практичный метод оценки плотности — исследования с динамическим плотномером ДПГ-1. 2. С помощью этого прибора, действие которого основано на принципе падающего груза, определяют динамическую упругость на основе данных силы удара и показателей деформации.

Во время определения коэффициента уплотнения, динамический плотномер измеряет амплитуду полного перемещения (осадки) грунта под воздействием ударной нагрузки посредством платформы или круглой плиты. В ходе испытаний электронным блоком в автоматическом режиме записываются передаваемые датчиками сигналы, на основе информации которых микропроцессор определяет амплитуду осадки.

Для исследований ДПГ-1,2 выполняет следующие действия:

измеряет силу удара и величину усадки;
вычисляет динамический модуль упругости оснований и грунтов.

Основные преимущества этого метода:

высокая скорость выполнения измерений;
точность и объективность результата.

Еще одно достоинство методики — быстрое обследование значительного участка территории. Необходимость быстро оценить плотность возникает при изменениях хода строительных работ из-за внешних факторов или при форс-мажорных обстоятельствах.

Для ускорения получения сведений, метод падающего груза применяют с методом режущего кольца.

Процесс исследования состоит из двух основных этапов:

На основе показаний исследований по методу режущего кольца, выполненных на нескольких участках отбора проб, выполняют калибровку ДПГ.
Данные калибровки применяют для определения коэффициента в других точках, что позволяет получить результаты по участку работ.

Недостаток методики с применением ДПГ-1,2 — невозможность исследований на большей части участков пылево-глинистых грунтов.

Сферы применения методов определения уплотнения с ДПГ

С помощью методики получают достоверные данные о несущей способности:

несущих слоев;
подстилающих слоев;
грунтовых оснований.

Метод определения уплотнения грунта с применением ДПГ применяют для следующих задач:

Проведение земляных работ (для оценки качества уплотнения засыпки траншей, каналов, фундаментов).
Оценка качества оснований для сооружения ж/д полотен и дорог.
Обследование дорожных обочин и насыпей.

Метод обеспечивает быстрое получение информации. Это важно, когда требуется срочно принять решение по конкретному строительному участку.

Определение коэффициента уплотнения с компанией «СибгеоПро»

Инженеры «СИБГЕОПРО» с 2013 года проводят разные виды анализа грунтов. У компании собственная лаборатория и новое оборудование, есть аккредитация от ОАО «НТЦ Промышленная безопасность».

Выполняем заказы любой срочности качественно и в сжатые сроки. Результаты выполненных исследований применяют в проектных и других технических документах.

Работа с компанией «СИБГЕОПРО» — это:

гарантировано высокая точность результатов исследований;
короткие сроки выполнения заказов;
возможность заказа срочного анализа;
комплексное обслуживание.

Предлагаем также расчет несущей способности грунта с определением точных параметров почв на конкретном участке.

Наименьший коэффициент уплотнения грунта

Элементы земляного полотна	Глубина расположения слоя от поверхности покрытия, м	Наименьший коэффициент уплотнения грунта при типе дорожных одежд
		капитальном			облегченном и переходном
		в дорожно-климатических зонах
		I	II, III	IV, V	I	II, III	IV, V
Рабочий слой	До 1,5	0,98-0,96	1,0-0,98	0,98-0,95	0,95-0,93	0,98-0,95	0,95
Неподтопляемая часть насыпи	Свыше 1,5 до 6	0,95-0,93	0,95	0,95	0,93	0,95	0,90
	Свыше 6	0,95	0,95	0,95	0,93	0,95	0,90
Подтопляемая часть насыпи	Свыше 1,5 до 6	0,96-0,95	0,98-0,95	0,95	0,95-0,93	0,95	0,95
	Свыше 6	0,96	0,98	0,98	0,95	0,95	0,95
В рабочем слое	До 1,2	—	0,95	—	—	0,95-0,92	—
выемки ниже зоны сезонного промерзания	До 0,8	—	—	0,95-0,92	—	—	0,90
Примечание: больше значения коэффициента уплотнения грунта следует принимать при цементобетонных покрытиях и цементогрунтовых основаниях, а также при дорожных одеждах облегченного типа, меньшие значения — во всех остальных случаях.

Тип грунта	Контрольное значение коэффициента уплотнения при нагрузке на поверхность уплотненного грунта, МПа, при общей толщине отсыпки, м
	0				0,05-0,2				Св. 0,2
	Не более 2	2,01-4	4,01-6	Св. 6	Не более 2	2,01-4	4,01-6	Св. 6	Не более 2	2,01-4	4,01-6	Св. 6
Глинистые	0,92	0,93	0,94	0,95	0,94	0,95	0,96	0,97	0,95	0,96	0,97	0,98
Песчаные	0,91	0,92	0,93	0,94	0,93	0,94	0,95	0,96	0,94	0,95	0,96	0,97
Примечание — Коэффициентом уплотнения называется отношение достигнутой плотности сухого грунта к максимальной плотности сухого грунта, полученной в приборе стандартного уплотнения по ГОСТ 22733.

Коэффициент уплотнения грунта в Москве

Посмотрите наши преимущества

Команда профессионалов С 2008 года гарантируем качество работы и завоевываем признание клиентов

Соблюдение сроков Согласовываем с вами сроки выполнения работ и сдаем вовремя

Всегда на связи Отвечаем на все вопросы до и после выполнения работ

Прозрачные условия Сюрпризов не будет: работаем по договору и соблюдаем условия

Работа по договору Выполняем все работы
по официальному договору

Оплата любым способом Наличный и безналичный расчет,
рассрочка на 3 месяца

Фотогалерея

Коэффициент уплотнения грунта – это относительная величина, которая определяется как отношение плотности грунта к его максимально возможному показателю. Максимальная плотность достигается путем сжатия образца, во время которого воздух из его пор удаляется полностью. Именно его наличие в грунте в естественном состоянии и снижает плотность. Определить этот параметр могут специалисты нашей лаборатории, которые проведут необходимые исследования на плотность грунта в естественном состоянии и на определение ее максимального значения, а также выполнят необходимые расчеты.

Показатели уплотнения для различных материалов

По коэффициенту уплотнения грунта проводятся расчеты при проектировании строительных работ. Этот показатель позволяет определить, насколько просядет грунт под действием веса возводимой на площадке конструкции, а также какую это даст усадку зданию или другим видам сооружений. Также по этому параметру учитывается насколько необходимо уплотнить грунт перед началом строительства, чтобы избежать сильной усадки, которая может привести к серьезным повреждениям и деформациям всей конструкции.

Коэффициент уплотнения рассчитывается не только для грунта, но и для песка или щебня, которые используются в качестве подушки под фундамент и в других строительных или ремонтных работах. Для песка допустимыми показателями в зависимости от назначения его использования будут следующие коэффициенты уплотнения:

обратная засыпка котлована – 0,95;
обратная засыпка траншей или пазух – 0,98.

Для площадки, на которой будет возводиться здание, допустимым показателем коэффициента уплотнения подготовленного к строительству грунта будет – 0,98.

Показатели уплотнения для щебня ниже, так как он имеет больший размер фракций. Коэффициент уплотнения щебня с фракциями 40-70 и маркой не ниже М800, который чаще всего используется в качестве подушки, допустимый коэффициент уплотнения – 0,8 и выше.

Специфика определения коэффициента уплотнения

Максимальное уплотнение грунта возможно при оптимальной для этого влажности, которая насчитывается для каждого типа грунта отдельно. Поэтому для определения коэффициента уплотнения грунта необходимо учитывать:

показатели естественной влажности;
рассчитанную оптимальную влажность.

Для песка также важно учитывать влажность материала. И для щебня, и для песка одним из решающих факторов, влияющих на этот параметр, является размер фракций.

Методы уплотнения и вычисление коэффициента

Чаще всего для проведения испытаний в лаборатории применяются методы приложения статический или вибрационной силы. В ходе испытаний образцы также подвергается дополнительному воздействую: выстукиванию, увлажнению, кипячению. Это поваляет измерить показатели на разных стадиях испытаний и провести расчеты оптимальных показателей коэффициента уплотнения с учетом других параметров. Таким путем вычисляется максимальная плотность и оптимальная влажность.

Расчет коэффициента уплотнения осуществляется после проведенных испытаний, в ходе которых удалось добиться максимальной плотности. Расчеты сводятся к вычислению отношения фактической плотности к максимальной.

Типология методов уплотнения грунта, песка и щебня

Статические методы уплотнения позволяют использовать для достижения результата только собственный вес применяемого оборудования. Для изменения нагрузки потребуется изменить площадь контакта оборудования с поверхностью или использовать приспособления с другой массой. Этот метод уплотнения не обеспечивает действия на достаточную глубину и может применяться только в небольших проектах, где достижение высокой плотности на глубине не требуется. Для выполнения этой работы используются катки.

Вибрационное оборудование для уплотнения позволяет добиться результатов на большей глубине, так как оказывает комбинированное статическое и динамическое воздействие на поверхность. Вибрационный импульс передается от оборудования между частицами, что приводит их в движение и уменьшает трение. Этот способ ранее использовался только для несвязных материалов – песка или щебня, однако современное оборудование позволяет проводить уплотнение вибрационным способом и на глинистых грунтах.

Нормативные документы

Требования к испытаниям методом стандартного, которые позволяют провести определение коэффициента уплотнения указаны в ГОСТ 22733-2002. Применение метода режущего кольца регламентировано ГОСТ 5180-84, а упаковка и маркировка проб для выполнения испытаний в лабораторных условиях – ГОСТ 12071-2000.

К коэффициенту уплотнения и методикам работ при выполнении строительных работ выдвигаются требования СНиП 3.06.03-85 – для автомобильных дорог, СНиП 2.02.01-83 – для насыпей и обратных засыпок, а также для грунтовых подушек.

Как определяют коэффициент уплотнения?

Для выполнения этой работы в лабораторных условиях необходимо получить образцы грунта или сыпучих материалов. До начала испытаний их взвешивают и измеряют объем. По этим данным насчитывается фактическая плотность образца.

Далее образец прессуют, чтобы получить данные о его максимальной плотности. Для этого используется компрессионное оборудование. После прессованная образец снова взвешивается и измеряется в объеме, в результате этих расчетов получают максимальную плотность. Эту процедуру необходимо проводить на нескольких образцах с различной влажностью, чтобы определить тот показатель, который будет оптимальным для достижения максимальной плотности.

Далее находят отношение между двумя полученными величинами – это и будет коэффициент уплотнения исследуемого материала.

Наши специалисты проводят эти работы по утвержденной процедуре, четко придерживаясь регламента для получения точных результатов.

Стоимость работ Вы можете узнать скачав прайс-лист

Скачать прайс-лист

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

Подготавливаясь к застройке, проводят специальные исследования и тесты, определяющие пригодность участка к предстоящей работе: берут пробы грунта, вычисляют уровень залегания подземных вод и исследуют другие особенности почвы, которые помогают определить возможность (или ее отсутствие) строительства.

Проведение таких мероприятий способствует повышению технических показателей, вследствие чего решается ряд проблем, возникающих в процессе строительства, например, проседание почвы под тяжестью конструкции со всеми вытекающими последствиями. Первое ее внешнее проявление выглядит как появление трещин на стенах, а в совокупности с другими факторами к частичному или полному разрушению объекта.

Коэффициент уплотнения: что это?

Под коэффициентом уплотнения грунта имеют в виду безразмерный показатель, который, по сути, является исчислением из отношения плотность грунта/плотность грунта_max. Коэффициент уплотнения грунта рассчитывается с учетом геологических показателей. Любой из них, независимо от породы, пористый. Он пронизан микроскопическими пустотами, которые заполняются влагой или воздухом. При выработке почвы объем этих пустот увеличивается в разы, что приводит к повышению рыхлости породы.

Важно! Показатель плотности насыпной породы намного меньше, чем те же характеристики утрамбованного грунта.

Именно коэффициент уплотнения грунта определяет необходимость подготовки участка к строительству. Опираясь на эти показатели, подготавливают песчаные подушки под фундамент и его основание, дополнительно уплотняя грунт. Если эту деталь упустить, он может слеживаться и под весом конструкции начнет проседать.

Показатели уплотнения грунта

Коэффициент уплотнения грунта показывает уровень уплотненности почвы. Его значение варьируется в рамках от 0 до 1. Для основания бетонного ленточного фундамента нормой считается показатель в >0,98 балла.

Специфика определения коэффициента уплотнения

Плотность скелета грунта, когда земляное полотно поддают стандартному уплотнению, вычисляется в лабораторных условиях. Принципиальная схема исследования заключается в помещении образца почвы в стальной цилиндр, который сжимается под воздействием внешней грубой механической силы – ударов падающего груза.

Важно! Наивысшие показатели плотности грунта отмечаются у пород с влажностью чуть выше нормы. Эта зависимость изображена на графике ниже.

Каждое земляное полотно имеет свою оптимальную влажность, при которой и достигается максимальный уровень уплотнения. Этот показатель также исследуют в лабораторных условиях, придавая породе разную влажность и сравнивая показатели уплотнения.

Реальные данные – это конечный результат исследований, измеряющийся по окончании всех лабораторных работ.

Методы уплотнения и вычисления коэффициента

Географическое расположение определяет качественный состав грунтов, каждый из которых обладает своими характеристиками: плотностью, влажностью, способностью к проседанию. Потому так важно разработать комплекс мер, направленный на качественное улучшение характеристик для каждого типа почвы.

Вам уже известно понятие коэффициента уплотнения, предмет которого изучается строго в лабораторных условиях. Проводят такую работу соответственные службы. Показатель уплотнения почвы определяет методику воздействия на грунт, вследствие которой он получит новые прочностные характеристики. Проводя такие действия, важно учитывать процент усиления, прикладываемого для получения необходимого результата. Исходя из этого вычитывается коэффициент уплотнения грунтов (таблица ниже).

Типология методов уплотнения грунта

Существует условная система подразделения методов уплотнения, группы которых формируются исходя из способа достижения цели — процесса выведения кислорода из слоев почвы на определенной глубине. Так, различают поверхностное и глубинное исследование. Исходя из типа исследования, специалисты подбирают систему оборудования и определяют способ его применения. Методы исследования почвы бывают:

статическими;
вибрационными;
ударными;
комбинированными.

Каждый из типов оборудования отображает метод применения силы, например пневматический каток.

Частично такие методы применяются в малом частном строительстве, другие исключительно при построении крупномасштабных объектов, возведение которых согласовано с местной властью, так как некоторые из таких строений могут оказывать влияние не только на заданный участок, но и на окружающие объекты.

Коэффициенты уплотнения и нормы СНиП

Все операции, связанные со строительством, четко регламентируются законом, потому строго контролируются соответствующими организациями.

Коэффициенты уплотнения грунтов СНиП определяет пунктом 3.02.01-87 и СП 45.13330.2012. Действия, описанные в нормативных документах, были обновлены и актуализированы в 2013-2014 годах. В них описываются уплотнения для разного рода почвы и грунтовых подушек, использующихся при возведении фундамента и строений разного рода конфигураций, в том числе и подземных.

Как определяют коэффициент уплотнения?

Проще всего определить коэффициент уплотнения грунта по методу режущих колец: металлическое кольцо выбранного диаметра и определенной длины забивают в грунт, во время чего порода плотно фиксируется внутри стального цилиндра. После этого массу приспособления измеряют на весах, а по окончании взвешивания вычитывают вес кольца, получая чистую массу грунта. Это число делят на объем цилиндра и получают окончательную плотность грунта. После чего ее делят на показатель максимально возможной плотности и получают вычисляемое – коэффициент уплотнения для данного участка.

Примеры вычисления коэффициента уплотнения

Рассмотрим определение коэффициента уплотнения грунта на примере:

значение максимальной плотности грунта — 1,95 г/см³;
диаметр режущего кольца – 5 см;
высота режущего кольца – 3 см.

Необходимо определить коэффициент уплотнения почвы.

С такой практической задачей справиться намного легче, чем может показаться.

Для начала забивают цилиндр в грунт полностью, после чего извлекают его из почвы так, чтобы внутреннее пространство оставалось заполненным землей, но снаружи никакого скопления грунта не отмечалось.

При помощи ножа грунт извлекают из стального кольца и взвешивают.

К примеру, масса грунта составляет 450 грамм, объем цилиндра 235,5 см³. Рассчитав по формуле, получаем число 1,91г/см³ – плотность почвы, откуда коэффициент уплотнения почвы – 1,91/1,95 = 0,979.

Возведение любого здания или конструкции — ответственный процесс, которому предшествует еще более ответственный момент подготовки застраиваемого участка, проектирования предполагаемых построек, расчета общей нагрузки на грунт. Это касается всех без исключения построек, которые предназначены для длительной эксплуатации, срок которой измеряется десятками, а то и сотнями лет.

Коэффициент относительного уплотнения грунта

оглавление

Определение по техническим стандартам
Методика расчёта
Технические регламенты и стандарты
Типологии определения характеристик материала
Зачем нужно определять коэффициент уплотнения почвы?

Подготавливаясь к строительным или дорожным работам, осуществляются различные действия по выявлению характеристик почвы, грунта и важным параметром является коэффициент уплотнения грунта. Выполнение специальных задач для выявления характеристик земли позволяет точно определить технические данные и показатели территории обработки для выполнения соответствующих строительных и дорожных работ. Какой коэффициент уплотнения грунта должен быть для конкретного вида земельных работ? Для этих целей используются специальные расчётные нормативы, регламентные положения и стандарты надзорных ведомств.

Процесс уплотнения грунта

Определение по техническим стандартам

Коэффициент уплотнения грунта является условным безразмерным показателем или величиной, который по своей сути ведёт отсчёт из реального соотношения данных плотности имеющегося вещества\ к плотности почвы max(условный показатель максимума грунта). Если мы посмотрим на землю, как на объективный тип материала, то заметим, что его структура имеет микроскопические видимые и невидимые поры, заполненные естественным воздухом или обработанный влагой. Учитывая закон уплотнения сжимаемости грунта, в процессе выработки пор становится очень много, и рыхлость является основным показателем, где общая насыпная характеристика плотности будет значительно меньшим показателем, чем коэффициент уплотнения грунта в утрамбованном виде. Этот важнейший параметр необходимо учитывать при возведении земляных подушек под основание фундамента объекта, а также при проведении дорожных работ. Если не производить трамбовку почвы, то в будущем имеет место появления риска усадки здания, дефектов на готовом дорожном полотне.

Ниже приведена таблица, исходя из которой, можно оперировать данными при расчёте коэффициента уплотнения грунта по таблице СНИП.

Тип земли\почвы	Оптимальные показатель влажности	Параметр максимальной плотности из расчёта т\м³
Песчаные	0,08/0,12	1,80-1,88
Супесчаные	0,09/0,15	1,85-2,08
Супесчано-пылевидные	0,16/0,22	1,61-1,80
Суглинистые	0,12/0,15	1,65-1,95
Тяжёлые, кат. суглинистые	0,16/0,20	1,67-1,79
Пылевидные, кат. суглинистые	0,18/0,21	1,65-1,74
Глиняные	0,19/0,23	1,58-1,80

«При проведении расчёта и определения уплотнения коэффициента грунта, нужно помнить, что для насыпной категории плотность будет меньше, чем для аналогичных характеристик утрамбованной почвы.»

Методика расчёта

При проведении строительных работ не следует избегать данных параметров, особенно для подготовки песчаной или земляной подушки под основание строящегося объекта. Непосредственный параметр коэффициент уплотнения грунта будет фиксирован в диапазоне расчёта от 0 до коэффициента 1, например, для подготовки бетонного типа фундамента, показатель должен быть >0,98 коэффициентного балла от расчётной нагрузки.

Для каждой категории земляного полотна имеется свой уникальный показатель определения коэффициента уплотнения грунта по ГОСТ исходя из оптимальных характеристик влажности материала, в результате которого можно добиться максимальных характеристик уплотнения. Для более точных определений данных используется лабораторный метод расчёта, поэтому, каждая строительная или дорожная компания в обязательном порядке должны иметь собственную лабораторию.

Зависимость плотности грунта от влажности

Реальная методика, позволяющая ответить на вопрос как рассчитать коэффициент уплотнения грунта измеряется только после того, как будет произведена процедура трамбовки прямо на месте. Специалисты и эксперты в области строительства называют данный метод, как система режущих колец. Попробуем разобраться, как определить коэффициент уплотнения грунта по данному методу.

В землю забивается определённого диаметра лабораторное кольцо из металла и ведомой длины сердечник;
Внутри кольца фиксируется материал, который потом взвешивается на весах;
Далее высчитываем массу используемого кольца, и перед нами имеется масса готового материала для расчёта;
Далее имеющийся показатель разделим на известный объем металлического кольца — в результате имеем фиксированную плотность материала;
Делим фиксированную плотность вещества на табличный показатель максимальной плотности.
В итоге имеем готовый результат стандартного уплотнение грунта ГОСТ 22733-2002.

В принципе, это и есть стандартный метод расчёта, который используется строителями и дорожниками при выявлении коэффициента относительного уплотнения грунта согласно общепринятым нормам и стандартам по расчёту.

Технические регламенты и стандарты

Стандартный закон уплотнения грунта мы знаем еще со времён школьной парты, но данную методику используют только при проведении производственных работ в строительной и дорожной сфере. В 2013-2014 годах произошла актуализация данных расчёта по СНиП, где уплотнение грунта ЕНИР указано в соответствующих пунктах регламентного положения 3.02.01-87, а также в части методики применения для производственных целей СП 45.13330.2012.

Типологии определения характеристик материала

Коэффициент уплотнения грунта предусматривает применение нескольких типологий, главной целью которых является формирование окончательной процедуры технологического вывода кислорода из каждых слоёв почвы, учитывая соответствующую глубину трамбовки. Так, для выявления коэффициента уплотнения грунта при обратной засыпке используют как поверхностный метод расчёта, так и универсальную глубинную систему исследования. Эксперт при выборе методики расчёта должен определить первоначальный характер почвы, а также конечную цель трамбовки. Реальный коэффициент динамичности при ударном уплотнении грунтов может быть определён при помощи использования специальной техники, например — пневматический тип катка. Общая типология метода определения параметров вещества определяется следующими методами:

Статический;
Вибрационный вариант;
Технологически ударный метод;
Комбинированная система.

Некоторые категории почвы имеют сложную структуру, поэтому приходится исследовать характеристики разными методами, например, для определения коэффициента уплотнения скального грунта.

Зачем нужно определять коэффициент уплотнения почвы?

Частично некоторые из вышеперечисленных методик используется в частном домостроении, но как показывает практика, необходимо обратиться к специалистам, чтобы можно было избежать ошибок при возведении фундамента. Высокая нагрузка несущих конструкций на некачественную трамбовку материала может со временем вылиться в серьёзную проблему, например, усадка дома будет иметь существенный характер, что приведёт к неминуемому разрушению строения.

В промышленных масштабах трамбовка является обязательным условием, и лабораторная методика определения параметров коэффициентов для уплотнения вещества является необходимым условием соблюдения технического задания и паспорта объекта строительства или дорожного полотна. Помните одну простую вещь, если вы используете в производственном цикле земляной материал, то лучшим вариантом будет применение материала с наивысшими показателями максимальной плотности вещества.

Есть еще один существенный момент, который влияет на расчёты, это географическая привязка. В данном случае необходимо учитывать характер почвы местности исходя из данных геологии, а также рассматривая погодные и сезонные характеристики поведения почвы.

Марина

Дата публикации:

Сентябрь 12, 2017

Рейтинг статьи:

Загрузка. ..

Понравилась статья?

Да (13)

Нет (5)

Поделиться статьей

Определение коэффициента уплотнения грунта

Наши услуги

МЫ БЫЛИ ВЫБРАНЫ В 2019 г. АДМИНИСТРАЦИЕЙ НИЖНЕУДИНСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ ЗДАНИЙ ПОСЛЕ ЗАТОПЛЕНИЯ В ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

НАС ВЫБИРАЮТ АРБИТРАЖНЫЕ СУДЫ
СМОТРЕТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОЧЕМУ СУДЫ ОТКЛОНЯЮТ ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Читать статью!

*******

МЫ РАБОТАЕМ
БЕЗ ВЫХОДНЫХ

с 8-00 до 22-00

Ждем Ваших звонков не только в будние дни, а также в субботу и в воскресенье. Наши эксперты выезжают на экспертизу и обследование ежедневно и без выходных.

*******

СТРОИТЕЛЬНЫЙ АДВОКАТ

Бесплатная консультация нашего строительного юриста.

Анализ перспектив Вашего спора в суде или в досудебном порядке.

Юридические услуги оказывают юристы в области строительного права.

*******

ДОСТАВКА

курьером строительного заключения, актов приемки-сдачи, счетов-фактур.

*******

ОСТОРОЖНО!

В последнее время появилось большое количество мошенников и непрофессионалов.

Читать Проверка экспертной организации.

*******

ДОСТИЖЕНИЯ МНСЭ
ЗА 2020 г.:

352 проведенных строительных экспертиз;

126 проведенных обследований;

12 проведенных энергоаудита;

389 разработанных проектов.

*******

МНСЭ — участник и докладчик
2-го Всероссийского Симпозиума «Актуальные проблемы судебной экспертизы и контрольных процедур в строительстве», который прошел 16 апреля 2015 г. в Центральном Доме Архитектора в Москве.

*******

ПЛАГИАТ

Увидели у конкурентов похожий на наш сайт по структуре или по содержанию. Проверьте в интернете, кто является первоисточником. Ответ, который Вы получите — МЫ.

НАШИ КЛИЕНТЫ: Арбитражный суд г. Москвы Арбитражный суд МО Арбитражный суд Санкт-Петербурга и Ленинградской области ОАО «Мосметрострой» ОАО «Одинцовский лакокрасочный завод» ГУ РАН «Московский дом-пансионат» ОАО «Балтинвестбанк» ЗАО «Останкинский завод бараночных изделий» ОАО «ЭХО» ЗАО «КСПЗ» ОАО «Пятовское карьероуправление» ОАО «Фабрика-химчистка № 21» ЗАО «ЦТК» ЗАО «НТ СМУ-333» ЗАО «КАСКАД-МЕБЕЛЬ» ООО СМУ Варшавское» ЗАО «Строймеханика» УК «Регионгазфинанс» ОАО «Московский станкостроительный завод имени Серго Орджоникидзе» ЗАО «БРПИ» ОАО «Стройтрансгаз» ЗАО ЦНТУ «Механика» ОАО «Ростелеком» ОАО «Икшинское опытно-производственное предприятие»

Главная » КАК МЫ ПОМОГАЕМ » Определение коэффициента уплотнения грунта

18.10.2016 года в нашу компанию обратился Александр с просьбой определить коэффициент уплотнения грунта строительной площадки жилого комплекса. По причине того, что в грунте пролегают трубы, что бы в будущем не было осадки грунта и не возникло проблем. Александр поинтересовался, занимаемся ли мы таким видом работ, получил устную консультацию и решил сотрудничать с нами.

После заключения договора наши специалисты выехали на объект.

Определение степени уплотнения грунта, песка или щебня проводится в рамках контроля выполнения земляных работ и проверки соответствия показателей уплотнения проектным значениям. Измерения проводятся в основании котлованов и траншей, в том числе при их обратной засыпке, а также при строительстве автомобильных и железных дорог. В процессе работ определяется коэффициент уплотнения, который показывает степень соответствия фактической плотности максимальной плотности, до которой можно уплотнить грунт (метод стандартного уплотнения по ГОСТ 22733-2002).

Работа на объекте была разделена на пять этапов:

Изучение имеющейся проектной, технической, исполнительной и прочей документации;
визуально-инструментальное обследование объекта, с фотофиксацией выявленных дефектов и недостатков;
описание выявленных дефектов и недостатков;
определение возможных причин возникновения;
разработка строительно-технического заключения.

В процессе исследования эксперты применили следующие методы:

Измерительный метод, при фактическом визуальном осмотре объекта, с использованием измерительных инструментов, с одновременной фотофиксацией данных цифровой фотокамерой;
метод информационного и ситуационного анализа;
изучение представленных материалов, относящихся к предмету экспертизы, их анализ и сопоставление с результатами экспертного осмотра, требованиями нормативно-технической документации.

Для проведения обследования эксперты применяли следующие приборы: цифровая камера «Canon» G12, рулетка металлическая с ценой деления 1 мм «Remomagnet», плотномер пенетрационный статического действия В-1.

Степень уплотнения грунта оценивают показателем удельного сопротивления пенетрации, определяемым расчетом по величине прилагаемого усилия при заглублении рабочего наконечника. Степень уплотнения определяется отклонением стрелки индикатора, возникающим при деформации динамометрического кольца.

Пенетрация — показатель консистенции, выраженный как расстояние в десятых долях миллиметра, на которое стандартная игла вертикально проникает в пробу материала при заданной нагрузке.

Фактическое значение степени уплотнения определяется исходя из полученных результатов замеров по прилагаемой к прибору таблице.

Для более точного определения степени уплотнения грунта, данные полученной таблицы в соответствии с показаниями плотномера обследуемого грунта, были подвергнуты интерполяции.

Интерполяция – один из способов приближенного вычисления, когда по ряду данного математического выражения определяют промежуточные члены и таким образом находят искомые неизвестные.

Входе проделанных испытаний нашими экспертами был сделан вывод: равномерная степень уплотнения грунта на участке сети К1 от колодца №21 до колодца №22.

Александр был доволен проделанной работой и удостоверился, что с трубами в грунте ничего не случится.

Коэффициент уплотнения почвы | Гражданский4М

1 сентября 2019 г.

Мы рассчитываем уровень уплотнения на основе теста, который мы провели на фактически уплотненной земле и сравниваем его с тем, который мы отправили на тестирование в стороннюю лабораторию для получения значений MDD и OMC.

Если материал, который мы используем для заполнения, отличается от материала, свойства которого мы тестировали ранее, коэффициент уплотнения будет отличаться как в положительную, так и в отрицательную сторону. 9Коэффициент уплотнения 0016

Факторы, которые могут повлиять на результат коэффициента уплотнения
1. Материал, используемый для пломбирования, отличается от того, который мы тестировали в сторонней лаборатории или собственной лаборатории для MDD и OMC.
2. При проведении теста на замену песка необходимо проверять плотность стандартного песка перед каждым тестом, а также повторно проверять значение массы песка в конусе.
3. Необходимо правильно рассчитывать содержание влаги в материале, т. к. на это напрямую влияет плотность сухой почвы.
4. Если есть ошибка в весах, это также может повлиять на результаты.
5. Если произошло какое-то смешивание или, скажем, в материал, взятый из шурфа, попали камни, это также повлияет на результат в положительную сторону (когда мы работаем практически на строительной стороне, есть вероятность смешивания других материала в материале, который мы используем для заливки, это не мелкосерийная работа, где мы можем быть уверены, что в нем не будет загрязнения другого материала) — в таких случаях мы можем убедиться, исследуя образец, взятый из шурфа, только в случай, когда коэффициент уплотнения находится в плюсе.

При отсутствии этих значений или относительных значений, которые не относятся к этому материалу, вы получаете результаты либо в сторону гноя, либо в минус, и разница может быть фактической разницей в тех свойствах материала, которая может быть меньше или очень большой.

акаш малакар
голос за 0 Понизить
3 сентября 2019 г.

Мы рассчитываем уровень уплотнения на основе теста, который мы провели на фактически уплотненной земле и сравниваем его с тем, который мы отправили на тестирование в стороннюю лабораторию для получения значений MDD и OMC.
Если материал, который мы используем для заполнения, отличается от материала, свойства которого мы тестировали ранее, коэффициент уплотнения будет отличаться как в положительную, так и в отрицательную сторону. 9Коэффициент уплотнения 0016
Факторы, которые могут повлиять на результат коэффициента уплотнения
1. Материал, используемый для пломбирования, отличается от того, который мы тестировали в сторонней лаборатории или собственной лаборатории для MDD и OMC.
2. При проведении теста на замену песка необходимо проверять плотность стандартного песка перед каждым тестом, а также повторно проверять значение массы песка в конусе.
3. Необходимо правильно рассчитывать содержание влаги в материале, т. к. на это напрямую влияет плотность сухой почвы.
4. Если есть ошибка в весах, это также может повлиять на результаты.
5. Если произошло какое-то смешивание или, скажем, в материал, взятый из шурфа, попали камни, это также повлияет на результат в положительную сторону (когда мы работаем практически на строительной стороне, есть вероятность смешивания других материала в материале, который мы используем для заливки, это не мелкосерийная работа, где мы можем быть уверены, что в нем не будет загрязнения другого материала) — в таких случаях мы можем убедиться, исследуя образец, взятый из шурфа, только в случай, когда коэффициент уплотнения находится в плюсе.
При отсутствии этих значений или относительных значений, которые не относятся к этому материалу, вы получаете результаты либо в сторону гноя, либо в минус, и разница может быть фактической разницей в тех свойствах материала, которая может быть меньше или очень большой.
Уважаемый сэр,
Спасибо за объяснение деталей. У меня есть еще одно наблюдение. Если коэффициент уплотнения достигает более 100%, то допустимо это или нет. как вы сказали мне, 05 основных причин, в которых, вероятно, я подозреваю, что первая вызывает ситуацию. но если качество материала меняется, поскольку я подозреваю, что содержание ила и присутствие почвы увеличивается, то расчет, который мы делаем для относительной плотности, не даст фактических результатов.
ГАНЕШ В
Голосовать за 0 Понизить
14 сентября 2019 г.

Уплотнение
На основе части геотехнического справочный пакет
Проф. Джон Аткинсон, Городской университет, Лондон,
Назад к механике грунта
Цели и процессы уплотнения
Лабораторные испытания на уплотнение
Спецификация и контроль качества
Значение условия влажности

Уплотнение — это процесс, который приводит к увеличению объема почвы. плотность или удельный вес , сопровождающийся уменьшением объема воздуха. Обычно содержание воды не изменяется. Степень уплотнения измеряется массой сухой единицы и зависит от содержания воды и усилия уплотнения (вес молотка, количество ударов, вес катка, количество проходов). Для заданного усилия уплотнения максимальная масса сухой единицы достигается при оптимальном содержании воды .
уплотнение
Цели и процессы уплотнения
Уплотнение как процесс строительства
Цели уплотнения
Факторы, влияющие на уплотнение
Типы установок 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 почвы. Может произойти последующее (или случайное) уплотнение и, следовательно, оседание. из-за вибрации (свай, движения и т. д.) или собственного веса насыпного заполнителя.

Цели уплотнения и обрабатывает
Уплотнение как процесс строительства
Уплотнение применяется при строительстве оснований дорог, взлетно-посадочных полос, земляных дамб, насыпи и армированные земляные стены. В некоторых случаях для подготовки уровня можно использовать уплотнение. поверхность для строительства.
Грунт укладывается слоями, обычно толщиной от 75 мм до 450 мм. Каждый слой уплотняется до указанному стандарту с использованием катков, вибраторов или трамбовок.
См. также Типы уплотнительных установок и Спецификация и контроль качества

Цели уплотнения и обрабатывает
Цели уплотнения
Уплотнение может применяться для улучшения свойств существующей почве или в процессе размещения насыпи. Основные цели заключаются в следующем:
повысить прочность на сдвиг и, следовательно, опору вместимость
увеличить жесткость и, следовательно, уменьшить в будущем поселок
уменьшают пористость и, следовательно, проницаемость, тем самым уменьшая потенциальное морозное пучение

Цели уплотнения и обрабатывает
Факторы, влияющие на уплотнение
На степень уплотнения, которая может быть достигнута, влияет ряд факторов:
Природа и тип почвы, т. е. песок или глина, сортность, пластичность
Содержание воды во время уплотнения
Местные условия, напр. погода, тип местности, толщина слоя
Усилие уплотнения: тип установки (вес, вибрация, количество проходов)

Цели уплотнения и обрабатывает
Типы уплотнительных установок
Каток с гладкими колесами
Сетчатый ролик
Каток с овчиной
Каток с пневматическими шинами
Виброплита
Силовая трамбовка
Строительный транспорт, особенно гусеничный транспортных средств, также используется.
В Великобритании. дополнительную информацию можно получить в Департаменте транспорта и справочниках по методы строительства гражданских объектов.
Типы уплотнительных установок
Каток гладкий
Самоходные или буксируемые стальные катки грузоподъемностью от 2 до 20 тонн
Подходит для: хорошо отсортированных песков и гравия
алевритов и глин низкой пластичности
Не подходит для: однородных песков; илистые пески; мягкие глины

Типы установок уплотнения
Сетчатый ролик
Буксируемые агрегаты с рулонами прутков диаметром 30-50 мм, с промежутками между ними 90-100 мм
Диапазон масс от 5 до 12 тонн
Подходит для: хорошо просеянных песков; мягкие породы; каменистые почвы с мелкими фракциями
Не подходит для: однородных песков; илистые пески; очень мягкие глины

Типы уплотнительных установок
Ролик для овчины
Также известен как «трамбовочный валик»
Самоходные или буксируемые установки с полым барабаном, снабженным выступающими булавовидными опорами
Диапазон масс от 5 до 8 тонн
Подходит для: мелкозернистых почв; песок и гравий с содержанием мелких частиц >20%.
Не подходит для: очень грубых почв; гравий равномерный
Типы уплотнительных установок
Каток с пневматическими шинами
Обычно двухосный контейнер с колесами на резиновых шинах.
Колеса выровнены так, чтобы получилась катящаяся гусеница по всей ширине.
Постоянные грузы добавляются для получения массы 12-40 тонн.
Подходит для: большинства грубых и мелких почв.
Не подходит для: очень мягкой глины; очень изменчивый почвы.
Типы уплотнительных установок
Виброплита
Ассортимент от машин с ручным управлением до более крупных комбинаций катков
Подходит для: большинства почв с содержанием мелких частиц от низкого до среднего
Не подходит для: больших объемов работ; мокрый глинистый почвы
Типы уплотнительных установок
Силовая трамбовка
Также называется «трамбовка траншей».
Ручной пневматический трамбовщик
Подходит для: обратной засыпки траншей; работа в закрытых помещениях
Не подходит для: больших объемов работ
Уплотнение
Лабораторные испытания на уплотнение
Зависимость сухой плотности от содержания воды
Плотность в сухом состоянии и содержание воздушных пор
Эффект повышенного усилия уплотнения
Влияние типа почвы
Интерпретация лабораторных данных
Изменение степени уплотнения в зависимости от содержания воды и усилия уплотнения впервые установлено в лаборатории. Затем указываются целевые значения для сухой плотности и/или содержания воздушных пустот, которые должны быть достигнуты на месте.
Лабораторные испытания на уплотнение
Зависимость сухой плотности от содержания воды
Объяснение формы кривой
Выражения для расчета плотности
Целью испытания является установление максимального сухого плотность, которая может быть достигнута для данного грунта при стандартном количестве уплотняющее усилие. При уплотнении серии образцов грунта с разной содержание воды на графике обычно показывает отчетливый пик.
максимальная плотность в сухом состоянии достигается при оптимальном содержании воды
Кривая построена с осями плотности в сухом состоянии и содержания воды, а контрольные значения представляют собой считанные значения:
r _d (макс.) = максимальная плотность в сухом состоянии
   w _опция = оптимальное содержание воды
Различные кривые получены для разных уплотняющие усилия
Сухая плотность / содержание воды отношение
Объяснение формы кривой
Для глин
Недавно выкопанные и обычно насыщенные куски глинистой почвы имеют относительно высокую прочность на сдвиг в недренированном состоянии при низком содержании воды и плохо поддаются уплотнению. В качестве 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 на контактах с зерном. С увеличением содержания воды подсосы и, следовательно, эффективные напряжения уменьшаются. Почва ослабевает, и поэтому легче уплотняется.
Для обоих
При относительно высокое содержание воды, уплотненная почва почти насыщена (почти все воздуха было удалено) и, таким образом, уплотняющее усилие в действительности оказывает недренированную нагрузку и поэтому объем пустоты не уменьшается; по мере увеличения содержания воды уплотненная плотность достигнутое уменьшится, а содержание воздуха останется почти постоянным.
Сухая плотность / содержание воды отношение
Выражения для расчета плотности
Уплотненный образец взвешивают для определения его массы: М (граммы)
Объем формы: В (мл)
Подвыборки берутся в определить содержание воды: Вт
Расчеты:
Рабочий пример
Взвешивание образца уплотненного грунта дало следующие результаты:
Масса = 1821 г Объем = 950 мл Содержание воды = 9,2%
Определите объемную и сухую плотность.
Объемная 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 содержание воздушных пор

Полностью насыщенная почва не содержит воздуха. На практике даже довольно влажная почва будет иметь небольшое содержание воздуха.
Максимальная сухая плотность контролируется как содержанием воды, так и содержанием воздушных пустот. Кривые для различного содержания воздушных пустот можно добавить к графику r _d / w, используя это выражение:
Содержание воздушных пор, соответствующее максимальной плотности в сухом состоянии и оптимальному содержанию воды, можно определить по r 9.0468 d /w график или вычисляется из выражения (см. рабочий пример).
Рабочий пример
Определить сухую плотность образца уплотненного грунта при содержании воды 12%, с содержанием воздушных пустот 0, 5% и 10%. (G _с = 2,68).
Лабораторные испытания на уплотнение
Эффект повышенного усилия уплотнения
Усилие уплотнения будет больше при использовании на месте более тяжелого катка. или более тяжелая трамбовка в лаборатории. С большим уплотняющим усилием:
максимальная плотность в сухом состоянии увеличивается
оптимальное содержание воды снижается
содержание воздушных полостей практически не меняется.

Лабораторные испытания на уплотнение
Влияние типа почвы
Хорошо просеянные зернистые грунты могут быть уплотнены до более высокой плотности, чем однородные или пылеватые почвы.
Глины высокой пластичности могут иметь содержание воды более 30% и достигать такие же плотности (и, следовательно, прочности), что и более низкая пластичность с содержание воды ниже 20%.
По мере увеличения % мелкозернистости и пластичности грунта уплотнение кривая становится более плоской и, следовательно, менее чувствительной к влаге. В равной степени максимальная плотность в сухом состоянии будет относительно низкой.

Лабораторные испытания на уплотнение
Интерпретация лабораторных данных
Пример данных, собранных во время теста
Расчетные плотности и график r _d / ш кривой
Кривые воздушных пустот
В ходе теста собираются данные:
Объем формы (V)
Масса формы (M _или)
Удельный вес зерна почвы (G _s)
Масса плесени + уплотненного грунта — за каждый образец (М)
Содержание воды в каждом образце (w)
Сначала рассчитываются плотности (r _d ) для образцов с различные значения содержания воды, тогда r _d / w кривая 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 вычислено.
Интерпретация лаборатории данные
Пример данных, собранных во время теста
При типичном испытании на уплотнение могут быть собраны следующие данные:
Масса формы, М _или = 1082 г
Объем формы, V = 950 мл
Удельный вес зерен почвы, Г _с = 2,70
Масса плесени + почвы (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
Расчетные плотности и кривая плотности
Используемые выражения:
Насыпная плотность, г (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
Сухая плотность, г _д (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 – это значение, соответствующее максимальной сухой плотности (1,86 мг/м) и оптимальному содержанию воды (12,9%).
уплотнение
Спецификация и контроль качества
Характеристики конечного результата
Спецификация метода
Достижимая степень уплотнения на месте зависит главным образом от:
Усилие уплотнения: тип установки + количество проходов
Содержание воды: может быть увеличено, если сухое, и наоборот
Тип почвы: более плотные почвы с хорошей градацией; мелкие почвы имеют более высокое содержание воды
Конечный результат Спецификации требуют предсказуемых условий
Спецификации метода предпочтительны в Великобритании.
Спецификация и контроль качества
Характеристики конечного результата
Целевые параметры указаны на основании результатов лабораторных испытаний:
Оптимальный рабочий диапазон содержания воды, т.е. 2%
Оптимальный допуск на содержание воздушных пустот, т. е. 1,5%
Для почв более влажных, чем w _opt, можно использовать мишень A _v, например.
10% для объемных земляных работ
5% за важную работу
Метод конечного результата не подходит для очень влажных или переменных условий.
Спецификация и качество контроль
Спецификации метода
Определена процедура сайта, дающая:
вид растения и его масса
максимальная толщина слоя и количество проходов.
Спецификация этого типа больше подходит для более влажных почв, чем w _opt, или там, где условия местности являются переменными — это часто имеет место в Великобритании. Департамент транспорта публикует широко используемую спецификацию метода для использования в Великобритании.
уплотнение
Значение условия влажности
Приборы и размеры
Процедура испытания и график
Пример участка и определение MCV
Значение MCV в земляных работах
Это процедура, разработанная Лабораторией дорожных исследований с использованием только одного образца, что делает лабораторные испытания на уплотнение быстрее и проще. Определено минимальное усилие уплотнения, обеспечивающее почти полное уплотнение. Грунт, помещенный в форму, уплотняют ударами трамбовки, опускающейся на 250 мм; измеряется проникновение после каждого удара.
Значение условия влажности
Приборы и размеры
Цилиндрическая форма с проницаемой опорной плитой:
внутренний диаметр = 100 мм, внутренняя высота не менее 200 мм
Трамбовка с плоской поверхностью:
диаметр лицевой стороны = 97 мм, масса = 7,5 кг, высота свободного падения = 250 мм
Почва:
1,5 кг через сито с размером ячеек 20 мм
Значение условия влажности
Процедура испытания и график
Сначала трамбовку опускают на поверхность почвы и позволил проникнуть под собственным весом
Трамбовка устанавливается на высоту 250 мм и упал на землю
Пенетрация измеряется с точностью до 0,1 мм
Высота трамбовки сбрасывается на 250 мм и перепад повторяется до тех пор, пока не прекратится дальнейшее проникновение или пока не произойдет 256 падений
Изменение проникновения ( Dp ) записывается между тем, что для заданное количество ударов ( n ) и 4n ударов
Построен график Дп/н и проведена линия через самую крутую часть
Значение условия влажности (MCV) определяется как точка пересечения этой линии и специальная шкала

Значение условия влажности
Пример участка и определение MCV
После построения зависимости Dp от числа ударов n линия проводится через самую крутую часть.
Точка пересечения этой линии и линии проникновения 5 мм дает MCV
Определяющее уравнение: MCV = 10 log B
(где B = количество ударов, соответствующее проникновению на глубину 5 мм)
На приведенном в качестве примера графике указана MCV, равная 13.
Значение условия влажности
Значение MCV в земляных работах
Тест MCV является быстрым и дает воспроизводимые результаты, которые хорошо коррелируют с техническими свойствами. зависимость между MCV и влагосодержанием почвы близка к прямой, за исключением сильно выраженных переуплотненные глины. Желаемое значение прочности или сжимаемости в недренированном состоянии может быть связано с ограничение содержания воды, поэтому MCV можно использовать в качестве контрольного значения после калибровки MCV в зависимости от w для почвы. Ан приблизительная корреляция между MCV и прочностью на сдвиг в недренированном состоянии была предложена Парсонсом (19). 81).
Лог с _u = 0,75 + 0,11(MCV)

Продюсер: доктор Лесли Дэвисон, Университет Западной Англии, Бристоль, май 2000 г.
совместно с профессором Сарой Спрингман, Швейцарский федеральный технический институт, Цюрих
5+ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ПОЛЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ИЛИ СТЕПЕНЬ УПЛОТНЕНИЯ
Сурьяканта | 4 февраля 2014 г. | Строительство, геотехника, благоустройство | 2 комментария
Существует множество факторов, влияющих на степень уплотнения в полевых условиях. Некоторые из них зависят от уплотнителя, а некоторые зависят от уплотняемой почвы. Факторы, влияющие на степень уплотнения, приведены ниже.
1. Тип грунта
Тип грунта оказывает большое влияние на характеристики его уплотнения. Обычно тяжелые глины, глины и алевриты обладают более высокой устойчивостью к уплотнению, в то время как песчаные почвы и крупнозернистые или гравийные почвы поддаются легкому уплотнению. Крупнозернистые почвы имеют более высокую плотность по сравнению с глинами. Хорошо просеянную почву можно уплотнить до большей плотности.
2. Усилие уплотнения / Энергия уплотнения
Термин «усилие уплотнения» или «энергия уплотнения» просто означает тип оборудования или механизмов, используемых для уплотнения. Чем больше уплотняющее усилие, тем больше будет уплотнение. Оборудование, используемое для уплотнения грунта, можно разделить на следующие категории:
Месильное оборудование
Оборудование статического типа
Оборудование динамического или ударного типа
Оборудование вибрационного типа
Тип используемого уплотняющего оборудования в основном зависит от типа уплотняемого грунта. Следующая таблица может быть использована в качестве справочной информации для выбора типа оборудования для различных типов почвы.
Тип почвы Предлагаемое оборудование/машины
Щебень, гравийный песок Гладкий колесный каток
Гравий, песок Каток с резиновыми шинами
Пески, гравий, илистые почвы, глинистые почвы Каток с пневматическими шинами
Илистый грунт, Глинистый грунт Каток с овечьей лапой
Почвы в замкнутой зоне Трамбовка
Пески Вибрационный каток

3.
Толщина слоя / Толщина подъема
Степень уплотнения обратно пропорциональна толщине слоя, т.е. при заданной энергии уплотнения более толстый слой будет менее уплотнен по сравнению с тонким слоем. Причина в том, что для более толстого слоя почвы энергозатраты 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 ролика
Вес ролика
Контактное давление барабана
Так далее…..
Как правило, толщина слоя от 200 до 300 мм используется в полевых условиях для достижения однородного уплотнения.
4. Количество проходов ролика
Очевидно, что плотность увеличивается по мере увеличения количества проходов ролика. Но есть две важные вещи, которые мы должны помнить.
После определенного количества проходов ролика дальнейшее увеличение плотности не происходит
Большее количество проходов ролика означает большую стоимость проекта.
Поэтому очень важно определить количество проходов катка для данного типа оборудования, для данного типа почвы при оптимальной влажности. Поэтому проводятся испытания на уплотнение в полевых условиях, чтобы сэкономить на уплотнении земляных работ при достижении желаемого уровня плотности на основе лабораторных испытаний (испытание на сильное уплотнение, IS:2720-Part-8 и испытание на относительную плотность, IS:2720-Part-14).
5. Содержание влаги
Надлежащий контроль содержания влаги в почве необходим для достижения желаемой плотности. Максимальная плотность при минимальных усилиях по уплотнению может быть достигнута за счет уплотнения грунта, близкого к его OMC (оптимальное содержание влаги). В полевых условиях естественная влажность (NMC) почвы либо меньше, либо выше OMC. Если КМУ почвы меньше, чем КМУ, расчетное количество воды следует добавить в почву с помощью оросителя, прикрепленного к автоцистерне, и смешать с почвой автогрейдером для равномерного увлажнения. Когда ОМЧ почвы больше ОМЦ, ее необходимо просушить аэрацией до ОМЦ.
6. Контактное давление
Контактное давление зависит от веса роликового колеса и площади контакта. В случае пневматического катка давление в шинах также определяет контактное давление в дополнение к нагрузке на колесо. Более высокое контактное давление увеличивает плотность в сухом состоянии и снижает оптимальное содержание влаги.
7. Скорость прокатки
Скорость прокатки очень сильно влияет на производительность ролика. Есть две важные вещи, которые мы должны учитывать.
Во-первых, чем больше скорость прокатки, тем большую длину насыпи можно уплотнить за один день.
Во-вторых, при более высокой скорости, вероятно, будет недостаточно времени для желаемых деформаций, и может потребоваться больше проходов для достижения требуемого уплотнения.
Итак, нам нужно найти баланс между этими двумя вещами. Обычно скорость всех роликов ограничена примерно 5 км/час. В случае вибрационного катка скорость оказалась значимым фактором, поскольку его число колебаний в минуту не связано с его поступательной скоростью. Следовательно, чем медленнее скорость движения, тем больше колебаний в данной точке и меньшее число проходов требуется для достижения данной плотности.
Теги:Уплотнение
Об авторе
Сурьяканта
Инженер-геотехник-материаловед. Вы можете связать меня в Google +. Чтобы узнать обо мне больше, просто посетите страницу AboutMe
.
Copyright © 2022 CivilBlog.Org.
Тема от MyThemeShop.
Уплотнение почвы: методы, значение и последствия
Что такое уплотнение почвы?
Уплотнение грунта — это практика применения механического усилия уплотнения для уплотнения грунта за счет уменьшения пустотного пространства между частицами грунта. Уплотнение происходит, когда частицы сжимаются вместе, чтобы уменьшить пространство между ними. Сильно уплотненные почвы содержат очень мало пространств, что приводит к тому, что почва имеет более высокий удельный вес. Максимальная плотность достигается при оптимальном содержании влаги, или сокращенно ОМЦ.
Процесс уплотнения снижает вероятность оседания после строительства здания, проезжей части, взлетно-посадочной полосы или автостоянки. Усадка может привести к преждевременному разрушению дорожного покрытия, дорогостоящему обслуживанию или ремонту.

Зачем необходимо уплотнение почвы?
Уплотнение грунта необходимо для увеличения несущей способности и жесткости естественного состояния или химически модифицированного грунта. Уплотнение увеличивает прочность почвы на сдвиг за счет добавления трения из-за сцепления частиц. Будущая осадка грунтов уменьшается за счет увеличения жесткости и устранения пустот, создающих уплотненный грунт. Удаление пустот снижает вероятность оседания, усадки или расширения почвы, а также уменьшает просачивание воды, которое может привести к пагубным свойствам усадки и набухания почвы. Свойства усадки/набухания нарушают структуру дорожного покрытия, что приводит к преждевременному разрушению конструкции дорожного покрытия.

Какие факторы влияют на уплотнение почвы?

Тип почвы
Различные типы почвы по-разному реагируют на уплотнение. Почвы классифицируются по размеру их частиц и, в некоторых категориях почв, по их критическим значениям содержания воды или пределам Аттерберга. Хорошо гранулированные грунты, содержащие широкий спектр частиц, предпочтительнее использовать в строительстве, потому что их можно легко уплотнить, что устраняет пустоты за счет блокировки частиц и сопротивления поглощению влаги, что позволяет грунту выдерживать более тяжелые нагрузки как очень плотный грунт. Плохо отсортированные грунты содержат узкий диапазон размеров частиц и менее пригодны для строительных целей из-за того, что грунту не хватает прочности на сдвиг, не связанной с несцепленными частицами из-за их сходных размеров.

Вернитесь к работе с меньшими простоями.

Получить предложение.

Содержание влаги
Содержание воды играет очень важную роль в уплотнении почвы. Максимальная плотность в сухом состоянии достигается только тогда, когда содержание воды находится на идеальном уровне. Эта точка известна как оптимальное содержание влаги или OMC. Оптимальное содержание влаги и максимальная плотность в сухом состоянии определяются в лаборатории и затем используются в качестве целевых показателей для операций на месте. Если почва слишком сухая, можно использовать водовозы для распределения воды, чтобы поднять содержание воды в допустимом диапазоне оптимального содержания влаги. И наоборот, чрезмерно влажные почвы создают свой собственный набор проблем. С недавними дождями, весенними оттепелями или почвами, которые удерживают влагу, можно справиться несколькими способами.
Ожидание в теплых и сухих погодных условиях – это естественный способ высушить почву, но это может занять много времени и часто неэффективно из-за (дополнительных) ненастных погодных условий.
Дисковое оборудование, помогающее аэрировать почву, может уменьшить количество влаги, но этот метод также открывает почву для поглощения еще большего количества влаги в случае дополнительных дождей. Более того, дискование обычно уменьшает влажность только до 5% и только на относительно небольшой глубине.
Вырезать и заполнить, также известный как удаление и замена, является популярным вариантом, но это дорого и требует много времени. Карьеры становятся все более дефицитными, а затраты на утилизацию продолжают расти.
Наиболее эффективным вариантом является химическая сушка. Портландцемент можно использовать для осушения почвы, но реагенты на основе извести считаются наиболее эффективным химическим выбором. Реагенты на основе извести содержат большое количество доступного оксида кальция, достигающее 94-96 процентов. Оксид кальция химически соединяется с водой, образуя гидроксид кальция. Проще говоря, когда известь находится вокруг воды, она ее поглощает. Это экзотермическая реакция, которая высушивает дополнительную влагу в виде пара. Портландцемент, в принципе, почти не будет содержать свободной извести, так как СаО будет объединяться с образованием других минеральных фаз.

Типы уплотнителей
Катки для уплотнения почвы бывают разных типов с различными опциями, такими как одинарные или двойные вальцы, вибрационные механизмы или бульдозерные отвалы.
Гладкие катки используют статическое давление, иногда в сочетании с вибрацией и ударами, для уплотнения почвы. Гладкие катки — не единственный тип используемого уплотнителя, но, скорее всего, они используются на заключительном этапе уплотнения, чтобы обеспечить гладкую поверхность для строительства.

Кулачковые и трамбовочные катки используют манипулятивное усилие для разрушения естественных связей между частицами для лучшего уплотнения, особенно в связных грунтах. У них конические ножки, поэтому они не распушивают почву, что снижает способность почвы поглощать дополнительную влагу в случае дождя.

При небольших и средних работах по уплотнению почвы пневматические катки используют расположенные в шахматном порядке резиновые шины с переменным давлением, когда необходимо герметизировать поверхность измельченного гранулированного материала.

В закрытых зонах для уплотнения грунта можно использовать трамбовку.

Толщина подъема
Уплотнение грунта иногда включает уплотнение нескольких подъемов или слоев грунта до тех пор, пока не будет достигнута общая желаемая толщина. Стабильность каждого подъемника зависит от того, что находится под ним, поэтому уплотнение каждого слоя имеет решающее значение и должно контролироваться. Установление правильной толщины подъема важно для нахождения баланса между слишком маленькими или слишком большими слоями. Слишком большой подъем может привести к плохому уплотнению и снижению устойчивости, тогда как слишком маленький подъем приведет к чрезмерным затратам и времени. Толщина подъема обычно составляет от 8 до 14 дюймов в зависимости от технических характеристик.

Контактное давление
Контактное давление между грунтом и оборудованием, используемым для уплотнения, также важно учитывать. Контактное давление зависит от общего веса уплотняющего оборудования и площади почвы, с которой контактирует оборудование. Чем выше контактное давление, тем больше достигается уплотнение.

Скорость прокатки
При обсуждении скорости уплотнения грунта необходимо учитывать дихотомию. Более высокая скорость уплотнения позволит уплотнить большую площадь. Однако при слишком быстром уплотнении может не хватить времени для возникновения необходимых деформаций. В этом случае потребуются дополнительные проходы для завершения процесса уплотнения. Часто считается необходимым снизить скорость движения оборудования, особенно при использовании вибрационного оборудования. Более низкие скорости вибрационного оборудования дают больше времени для дополнительных вибраций в заданной точке, что приводит к лучшему уплотнению. Уплотнительное оборудование обычно имеет скорость движения от 5 до 15 миль в час. Гладкие вальцы обычно движутся со скоростью от 5 до 7 миль в час, а кулачковые катки — со скоростью от 5 до 15 миль в час. Пневматические катки могут работать со скоростью почти 15 миль в час.

Количество проходов катком
На высоком уровне количество проходов, необходимых для достижения желаемого уплотнения, зависит от контактного давления и скорости оборудования. Также важны такие факторы, как тип почвы, уровень влажности, толщина подъема и тип уплотнителя. Как правило, более легкая часть оборудования, имеющая меньший контакт с почвой, потребует большего количества проходов по той же почве для достижения желаемой плотности по сравнению с более тяжелым оборудованием с большей площадью контакта. Однако есть момент, когда больший вес и/или более низкая скорость движения будут иметь убывающую отдачу. Очень медленная работа тяжелого катка не обязательно является самым эффективным вариантом. Как правило, тестовый участок можно использовать для определения рисунка ролика, который работает для упомянутой выше переменной.

Как классификация почвы влияет на ее уплотнение?
Размер частиц и критические значения содержания воды играют большую роль в уплотнении почвы. Различные типы почвы по-разному реагируют на усилия по уплотнению. Типы почв классифицируются по размеру их частиц, а в мелкозернистых почвах — по их пределам Аттерберга. Размер частиц определяют в лаборатории путем отделения репрезентативной пробы на нескольких ситах или ситах размером от 4,75 мм (4 меш) до 0,075 мм (200 меш). Распределение почвенных частиц бывает хорошо градуированным, плохо градуированным или прерывистым. Хорошо отсортированные грунты, которые содержат широкий спектр частиц, предпочтительны в строительстве, потому что они легко уплотняются, устраняя пустоты, сцепляя частицы и сопротивляясь поглощению влаги, что позволяет почве выдерживать более тяжелые нагрузки как очень плотный грунт. Грунты с плохой градацией содержат узкий диапазон размеров частиц и менее подходят для строительных целей, поскольку прочность на сдвиг не связана с несцепляющимися частицами из-за их одинаковых размеров. Гэп-грунты содержат разрыв в общем распределении зерен по размерам.

Почвы подразделяются на две основные категории: крупнозернистые и мелкозернистые.
Крупнозернистые почвы имеют 50% или более крупнее 0,075 мм (200 меш),
Крупнозернистые почвы могут быть дополнительно разделены на две подгруппы: гравий или песок.
Если 50% образца крупнее 4,75 мм, грунт классифицируется как гравий.
Если 50% пробы имеет размер от 4,75 мм до 0,075 мм, она классифицируется как песок.
Мелкозернистые почвы имеют 50% или более частиц размером менее 0,075 мм.
Мелкозернистые почвы также можно разделить на две части: ил и глину. Частицы ила больше, чем частицы глины, размер которых составляет менее 2 микрон.
Однако формальное различие связано с содержанием воды и определяется пределами Аттерберга для почвы.
Пределы Аттерберга — это критические значения содержания воды в почве, которые являются пределами жидкости и пластичности.
Предел текучести — это содержание воды, при котором мелкозернистые грунты начинают проявлять свойства жидкости, т. е. способность течь подобно жидкости.
Точно так же предел пластичности — это содержание воды, при котором грунт начинает проявлять пластические свойства, т. е. способность к повторной формовке без растрескивания.
Эти пределы используются для определения индекса пластичности почвы или диапазона содержания воды, при котором почва проявляет пластические свойства, что является важным геотехническим показателем.

Какие существуют методы уплотнения грунта?
Существует несколько методов уплотнения почвы. Все методы предполагают воздействие статической и/или динамической силы наряду с манипулированием почвой. Статическая сила использует давление веса для физического и непрерывного уплотнения почвы. Манипуляции, такие как разминание или подрезание почвы чередующимися движениями, могут уплотнять почву на большей глубине. В сочетании с давлением и манипулированием динамическая сила может быть применена путем добавления вибрационного механизма. В методах вибрационного уплотнения используются различные амплитуды (количество перемещений по оси) и частоты (скорость движения) для приложения усилия в переменных направлениях, обычно с использованием вращающегося груза, для нанесения быстрых ударов по поверхности. Это перестраивает частицы почвы, поэтому уплотнение происходит не только в верхних слоях, но и в более глубоких слоях почвы. Еще одним динамическим методом уплотнения грунта является ударное уплотнение падающим грузом. Этот метод способен уплотнять почву и на большей глубине.

Как происходит уплотнение почвы?
Уплотнение почвы достигается за счет статической или динамической силы и манипулирования почвой. Статическая сила использует собственный вес машин для оказания непрерывного давления вниз для увеличения уплотнения за счет сжатия верхней части почвы. Динамическая сила использует движение в виде вибрации или падающего веса в сочетании со статической нагрузкой машины для увеличения плотности почвы. Манипуляции путем замешивания и стрижки помогают уплотнить почву на большей глубине.

Как вы проводите испытание на уплотнение почвы?
Для определения степени уплотнения можно использовать несколько методов испытаний на уплотнение. Предварительные испытания на месте на площадке проекта важны для понимания того, какие условия присутствуют изначально. Тестирование песчаного конуса, использование баллонного плотномера или трубки Шелби — все это жизнеспособные варианты, но чаще всего для проверки уплотнения в полевых условиях используется датчик ядерной плотности (ASTM D6938-08a). Лабораторные методы обычно включают уплотнение почвы в формы для получения плотности почвы. Например, испытание на плотность влаги (обычно называемое испытанием Проктора) (D698 и D1557) определяет уплотнение грунта в форме определенного объема с использованием стандартного веса с определенной высоты. Эти требования обеспечивают контролируемое и воспроизводимое усилие уплотнения и обеспечивают максимальную плотность и оптимальную влажность почвы.

Что означает 95-процентное уплотнение?
95-процентное уплотнение означает, что почва уплотнена до 95 процентов от возможной плотности почвы за счет усилий по уплотнению. Максимальная плотность в сухом состоянии, наряду с оптимальным содержанием влаги, определяется в лаборатории и служит ориентиром для уплотнения в полевых условиях. 95 процентов часто используется в качестве целевого порога уплотнения, чтобы гарантировать, что строительные объекты возводятся на прочной платформе. Порог уплотнения будет предоставлен инженером-проектировщиком и будет основан на несущей способности, необходимой для того, чтобы конечная нагрузка была структурно стабильной.
Уплотнение почвы — Tas | Информационные бюллетени

Ключевые моменты

В сельскохозяйственных почвах уплотнение вызвано сжатием от движения техники или вытаптывания скота.

Слабый рост корней и опухшие кончики корней могут указывать на уплотненный слой, обычно от 10 до 40 см.

Почти 70 процентов уплотнения, вызванного движением колес, происходит при первом проходе. Это основа для внедрения фермы с контролируемым трафиком.

Профилактика уплотнения лучше, чем его лечение.

Справочная информация
Уплотнение почвы — это процесс увеличения плотности почвы за счет плотного уплотнения частиц почвы, что приводит к уменьшению объема воздуха. Почвенная вода действует как смазка, увеличивающая уплотнение, когда на почву воздействует нагрузка. Однако при приближении к насыщению нагрузка, вероятно, превысит прочность и несущую способность почвы, что приведет к чрезмерному проскальзыванию колес и образованию колейности, а также к перемешиванию и размазыванию почвы. Было подсчитано, что с учетом традиционных методов обработки почвы и других сельскохозяйственных операций, связанных с посевом и сбором урожая, до 90 % загона будет проходить по гусеницам ежегодно, и эта большая часть территории проходит 4 или 5 колес.
Уплотнение обычно приводит к меньшему росту корней растений в почве и снижает скорость движения воды и воздуха. Из-за ограничения корней количество воды, доступной культуре, часто уменьшается. Более медленный внутренний дренаж приводит к ухудшению характеристик подпочвенного дренажа, более длительным периодам времени, когда почва слишком влажная для обработки почвы после дождя или полива, усилению денитрификации и снижению урожайности. Повышенное уплотнение также увеличивает расход энергии тракторами на последующую обработку почвы.
Большинство последствий уплотнения являются пагубными. Однако в некоторых случаях небольшое уплотнение вблизи семян может способствовать прорастанию и улучшению роста растений в периоды низкой влажности почвы, вызванной малым количеством осадков или низкой водоудерживающей способностью почвы.

Глубокое уплотнение почвы
Глубокое уплотнение почвы – это чрезмерное уплотнение почвы ниже нормальной годовой глубины обработки почвы, обычно 15–20 см. Это вызывает большую озабоченность, чем приповерхностное уплотнение, потому что это трудная проблема для решения и может потребоваться много лет или даже десятилетий в условиях интенсивного пастбища для восстановления.
Исследования почв Тасмании показали, что глубокие песчаные почвы склонны к глубокому уплотнению почвы на глубине 20–40 см (рис. 1). Это было связано с использованием тяжелых комбайнов для уборки гороха и картофеля, когда почва влажная или влажная. На других почвах происходит приповерхностное уплотнение (0–5 см), что приводит к образованию комков и ограничению роста корней. Приповерхностное уплотнение может быть относительно легко устранено и, вероятно, будет недолгим.
Объем почвы, уплотняемой проходом колеса, зависит от типа почвы, влажности почвы, размера шин, давления и общей нагрузки. Давление передается глубже во влажную почву, чем в сухую, при одинаковом размере шин и нагрузке на колеса.

Рисунок 1: График, показывающий разницу в сопротивлении проникновению между долгосрочным пастбищем (зеленый) и интенсивно возделываемым (фиолетовым) глубоким песком.

Обнаружение уплотнения почвы

Визуальное наблюдение
Выкопайте небольшую ямку, пересекающую корневую зону культуры, с помощью ножа изучите структуру укоренения и проверьте устойчивость к проникновению. Обратите внимание на более плотные зоны почвы и посмотрите, совпадают ли они с уменьшением роста корней. Изучая профиль почвы, можно определить уплотненный слой почвы, поскольку он физически прочнее (тверже) и более плотный, чем почва над ним или под ним. Уплотненные слои часто имеют ярко выраженный массивный или глыбистый вид и представляют собой четко очерченный горизонтальный слой толщиной от 10 до 40 см.

Ручной щуп или лопата
Этот метод измеряет уплотнение по сопротивлению, возникающему при продавливании почвы. Это полезно для обнаружения плотных слоев почвы, которые могут препятствовать проникновению корней или росту. Ручные зонды в основном представляют собой стальные стержни, которые втыкаются в почву вручную. Уплотненные слои труднее протолкнуть, и легче пройти через уплотненную зону. Ручные зонды могут быть изготовлены из стального стержня (диаметром около 8–10 мм) или толстой (3 мм) проволоки для ограждения длиной около 40 см с петлей на одном конце, образующей ручку. Можно добавить приращения глубины.

Конусный пенетрометр
Конусный пенетрометр работает по тому же принципу, что и ручной зонд, за исключением того, что он измеряет и записывает усилие, необходимое для введения конуса стандартного размера в профиль почвы. Пенетрометр вставляется вручную с постоянной скоростью, и прибор использует датчик для измерения силы, необходимой для проникновения в почву на заданную глубину, измеряемой в мегапаскалях (МПа) или килопаскалях (кПа). Данные сохраняются в регистраторе данных, после чего их можно загрузить и оценить прочность профиля почвы. Как правило, рост корней сельскохозяйственных культур начинает ограничиваться, когда сопротивление проникновению превышает 1,5 МПа, и сильно ограничивается при 2,5 МПа и более.
Все три вышеуказанных метода являются относительными испытаниями, и их следует сравнивать с участками с аналогичными почвами, где известно, что уплотнение не является проблемой.

Более высокая насыпная плотность
Насыпная плотность измеряется с помощью колец постоянного объема (см. информационный бюллетень «Насыпная плотность – измерение»). Значение насыпной плотности зависит от механического состава почвы (табл. 1).
Таблица 1: Приблизительные рекомендации по минимальной объемной плотности, при которой возникнет условие ограничения корней для различных структур почвы.

Текстура
Насыпная плотность (г/см ³
Крупный, средний и мелкий песок и супеси
1,80
супеси
1,75
Суглинок, супесь
1,70
Суглинок глинистый
1,65
Песчаная глина
1,60
Глина
1,40

Управление уплотнением почвы

Изменение годовой глубины обработки почвы
Это относится к слоям уплотнения, вызванным обработкой почвы, расположенным чуть ниже нормальной рабочей глубины основного почвообрабатывающего орудия. Глубину обработки уменьшают во влажный год и увеличивают в год, когда почва достаточно сухая, чтобы разрушить уплотненный слой.

Севооборот и выращивание сильнорослых пастбищ
Обычно это долгосрочный метод уменьшения уплотнения. Разнообразное вращение необходимо для стабилизации и образования почвенных агрегатов. Культуры должны включать как глубоко укореняющиеся, так и мочковатые корнеплоды.

Глубокое рыхление
Глубокое рыхление включает в себя разрушение твердого слоя с помощью мощных зубьев, обычно на глубину 30–40 см. Это следует делать только тогда, когда почва влажная, чтобы высохнуть, и крошится на той глубине, которую вы рвете. Рабочая глубина должна быть не более чем на несколько сантиметров ниже зоны уплотнения, поскольку работа на большей глубине требует больше энергии и может привести к более глубокому уплотнению. Повышение урожайности в результате рыхления было измерено для различных типов почв, от песков до суглинков, но в более тяжелых по текстуре почвах преимущества иногда могут быть кратковременными из-за повторного уплотнения с помощью техники.

Способы уменьшения и предотвращения уплотнения
Поскольку проблемы с уплотнением могут сохраняться в течение длительного периода времени, наилучшей защитой является полное избегание этой проблемы.

Планируйте операции на ферме, такие как разбрасывание удобрений, чтобы избежать работы в загонах во влажном состоянии. Почва должна легко рваться и крошиться на самой большой глубине, когда ее вспахивают. Сухая почва будет уплотняться меньше, чем влажная.

Уменьшите число проходов вторичной обработки, так как каждый дополнительный проход разрушает агрегаты и увеличивает объемную плотность. В идеале следует принять минимальную или нулевую систему обработки почвы.

Управление дорожным движением с помощью технологических колей, так как при обычных системах обработки почвы можно проследить до 90 % площади земли хотя бы один раз.

Удалите лишний вес с машин и используйте ровно столько балласта, чтобы уменьшить проскальзывание.

Уменьшите давление на поверхность, снизив давление в шинах или уменьшив нагрузку на ось. Уплотнение подпочвы резко возрастает при нагрузке на ось более 5 тонн.

Тяга против уплотнения . Длинный узкий след предпочтительнее, чем короткая широкая гусеница (т. е. двойные колеса). Это может быть достигнуто за счет: использования шин большего диаметра; замена диагональных шин на радиальные; с использованием тандемных осей; с использованием полноприводных или гусеничных машин.

Избегайте загруженных грузовиков на пастбищах и перегруженных прицепов для урожая.

Улучшить дренаж, так как это снижает риск вынужденной работы на влажных полях.

Дополнительная литература и ссылки
Делрой Н.Д., Боуден Дж.В. (1986) Влияние глубокого рыхления, предыдущей культуры и применяемого азота на рост и урожай пшеницы. Австралийский журнал экспериментального сельского хозяйства 26: 469-479.
Greacen EL и Williams J (1983) Физические свойства и водные отношения. В ПОЧВАХ австралийская точка зрения . CSIRO/Academic Press, стр. 499-530.
Авторы: Билл Котчинг (Тасманский сельскохозяйственный институт) и Стивен Дэвис (Департамент сельского хозяйства и продовольствия, Западная Австралия)
Национальная программа мониторинга качества почвы финансируется Корпорацией исследования и развития зерна в рамках второй Инициативы по почвенной биологии.
Участвующие организации не несут никакой ответственности по причине небрежности или иным образом вытекающим из использования или публикации этой информации или любой ее части.
Испытание на уплотнение почвы | Geoengineer.org
Введение
Уплотнение грунтов – это процедура, при которой грунт выдерживает механическое напряжение и уплотняется. Почва состоит из твердых частиц и пустот, заполненных водой и/или воздухом. Более подробное объяснение трехфазной природы почв дано в Почва как трехфазная система . При воздействии нагрузки частицы грунта перераспределяются в грунтовой массе, объем пустот уменьшается, что приводит к уплотнению. Механическое напряжение может быть приложено путем замешивания, динамических или статических методов. Степень уплотнения определяется количественно путем измерения изменения массы сухой единицы почвы, γ _д .
В инженерных целях уплотнение особенно полезно, так как оно приводит к:
увеличению прочности грунтов
снижению сжимаемости грунтов
A снижению проницаемости грунтов
6
Эти факторы имеют решающее значение для конструкций и инженерных сооружений, таких как земляные дамбы, насыпи, опоры тротуаров или опоры фундаментов.
Степень уплотнения зависит от свойств почвы, типа и количества энергии, обеспечиваемой процессом уплотнения, а также содержания воды в почве. Для каждой почвы существует оптимальное количество влаги, при котором она может испытывать максимальное сжатие. Другими словами, при заданном усилии уплотнения грунт достигает своего максимального сухого удельного веса ( γ _d,max ) при оптимальном уровне содержания воды ( w _opt ).
Сжимаемость относительно сухого грунта увеличивается по мере добавления в него воды. То есть, для уровней содержания воды в сухом состоянии или оптимального м (w _opt ) вода действует как смазка, позволяя частицам почвы скользить относительно друг друга, что приводит к более плотной конфигурации. За пределами определенного уровня содержания воды ( влажный или оптимальный , w>w _opt) избыток воды в почве приводит к увеличению порового давления воды, которое раздвигает частицы почвы. Типичная корреляция между массой сухой единицы и содержанием воды представлена на рис. 9.0035 Рисунок 1 . Также стоит отметить, что, как видно из рис. 2 , для данного грунта наибольшая прочность достигается только в сухом состоянии из оптимального ( рис. 2а ), а наименьшая гидравлическая проводимость достигается только во влажном состоянии. оптимального ( рис. 2b ). Влияние усилия уплотнения на максимальный сухой удельный вес (γ _d,max ) и оптимальный уровень содержания воды (w _opt ) можно наблюдать на рис. 4 . При увеличении уплотняющего усилия γ _d,max увеличивается, а w _opt уменьшается. То есть меньшего содержания воды достаточно для насыщения более плотного образца.
Рисунок 1 : Влияние содержания воды на массу сухой единицы при уплотнении грунта Испытание на уплотнение
Наиболее распространенным лабораторным испытанием на уплотнение почвы является испытание на уплотнение Проктора.
Тест Проктора был изобретен в 1930-х годах Р. Р. Проктором, полевым инженером Бюро водоснабжения и водоснабжения в Лос-Анджелесе, Калифорния. Процесс, который имитирует процессы уплотнения на месте, обычно выполняемые при строительстве земляных дамб или насыпей, является наиболее распространенным лабораторным испытанием, проводимым для определения сжимаемости грунтов.
Тип уплотнения и обеспечиваемая энергия для данного объема грунта являются стандартными, поэтому тест фокусируется на изменении содержания влаги в образце для получения оптимальное содержание воды (w _опт ).
Стандартный тест Проктора включает цилиндрическую форму объемом 0,95 л, в которую помещается почвенная масса и уплотняется в 3 слоя. Каждый слой сжимается 25-кратным падением груза массой 2,5 кг с высоты 30 сантиметров.
Модифицированная версия теста была введена после Второй мировой войны, в 1950-х годах, когда тяжелая техника могла привести к более высокому уплотнению. В новом подходе цилиндрическая форма остается прежней, однако вес падения увеличивается до 4,5 кг, а высота падения — до 45 сантиметров. Кроме того, грунт уплотняют в 5 слоев по 25 ударов по слою.
Испытание проводится для 5 значений содержания влаги для получения оптимального содержания влаги (w _opt ), для которого значение веса сухой единицы является максимальным (γ _d,max ).
Испытательное оборудование
Оборудование, используемое для проведения испытаний, включает:
Цилиндрическая пресс-форма диаметром 10 см, оснащенная основанием и манжетой
Трамбовка Proctor весом 2,5 кг или 4,5 кг в зависимости от того, эталон модифицированного теста проводится
№ 4 Siethe
Steel Fronhedge
Влажные контейнеры
градуированный цилиндр
Миксер
Контролируемая печь
Metallic And And And Scoop
Типичные цилиндрические формы компонента и Rammers показаны в .
Рисунок 3 : Пресс-формы и трамбовки Proctor (ASTM/AASHTO) по Controls Group (для получения дополнительной информации нажмите здесь )
Процедура испытания
Процедура испытания на уплотнение Проктора состоит из следующих шагов:
Получите около 3 кг почвы.
Пропустить почву через сито № 4.
Взвесьте грунтовую массу и форму без манжеты (Ш _м ).
Поместите почву в миксер и постепенно добавляйте воду, чтобы достичь желаемой влажности (w).
Нанесите смазку на манжету.
Удалите почву из миксера и поместите ее в форму в 3 или 5 слоев в зависимости от используемого метода (стандартный Proctor или модифицированный Proctor). Для каждого слоя инициируйте процесс уплотнения с 25 ударами по слою. Капли наносят вручную или механически с постоянной скоростью. Почвенная масса должна заполнять форму и заходить в воротник, но не более чем на ~1 сантиметр.
Осторожно снимите манжету и обрежьте почву, выступающую над формой, остро заточенной линейкой.
Взвесьте форму и содержащую ее почву (W).
Выдавите почву из формы с помощью металлического экструдера, убедившись, что экструдер и форма выровнены.
Измерьте содержание воды в верхней, средней и нижней частях образца.
Снова поместите почву в миксер и добавьте воды, чтобы добиться более высокого содержания воды, w.
Расчеты
Во-первых, содержание уплотняющей воды ( w ) в образце почвы рассчитывается с использованием среднего значения трех полученных измерений (верхняя, средняя и нижняя часть грунтовой массы).
Subsequently, the dry unit weight ( γ _d ) is calculated as follows:
where:      W = the weight of the mold and the soil mass (kg)
                 W _m = Вес плесени (кг)
W = содержание воды в почве (%)
V = объем плесени (M ³, обычно 0,033M ³ )
Данную процедуру следует повторить еще 4 раза, учитывая, что выбранное содержание воды будет как ниже, так и выше оптимального. В идеале выбранные точки должны быть хорошо распределены, 1-2 из них должны быть близки к оптимальной влажности.
Полученные массы сухой массы вместе с соответствующим содержанием воды наносятся на диаграмму вместе с кривой нулевых пустот, линией, показывающей корреляцию массы сухой единицы с содержанием воды в предположении, что почва на 100% насыщена. Какую бы энергию ни сообщали образцу, его невозможно уплотнить дальше этой кривой. Кривая нулевых пустот рассчитывается следующим образом:
Где: G _S = удельный вес почвы (как правило, G _S ~ 2,70)
γ _W
= Satultable BITER ONTIAL BITER ONTATIAD BITED SAINTAUD BITUDITATED BITED SAINTAUD BITATIANTIANG ONTADEATAT m ³ )
Типичные кривые, полученные на основе стандартного и модифицированного тестов Проктора, а также кривая отсутствия воздушных пустот представлены на рис.

	На основе части геотехнического справочный пакет Проф. Джон Аткинсон, Городской университет, Лондон,
Назад к механике грунта

Масса плесени + почвы (г)	2833	2979	3080	3092	3064	3027
Содержание воды (%)	8.41	10,62	12,88	14.41	16,59	18,62

Насыпная плотность, г (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
Сухая плотность, г _д (мг/м)	1,70	1,81	1,86	1,851	1,79	1,73

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

Тип почвы	Предлагаемое оборудование/машины
Щебень, гравийный песок	Гладкий колесный каток
Гравий, песок	Каток с резиновыми шинами
Пески, гравий, илистые почвы, глинистые почвы	Каток с пневматическими шинами
Илистый грунт, Глинистый грунт	Каток с овечьей лапой
Почвы в замкнутой зоне	Трамбовка
Пески	Вибрационный каток