Проверка уплотнения песка плотномером

Измерение плотности материалов является простым способом предварительной оценки их качества. И, если с плотностью компактированных материалов всё достаточно просто – следует разделить массу тела на его объём, то с пористыми или порошковыми, дело обстоит сложнее: надо учитывать оба показателя плотности — чистую и по насыпному весу грунта. Наиболее простым прибором, при помощи которого можно установить плотность грунтов, считается динамический плотномер.

Конструкция и модификации

Динамический способ измерения плотности заключается в том, что определённый объём сыпучего материала взвешивается при его естественном падении с непрерывном потоке. Метод неприменим, если грунт резко неоднороден по фракциям, или забор исходного материала происходит с глубины более 300 мм, поскольку в этом случае влажность образцов оказывается резко неравномерной.

Динамическая плотность с применением динамического плотномера Д-51 (имеется и модернизированная версия прибора Д-51А, используя которую, можно определять динамическую плотность глинистых грунтов) устанавливается по величине относительного сопротивления внедрению в поверхность материала испытательного инструмента (зонда), по мере его ударного внедрения вглубь.

1. Сменный наконечник конической формы.
2. Направляющая штанга.
3. Гиря.
4. Муфта-наковальня.
5. Ручка.

При помощи динамического плотномера Д-51 можно производить не только простое, но и двойное зонидирование, точность которого заметно выше. Для этого вместо наконечника к зонду присоединяют специальный плоский штамп, при помощи которого можно выполнить дополнительное компактирование материала. Такой способ эффективен для грунтов, характеризующихся переменными показателями своей влажности.

По схожей технологии действует и универсальный плотномер ДПУ «Кондор», также используемый для оценки плотности песка и супеси.

Как работать плотномером?

Эксплуатационные возможности прибора, которые определяют границу его применяемости, таковы:

• Максимальная глубина внедрения измерительного наконечника, мм – 300.
• Усилие ударного воздействия на грунт, кг – 2,5.
• Поперечный размер конуса зонда, мм – 16.
• Угол при основании конуса, град – 60.
• Поперечный размер уплотняющего штампа, мм – 100.
• Диапазон практической оценки значений плотности материалов, КУ – 0,84…1,01.

КУ – коэффициент уплотнения, под которым понимают отношение фактической плотности грунта к аналогичному параметру в его сухом состоянии, при условии неизменности состава. Показатель КУ нормируется техническими требованиями ГОСТ 22733-2002.

Замер показателя плотности производят при помощи штанги, которую соединяют с наконечником. Для этого используют муфту-наковальню. В таком виде устройство динамический плотномер вертикально устанавливают на ровную поверхность, и, применяя гирю, вводят наконечник в материал. Глубину внедрения можно регулировать при помощи имеющейся на корпусе ручки, которая ограничивает высоту падения гири. Глубина должна быть достаточной, чтобы наконечник соприкоснулся с поверхностью наковальни. Для оценки плотности используют прилагаемые к плотномеру таблицы. В них приводятся графики зависимости количества ударов гири (которые следует нанести, чтобы измерительный стержень опустился на необходимую глубину) от коэффициента уплотнения.

Обычно указанные таблицы соответствуют наиболее распространённым типам грунтов – супесей, суглинков, пылевидного и мелкого песка.

В версии плотномера Д-51М имеется электронный блок-приставка, применение которого позволяет значительно повысить точность результатов зондирования грунта.

«Инструкция по определению требуемой плотности и контролю за уплотнением земляного полотна автомобильных дорог» обязательна для всех организаций Министерства транспортного строительства СССР, занимающихся строительством и ремонтом автомобильных дорог.

В «Инструкции» даны указания по обследованию в резервах мелкозернистых грунтов, не содержащих крупных частиц (размером более 5 мм), грунтов с большим содержанием крупных частиц (до 30%) и каменных материалов, из которых возводятся насыпи, по испытанию характерных образцов материалов в лаборатории, а также по назначению требуемой плотности земляного полотна. Кроме того, в «Инструкции» приведены рекомендации по организации и проведению полевого контроля за уплотнением грунтов и способы, с помощью которых может быть достигнута требуемая плотность.

Настоящая «Инструкция» (вторая редакция «Инструкции» ВСН 55-61) разработана Ленинградским филиалом Государственного всесоюзного дорожного научно-исследовательского института Союздорнии на основе проведенных исследований и учёта опыта строительства и эксплуатации автомобильных дорог. Ее составители – канд. техн. наук Ю.М. Васильев и инж. А.С. Еремина.

Замечания и предложения по «Инструкции» просьба направлять по адресу: Московская область, Балашиха-6, Союздорнии или г. Ленинград, Д-65, ул. Герцена, 19, Ланфилиал Союздорнии.

Министерство транспортного строительства СССР

Ведомственные строительные нормы

Инструкция по определению требуемой плотности и контролю за уплотнением земляного полотна автомобильных дорог

Взамен «Инструкции по определению требуемой плотности и контролю за уплотнением земляного полотна автомобильных дорог» ВСН 55-61

1.1. Одно из основных требований при строительстве автомобильных дорог – возведение устойчивого земляного полотна.

При этом важное значение приобретает правильное проведение работ по искусственному уплотнению грунтов или других материалов, из которых возводится земляное полотно. Недостаточное уплотнение приводит к деформациям земляного полотна, вследствие чего нарушается ровность покрытия и могут разрушаться дорожная одежда и насыпи.

Для обеспечения надлежащего качества работ при возведении земляного полотна должен быть организован технический контроль за проведением операций по искусственному уплотнению.

1.2. Технический контроль за уплотнением земляного полотна включает:

а) обследование (до начала земляных работ) проектируемых резервов и лабораторные испытания образцов грунтов и других материалов, предназначаемых для возведения земляного полотна;

б) текущий полевой контроль за уплотнением в процессе устройства земляного полотна.

1.3. Обследование резервов выполняет проектная организация.

1.4. Текущий полевой контроль выполняют лаборатории строительных организаций. В случае, необходимости лаборатории строительных организаций дополнительно обследуют резервы, требующие уточнений или ранее не обследованные проектными организациями.

Государственным всесоюзным дорожным научно-исследовательским институтом (Союздорнии)

Заместителем министра транспортного строительства СССР 12 марта 1969 г.

Срок введения –
1 августа 1969 г.

2.1. Грунты и другие материалы в резервах (карьерах, выемках) обследуют в процессе изыскательских работ и рабочего проектирования шурфованием или бурением. Количество шурфов или буровых скважин устанавливают в зависимости от сложности грунтового профиля. Ориентировочно в сравнительно однородных грунтах на каждые 5000 м 3 грунта, отсыпаемого в насыпь, закладывается одна выработка. При разнородных грунтах количество шурфов увеличивают (один на каждые 1500-2000 м 3 грунта).

Обследование проводят на глубину проектируемой разработки.

На основе визуального осмотра из грунтов в шурфах или выбуренных кернов отбирают характерные образцы весом 3-3,5 кг для исследования в лаборатории. Каждый образец, отправляемый в лабораторию, должен быть снабжен паспортом с указанием места и даты взятия пробы и мощности данного слоя грунта.

Для подбора составов смесей и проведения лабораторных испытаний грунтов, предназначенных для обработки вяжущими, отбирают средние пробы весом 40-60 кг при мелкозернистых грунтах и 80-100 кг – крупнообломочных.

При обследовании резервов определяют естественную плотность и влажность грунтов и материалов. Характерные образцы подвергают испытанию для определения состава материалов, вида грунта, его оптимальной влажности и требуемой плотности, а также группы и класса каменных материалов. По данным близрасположенных метеостанций составляют график изменения влажности грунтов (почвы) в районе трассы в течение строительного сезона.

2.2. Резервы, и особенно карьеры, дополнительно обследуют как перед началом, так и в процессе выполнения земляных работ. Подобные обследования необходимы при разработке грунтов, содержащих частицы крупнее 5 мм, и слабых каменных (прочность ниже 4 класса) пород, предназначенных для возведения земляного полотна. При этом должны быть установлены гранулометрический (агрегатный) состав разрабатываемых пород, их естественная плотность и влажность, структурные особенности, характер напластования и т. п.

3.1. Требуемую плотность γ_ск назначают по максимальной стандартной плотности, установленной методом стандартного уплотнения в приборе Союздорнии ( приложение 1 ), и по заданному коэффициенту уплотнения K .

для мелкозернистых грунтов

для грунтов с включениями частиц крупнее 5 мм (до 30%)

Величину минимально допустимого коэффициента K назначают при проектировании земляного полотна в зависимости от дорожно-климатической зоны, категории дороги и расположения слоя грунта по высоте насыпи ( табл.1 ).

Понижение величины минимального коэффициента уплотнения допускается не более чем в 10% случаев и не должно превышать по абсолютной величине 0,04. Разница между значениями коэффициента уплотнения по поперечному сечению в верхнем слое земляного полотна для дорог с капитальными покрытиями не должна превышать 0,02 и при других типах покрытий – 0,04.

3.2. При наличии в карьере нескольких слоев характерных разновидностей грунта, когда разработка карьера ведется экскаваторами, за требуемую плотность принимают среднее значение плотностей, определенных для каждого из них:

требуемые плотности грунтов (материалов) в отдельных слоях, г/см 3 ;

толщины слоев, см.

В случае систематических отклонений плотности грунта, достигаемой при уплотнении в насыпи, от требуемой на 0,06 г/см 3 или более (как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения) следует уточнить требуемую плотность, проведя стандартное уплотнение грунта, взятого из насыпи в месте отбора проб.

3.3. Требуемые плотности при возведении земляного полотна из грунтов с содержанием частиц крупнее 5 мм более 30% (гравелистых, щебенистых и т.п.), а также при возведении земляного полотна из слабых каменных материалов (известняки, мергели, сланцы, отходы горнодобывающей промышленности и т.п.) устанавливают дробным уплотнением машинами тяжелого типа. Получаемую в этом случае максимальную плотность грунта или каменного материала при наиболее эффективном режиме работы уплотняющих машин (см. п.4.15) принимают за требуемую.

Таблица 1

Значение минимального требуемого коэффициента уплотнения

Виды земляного сооружения

Часть земляного полотна

Глубина расположения слоя от поверхности покрытия, м

Усовершенствованные покрытия капитального типа

Покрытия усовершенствованные, облегченные и переходного типа

Выемки, нулевые места и естественные основания под низкие насыпи

В зоне промерзания

Ниже зоны промерзания

* В IV – V зонах принимается равной 0,8 м.

Примечания . 1. Большие значения коэффициента уплотнения принимаются при цементобетонных и цементогрунтовых покрытиях и основаниях, а также при усовершенствованных облегченных покрытиях.

2. В IV – V дорожно-климатических зонах может оказаться целесообразным более значительное уплотнение верхних слоев земляного полотна с тем, чтобы использовать их как нижние конструктивные слои дорожного покрытия.

Кроме того, если окажется возможным, необходимо установить плотности устойчивых насыпей, возведенных из аналогичных материалов и находящихся в эксплуатации не менее трех лет. Для этого обследуют не менее двух-трех насыпей и определяют объемные веса скелета грунта на глубине не менее 1,0-1,5 м от поверхности земляного полотна в шурфах у кромки проезжей части. Полученные значения объемных весов скелета грунта принимают за требуемую плотность при возведении насыпей из подобных же материалов. Плотность, грунтов, полученная при пробной укатке, не должна быть меньше установленной при обследовании существующих насыпей.

При устройстве насыпей из каменных материалов 1-4 класса требования к их плотности не устанавливают, однако должны соблюдаться общие правила возведения насыпей (послойная их отсыпка и уплотнение машинами трамбующего или вибрационного действия).

3.4. Рекомендуется уплотнять связные грунты (суглинистые и глинистые) при оптимальной влажности или при влажности, в пределах 0,9-1,1 W , когда эффект уплотнения наилучший.

Малосвязные и несвязные грунты (супеси и пески) эффективно уплотнять при влажности в пределах 0,8-1,2 W . При одноразмерных песках минимальное значение влажности составляет 6-8%, так как в противном случае уплотнение песков окажется весьма затруднительным.

4.1. Текущий контроль за уплотнением земляного полотна ( табл. 2 ) осуществляют полевые лаборатории при дорожностроительных подразделениях, а также контрольные посты при машинно-дорожных отрядах, работающие под общим руководством центральной лаборатории треста или управления.

Полевые лаборатории обслуживают в среднем 3-6 объектов, на которых выполняется в смену до 8-10 тыс. м 3 земляных работ.

Контрольные посты создаются при каждом машинно-дорожном отряде (экскаваторном, скреперном и т. п.), выполняющем в смену до 2-3 тыс. м 3 земляных работ.

4.2. Контрольные посты ежедневно следят за отсыпкой грунта и работой уплотняющих машин, а также с помощью имеющегося оборудования ( приложение 3 ) отбирают пробы, грунта для определения плотности прибором Ковалева. Полученные значения плотностей сопоставляют с требуемыми.

Таблица 2

Перечень основных работ, выполняемых при текущем контроле за уплотнением земляного полотна

Послойно определяет плотность грунтов насыпей в процессе их возведения

за послойной отсыпкой грунта по всей ширине насыпи,

оптимальной толщиной уплотняемого слоя,

числом проходов (ударов) грунтоуплотняющей машины по одному месту,

влажностью грунта при его уплотнении

Дополнительно обследует резервы (совместно с центральной лабораторией)

Устанавливает рациональный режим работы уплотняющих машин – пробное уплотнение (совместно с центральной лабораторией)

Контролирует определение плотности грунта в земляном полотне (совместно с центральной лабораторией)

Определяет коэффициент относительного уплотнения

Определяет физико-механические свойства грунтов резервов, в том числе коэффициент неоднородности песка (факультативно) совместно с центральной лабораторией

Определяет оптимальную влажность и максимальную плотность характерных грунтов в резервах (карьерах); устанавливает рациональный режим работы уплотняющих машин и контролирует определение плотности грунта в земляном полотне (совместно с полевой лабораторией); осуществляет методическое руководство и контроль за деятельностью подведомственных лабораторий и контрольных постов, инструктирует работников лабораторий; содействует обеспечению полевых лабораторий необходимым оборудованием и следит за исправностью контрольных и измерительных приборов

При контроле за качеством уплотнения грунтов с включениями гравелистых частиц, а также в зимних условиях, когда применение прибора Ковалева невозможно, определение плотности грунта осуществляют методом лунок или методом парафинирования (см. приложение 1 ) с отбором образцов мерзлого грунта.

В зимних условиях, ввиду разуплотнения грунта при его замерзании, коэффициент уплотнения K , который определяется на основе испытания образцов мерзлого грунта, отбираемых из уплотненных слоев насыпи, принимают равным:

фактический коэффициент уплотнения, установленный на образцах мерзлого грунта;

величина поправки, равная для связных грунтов 0,03-0,04, для несвязных – 0,01-0,02.

4.3. Влажность грунта каждого слоя, подготовленного для уплотнения, измеряют один раз в смену.

Количество образцов для определения плотности грунта назначают в зависимости от ширины уплотняемого слоя и высоты насыпи. В слоях, имеющих ширину менее 20 м, берут три образца с каждого поперечника (один-по оси проезжей части и два – на обочинах на расстоянии 1,5-2 м от откоса); в слоях с шириной, превышающей 20 м, берут, не менее пяти образцов с поперечника (по оси насыпи, в 2 м от откосов и между этими точками). Поперечники располагают через 200 м при невысоких насыпях (до 2- 3 м); при высоте насыпи более 3 м поперечники располагают через 50 м.

Кроме того, отбирают пробы грунта из каждого уплотненного слоя над трубами, в конусах и в местах сопряжений с мостовыми сооружениями.

Количество проб из грунтов высокой связности (тяжелые суглинки и глины), а также отбираемых методом лунок или в мёрзлом состоянии может быть уменьшено в два раза.

4.4. Пробу грунта берут из середины уплотненного слоя при его толщине до 30 см; при большей толщине уплотненного слоя отбирают две пробы по высоте слоя.

Пробы рекомендуется отбирать во всех слоях по одной вертикали.

Качество уплотнения определяют сравнением полученных значений объемного веса скелета грунта γ_ск со значениями требуемой плотности γ_{ск 0}. При этом дается оценка:

– отлично , если у 90% испытанных образцов коэффициенты уплотнения грунта земляного полотна не ниже требуемых (табл. 1), а у 10% образцов отклонение в сторону понижения не превышает 0,02;

– хорошо , если у 90% испытанных образцов коэффициенты уплотнения грунта всех слоев земляного полотна не ниже требуемых (табл. 1), у 5% образцов отклонение в сторону понижения не превышает 0,02, а у 5,% образцов отклонение не превышает 0,04;

– удовлетворительно , если у 90% испытанных образцов коэффициенты уплотнения грунта всех, слоев земляного полотна не ниже требуемых, а у 10% образцов отклонение в сторону понижения не превышает 0,04.

При возведении насыпей из каменных материалов 1-4 класса качество их уплотнения проверяют пробными проходами тяжелого моторного катка (10-12 т). Деформация поверхности насыпи (осадка под вальцами катка) при пробных проходах не должна превышать 5 мм.

4.5. Грунт отсыпают на нижележащий слой только после достаточного его уплотнения.

4.6. Полевая лаборатория проводит работы, связанные с дополнительным обследованием грунтов резервов и уточнением расчетных параметров при уплотнении грунта, установлением рационального режима работы имеющихся грунтоуплотняющих машин; совместно с Центральной лабораторией систематически осуществляет контроль за качеством уплотнения насыпей в процессе возведения земляного полотна. Кроме того, начальник полевой лаборатории обязан периодически проверять работу контрольных постов.

4.7. Дополнительное обследование резервов, намеченных к разработке, проводят перед началом основных земляных работ, а если установлено несоответствие грунтовых условий проектным данным, то и в процессе земляных работ.

При дополнительном обследовании резервов уточняют значения оптимальной влажности и требуемой плотности грунта и материалов, укладываемых в насыпь.

Одновременно отбирают пробы образцов без нарушения их естественного состояния для определения объемного веса грунта или каменных материалов резерва, необходимого для установления фактического объема земляных работ (см. пп. 4.24, 4.25).

4.8. Для уплотнения грунтов земляного полотна применяют следующие машины: кулачковые катки; решетчатые катки; прицепные, полуприцепные и самоходные пневмошинные катки; вибрационные, вибротрамбующие, трамбующие машины.

4.9. Основными технологическими показателями работы грунтоуплотняющих машин являются: уплотняющая способность (оптимальная толщина уплотняемого слоя грунта), возможность уплотнения грунтов различного состава и состояния, возможность работы как в летних, так и в зимних условиях и при стесненном фронте работ. Технологические особенности грунтоуплотняющих машин учитывают при составлении проекта организации работ и в процессе производства земляных работ.

4.10. Кулачковые катки целесообразно применять при уплотнении связных, комковатых грунтов и грунтов типа тяжелых суглинков и глин при влажности не более оптимальной.

Решетчатые катки эффективны для уплотнения связных (оптимально влажных), комковатых «сухих» грунтов, грунтов с включениями щебня, мелких валунов (до 30-35 см), гравийно-песчаных смесей, при работах в зимних условиях для уплотнения смеси талого грунта с мерзлыми комьями (размером до 35-40 см).

Пневмошинные катки наиболее эффективны для уплотнения супесей, суглинков и глин при влажности их, близкой к оптимальной.

Вибрационные и вибротрамбующие машины целесообразно применять для уплотнения песков, супесей, гравийно-песчаных и щебеночно-песчаных смесей, гравия и щебня.

Трамбующие машины эффективны для уплотнения грунта во всех условиях возведения земляного полотна при влажности грунта, близкой к оптимальному значению.

При ограниченном фронте работ наиболее целесообразны грунтоуплотняющие средства типа самоходных пневмошинных катков, вибрационных, вибротрамбующих и трамбующих машин и легкие трамбовки.

Использование грунтоуплотняющих машин в других условиях, кроме указанных выше, возможно (что должно устанавливаться пробным уплотнением), однако пониженная производительность и меньшая уплотняющая способность ведут к повышению стоимости работ по уплотнению грунта.

4.11. Уплотнение грунта проходами пневмоколесных землеройно-транспортных и транспортных машин в обычных условиях рассматривается как предварительное. Отдельные машины при определенных условиях могут использоваться для уплотнения грунта. Необходимое уплотнение грунта гусеничными машинами не достигается, поэтому их нельзя использовать в качестве уплотняющих средств.

4.12. Грунт уплотняют сразу же после отсыпки слоя. Количество грунтоуплотняющих машин и их производительность должны соответствовать производительности землеройного отряда. Пересыхание и особенно переувлажнение или замерзание отсыпанного грунта затрудняет процесс уплотнения, а зачастую делает его практически невозможным.

4.13. Эффективная работа уплотняющих машин во многом зависит от травильного назначения толщины слоя отсыпаемого грунта и числа проходов (ударов) машин по одному следу.

Толщина уплотняемых слоев грунтов и других материалов должна быть оптимальной. Назначается она, как и число проходов (ударов) уплотняющих машин по одному месту, в зависимости от типа машины и вида грунта (табл.3).

Таблица 3

Ориентировочные значения оптимальной толщины уплотняемого слоя и числа проходов уплотняющих машин

Тип уплотняющих машин

Оптимальная толщина слоя в плотном теле, см

Необходимое число проходов (ударов)

Несвязный грунт и каменный материал

Несвязный грунт и каменный материал

Кулачковый каток 9 т (типа Д-614)

Моторный каток 8-13 т (типа Д-211В, Д-399А, Д-549)

Каток на пневмошинах 12-15 т (типа Д-625, Д-692)

Коэффициент уплотнения необходимо определять и учитывать не только в узконаправленных сферах строительства. Специалисты и обычные рабочие, выполняющие стандартные процедуры использования песка, постоянно сталкиваются с необходимостью определения коэффициента.

Коэффициент уплотнения активно используется для определения объема сыпучих материалов, в частности песка,
но тоже относится и к гравию, грунту. Самый точный метод определения уплотнения – это весовой способ.

Широкое практическое применение не обрел из-за труднодоступности оборудования для взвешивания больших объемов материала или отсутствия достаточно точных показателей. Альтернативный вариант вывода коэффициента – объемный учет.

Единственный его недостаток заключается в необходимости определения уплотнения на разных стадиях. Так рассчитывается коэффициент сразу после добычи, при складировании, при перевозке (актуально для автотранспортных доставок) и непосредственно у конечного потребителя.

Факторы и свойства строительного песка

Коэффициент уплотнения – это зависимость плотности, то есть массы определенного объема, контролируемого образца к эталонному стандарту.

Эталонные показатели плотности выводятся в лабораторных условиях. Характеристика необходима для проведения оценочных работ о качестве выполненного заказа и соответствии требованиям.

Для определения качества материала используются нормативные документы, в которых прописано эталонные значения. Большинство предписаний можно найти в ГОСТ 8736-93, ГОСТ 7394-85 и 25100-95 и СНиП 2.05.02-85. Дополнительно может оговариваться в проектной документации.

В большинстве случаев коэффициент уплотнения составляет 0,95-0,98 от нормативного значения.

«Скелет» – это твердая структура, которая имеет некоторые параметры рыхлости и влажности. Объемный вес обычно рассчитывается на основании взаимозависимости массы твердых частиц в песке, и той, которую бы приобрела смесь, если бы вода занимала всё пространство грунта.

Лучшим выходом для определения плотности карьерного, речного, строительного песка является проведение лабораторных исследований на основании нескольких проб взятых у песка. При обследовании грунт поэтапно уплотняют и добавляют влагу, это продолжается до достижения нормированного уровня влажности.

После достижения максимальной плотности определяется коэффициент.

Коэффициент относительного уплотнения

Выполняя многочисленные процедуры по добыванию, транспортировке, хранению, очевидно, что насыпная плотность несколько меняется. Это связано с трамбовкой песка при перевозке, длительное нахождение на складе, впитывание влаги, изменение уровня рыхлости материала, величины зерен.

В большинстве случаев проще обойтись относительным коэффициентом – это отношение между плотностью «скелета» после добычи или нахождения на складе к той, которую он приобретает доходя до конечного потребителя.

Зная норму какой характеризуется плотность при добыче, указывается производителем, можно без проведения постоянных обследований определять конечный коэффициент грунта.

Информация об этом параметре должна быть указана в технической, проектной документации. Определяется путем расчетов и соотношения начальных и конечных показателей.

Такой метод подразумевает регулярные поставки от одного производителя и отсутствие изменений в каких-либо переменных. То есть транспортировка происходит одинаковым методом, карьер не изменил свои качественные показатели, длительность пребывания на складе приблизительно одинаковая и т.д.

Для выполнения расчетов необходимо учитывать такие параметры:

• характеристики песка, основными считаются прочность частиц на сжатие, величина зерна, слеживаемость;
• определение максимальной плотности материала в лабораторных условиях при добавлении необходимого количества влаги;
• насыпной вес материала, то есть плотность в естественной среде расположения;
• тип и условия транспортировки. Наиболее сильная утряска у автомобильного и железнодорожного транспорта. Песок менее подвергается уплотнению при морских доставках;
• погодные условия при перевозке грунта. Нужно учитывать влажности и вероятность воздействия со стороны минусовых температур.

Как посчитать плотность во время добычи из котлована

В зависимости от типа котлована, уровня добычи песка, его плотность также изменяется. При этом важное значение играет климатическая зона, в который проводятся работы по добыче ресурса. Документами определяется следующие коэффициенты в зависимости от слоя и региона добычи песка.

В дальнейшем на этом основании можно рассчитать плотность, но нужно учесть все воздействия на грунт, которые меняют его плотность в одном или другом направлении.

При трамбовке материала и обратной засыпке

Обратная засыпка – это процесс заполнения котлована, предварительно вырытого, после возведения необходимых строений или проведения определенных работ. Обычно засыпается грунтом, но кварцевый песок используется также часто.

Трамбовка считается необходимым процессом при этом действии, так как позволяет вернуть прочность покрытию.

Для выполнения процедуры необходимо иметь специальное оборудование. Обычно используется ударные механизмы или те, что создают давление.

В строительстве активно применяются виброштамп и вибрационная плита различного веса и мощности.

Коэффициент уплотнения также зависит от трамбовки, она выражена в виде пропорции. Это необходимо учитывать, так как при увеличении уплотнения одновременно уменьшается объемная площадь песка.

Стоит учитывать, что все виды механического, наружного уплотнения способны воздействовать только на верхний слой материала.

Основные виды и способы уплотнения и их влияние на верхние слои грунта представлены в таблице.

Для определения объема материала для засыпки необходимо учесть относительный коэффициент уплотнения. Это связано с изменением физических свойств котлована после вырывания песка.

При заливке фундамента необходимо знать правильные пропорции песка и цемента. Перейдя по ссылке ознакомитесь с пропорциями цемента и песка для фундамента.

Цемент является специальным сыпучим материалом, который по своему составу представляет минеральной порошок. Тут о различных марках цемента и их применении.

При помощи штукатурки увеличивают толщину стен, из за чего увеличивается их прочность. Здесь узнаете, сколько сохнет штукатурка.

Извлекая карьерный песок тело карьера становится более рыхлым и поэтапно плотность может несколько уменьшаться. Необходимо проводить периодические проверки плотности с помощью лаборатории, особенно при изменении состава или расположения песка.

Более подробно о уплотнении песка при обратной засыпке смотрите на видео:

Как определить плотность песчаного слоя при транспортировке

Транспортировка сыпучих материалов имеет некоторые особенности, так как вес достаточно большой и наблюдается изменение плотности ресурсов.

В основном песок транспортируют при помощи автомобильного и железнодорожного транспорта, а они вызывают встряхивание груза.

Постоянные вибрационные удары на материалы воздействуют на него подобно уплотнению от виброплиты. Так постоянное встряхивание груза, возможное воздействие дождя, снега или минусовых температур, увеличенное давление на нижний слой песка – все это приводит к уплотнению материала.

Причем длина маршрута доставки имеет прямую пропорцию с уплотнением, пока песок не дойдет до максимально возможной плотности.

Морские доставки меньше подвержены влиянию вибраций, поэтому песок сохраняет больший уровень рыхлости, но некоторая, небольшая усадка все равно наблюдается.

Для расчета количества строительного материала необходимо относительный коэффициент уплотнения, который выводится индивидуально и зависит от плотности в начальной и конечной точке, умножить на требуемый объем, внесенный в проект.

Как рассчитать в условиях лаборатории

Необходимо взять песок из аналитического запаса, порядка 30 г. Просеять сквозь сито с решеткой в 5 мм и высушить материал до приобретения постоянного значения веса. Приводят песок к комнатной температуре. Сухой песок следует перемешать и разделить на 2 равные части.

Далее необходимо взвесить пикнометр и заполнить 2 образца песком. Далее в таком же количестве добавить в отдельный пикнометр дисциллированной воды, приблизительно 2/3 всего объема и снова взвесить. Содержимое перемешивается и укладывается в песчаную ванну с небольшим наклоном.

Для удаления воздуха необходимо прокипятить содержимое 15-20 минут. Теперь необходимо охладить до комнатной температуры пикнометр и отереть. Далее доливают до отметки дисциллированной воды и взвешивают.

Далее переходят к расчетам. Методика, которая помогает определить плотность и основная формула:

P = ((m – m1)*Pв) / m-m1+m2-m3, где:

• m – масса пикнометра при заполнении песком, г;
• m1 – вес пустого пикнометра, г;
• m2 – масса с дисциллированной водой, г;
• m3 – вес пикнометра с добавлением дисциллированной воды и песка, при этом после избавления от пузырьков воздуха
• Pв – плотность воды

Смета и подсчеты материалов, их коэффициентов – это основная составляющая часть строительства любых объектов, так как помогает понять количество необходимого материала, а соответственно затраты.

Для правильного составления сметы необходимо знать плотность песка, для этого используется информация предоставленная производителем, на основании обследований и относительный коэффициент уплотнения при доставке.

Из-за чего изменяется уровень сыпучей смеси и степень уплотнения

Песок проходит через трамбовку, не обязательно специальную, возможно в процессе перемещения. Посчитать количество материала полученного на выходе достаточно сложно, учитывая все переменные показатели. Для точного расчета необходимо знать все воздействия и манипуляции, проведенные с песком.

Конечный коэффициент и степень уплотнения зависит от разнообразных факторов:

• способ перевозки, чем больше механических соприкосновений с неровностями, тем сильнее уплотнение;
• длительность маршрута, информация доступна для потребителя;
• наличие повреждений со стороны механических воздействий;
• количество примесей. В любом случае посторонние компоненты в песке придают ему больший или меньший вес. Чем чище песок, тем ближе значение плотности к эталонному;
• количество попавшей влаги.

Сразу после приобретения партии песка, его следует проверить.

Какие пробы берут для определения насыпной плотности песка для строительства

Нужно взять пробы:

• для партии менее 350 т – 10 проб;
• для партии 350-700 т – 10-15 проб;
• при заказе выше 700 т – 20 проб.

Полученные пробы отнести в исследовательское учреждение для проведения обследований и сравнения качества с нормативными документами.

Заключение

Необходимая плотность сильно зависит от типа работ. В основном уплотнение необходимо для формирования фундамента, обратной засыпки траншей, создания подушки под дорожное полотно и т.д. Необходимо учитывать качество трамбовки, каждый вид работы имеет различные требования к уплотнению.

В строительстве автомобильных дорог часто используется каток, в труднодоступных для транспорта местах используется виброплита различной мощности.

Так для определения конечного количества материала нужно закладывать коэффициент уплотнения на поверхности при трамбовке, данное отношение указывается производителем трамбовочного оборудования.

Всегда учитывается относительный показатель коэффициента плотности, так как грунт и песок склонны менять свои показатели исходя из уровня влажности, типа песка, фракции и других показателей.