Коэффициент уплотнения щебня 20 40 при трамбовке таблица расчет
22.10.2022 09.10.2022
Сыпучие строительные материалы, а также грунты при различных физических воздействиях могут разрыхляться или уплотняться. При этом плотность их колеблется в достаточно большом интервале — до нескольких десятков процентов. В строительстве часто применяются 2 относительные величины — коэффициент уплотнения при транспортировке Кут и коэффициент уплотнения грунта (основания) Ку. По сути они отражают одно и то же явление — изменение объема вследствие уменьшения пористости, но рассчитываются и применяются по-разному.
Что такое коэффициент уплотнения
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
Уплотнение грунта щебнем своими руками
Если вы собираетесь строить небольшой дачный дом, хозяйственное помещение, проложить дорожку в саду или выложить плиткой двор, вполне реально уплотнить грунт самостоятельно. Для более ответственных работ (строительства частного дома на 2 этажа, прокладки асфальтированной дороги) лучше позвать специалистов. Они проведут нужные расчеты, будут использовать специальную технику для трамбовки.
На крупных стройках перед началом работ берут образцы грунта. Для этого проделывают скважину на глубину промерзания (от 50-70 см до 1-2 м, в зависимости от региона). Полученный материал отправляют в лабораторию для определения плотности, вида и состава грунта. Также необходимо узнать, на каком уровне залегают грунтовые воды, нет ли на этом участке плавунов. После определения всех свойств грунта легче рассчитать количество щебня и степень необходимого уплотнения.
Обратите внимание, что даже при постройке частного дома лучше проконсультироваться со специалистами. Тогда вы будете уверены, что фундамент получится прочным и не осядет.
Дальше приступают к расчету глубины и площади фундамента. Подушка под ним должна быть на 200 мм шире. Если вы собираетесь укреплять грунт под дорожкой, укрепленная площадь грунта должна быть приблизительно такой же, как и у пешеходной зоны. Толщина слоя колеблется от 20-25 см до 0,5-1,5 м. Чем выше и тяжелее конструкция, тем больше щебня понадобится для уплотнения основания под ней.
Когда известен объем, который следует заполнить щебнем, переходят к расчету его количества. Лучше всего полученный результат закруглить в сторону большего значения.
Уплотнять грунт можно несколькими способами:
Ручным
Механическим
Описание методов вы найдете ниже по тексту.
Уплотнение грунта ручным методом
Ручное уплотнение применяется при укреплении грунта под небольшими хозяйственными постройками, дорожками, дворами, тротуарами. Его можно проводить самостоятельно, без помощи специалистов и с минимальными затратами на инструментарий.
Комплекс работ по ручному укреплению грунта состоит из нескольких этапов:
Выбора инструментов и материалов
Непосредственного уплотнения (технологии)
О каждом из них вы узнаете в продолжении статьи.
Инструменты и материалы
Для того, чтобы укрепить грунт, вам понадобятся:
Щебень
Лопата
Уровень
Специальное приспособление для трамбовки
Для трамбовки используют подручные материалы. Можно купить готовый инструмент. Он выглядит как тяжелая чугунная плита с деревянной рукояткой. Сделать такое приспособление можно и самостоятельно. Для этого берут длинный брус из дерева, снизу его подбивают листом стали, а сверху прикрепляют ручку.
Щебень засыпается в траншею и выравнивается лопатой. С помощью уровня проверяется, действительно ли поверхность горизонтальная, нет ли перекосов. Если слой камней должен быть больше 10 см, советуют засыпать их порциями и уплотнять каждую отдельно. Можно также смешивать материал с верхними слоями грунта.
Приспособление для трамбовки берут за ручку и с силой прессуют грунт со щебнем. Удары повторяют в одном месте несколько раз, пока грунт полностью не осядет. Затем переходят к следующему участку. Когда работа закончена, опять проверяют, ровная ли поверхность, и засыпают следующий слой.
Уплотнение грунта механическим методом
Если нужно укрепить грунт на большой площади или при закладке фундамента под дом, лучше воспользоваться механическими приспособлениями. Они позволят более качественно провести работу, процесс будет не таким утомительным.
После планировки механическое уплотнение грунта состоит из тех же этапов, что и ручное:
Подготовка инструментов
Уплотнение
Дальше мы распишем детально каждый пункт.
Для трамбовки при механическом методе уплотнения грунта необходимо приобрести или взять напрокат специальный инструментарий.
Существует несколько приспособлений:
Виброплита
Ручной каток
Виброплита (или вибротрамбовка) бывает разной массы. В домашних условиях чаще всего используют инструменты весом 60-120 кг.
По принципу действия виброплиты разделяют на:
Одномассные (колебания идут от всей поверхности плиты)
Двухмассные (вибрирует лишь нижняя часть, а верхняя создает дополнительное давление – на ней располагается двигатель)
Виброударные (грунт со щебнем утрамбовывается молотом, прикрепленным к основанию пружинами)
Работают виброплиты от электричества или двигателя внутреннего сгорания.
Ручной каток можно купить в специализированном магазине или изготовить самостоятельно. Во втором случае за основу берут трубу с диаметром 40-50 см и заполняют ее песком. Вес инструмента должен быть 100-200 кг. Через трубу можно пропустить крепкую веревку и тянуть самодельный каток за нее. Тогда труба будет прокручиваться и утрамбовывать грунт со щебнем собственным весом.
В готовый котлован или траншею засыпают щебень. Его можно укладывать и слоями, хотя механическим методом можно утрамбовать весь положенный объем сразу. Затем плиту включают, делают 2-3 прохода по поверхности щебня. Не забывайте проверять, ровно ли уложен материал. При необходимости можно засыпать еще одну порцию и снова пройтись с виброплитой или катком 2-3 раза. Заканчивают работу, когда грунт перестает проседать.
Важно отметить, что торф, плавуны и другие неустойчивые грунты уплотнять нельзя. Траншею делают такой глубины, пока не доберутся до более устойчивого основания (скалы, глины, суглинка). Уже после проводят одним из описанных методов уплотнение.
Уплотнение грунта щебнем – лишь один из вариантов. Кроме этого, можно уплотнить рыхлую поверхность и другими способами. Об этом – в последней части статьи.
Имеется ли усадка у щебня?
При выборе щебня для производства строительных работ специалисты в первую очередь обращают внимание на коэффициент уплотнения материала. При помощи этого параметра определяется уменьшение объема щебня при сохранении изначальной массы при трамбовке, естественной усадке или перевозке.
Коэффициент уплотнения грунта
Этот параметр очень сильно зависит от вида грунта. Номинальные значения указаны в таблице.
Уточнить данные можно с помощью проведения испытаний, но при этом следует учитывать разницу влажности в момент отбора образцов и в момент выполнения трамбовки.
Как выбрать щебень для уплотнения грунта
Качество уплотненного грунта во многом зависит от щебня, который используется для этой цели. Если он соответствует всем требованиям, то способен увеличить несущую способность основания в несколько раз.
При покупке следует обратить внимание на:
Вид
Фракцию
Лещадность
Морозостойкость
Прочность
Насыпную плотность
Коэффициент уплотнения
Водопоглощение
Радиоактивность
Дальше мы коротко опишем значение каждой из перечисленных характеристик.
Вид
От вида щебня во многом зависят остальные его характеристики. Материал добывают путем дробления разных горных пород.
Самыми прочными считаются магматические:
Гранит
Габбро
Диорит
Базальт
Такой щебень способен выдерживать высокие статические и динамические нагрузки. Поэтому его используют для уплотнения грунта под высотными зданиями, железнодорожным полотном, автомобильными трассами с высоким трафиком.
Почти не уступают по прочности магматическим породам метаморфические.
К ним относятся:
Серпентинит
Амфиболит
Мрамор
Серпентинитовый и амфиболитовый щебни можно применять практически для тех же целей, что и гранитный или диоритовый. У мрамора прочность немного ниже, поэтому с его помощью рекомендуют уплотнять грунт только под частными домами, дорогами с невысокой интенсивностью движения, пешеходными дорожками.
Осадочные породы по своим характеристикам могут уступать магматическим и метаморфическим. Тем не менее, они вполне годятся для уплотнения грунта.
Чаще всего используют:
Известняк
Доломит
Основное преимущество таких материалов – низкая стоимость. Они подходят для уплотнения почвы под небольшими хозяйственными постройками, одноэтажными домами, тротуарами, грунтовыми дорогами.
Фракция
От размера зерен щебня зависит, насколько хорошо будет распределяться нагрузка по поверхности грунта и как он будет уплотняться. Далеко не все фракции подходят для этих работ.
Рекомендуют использовать размеры:
20-40
20-70
20-80
25-60
40-70
40-120
80-120
Чем большая нагрузка предусматривается на фундамент или дорожное полотно, тем крупнее должен быть щебень. Но при использовании фракций 40-70, 40-120, 80-120 необходимо делать расклинцовку более мелким щебнем. В результате большие камни обеспечат прочность основанию, а мелкие – высокую плотность.
Лещадность
Часть щебня в процессе дробления породы обретает плоскую форму. Ее называют лещадной, от слова «лещ» (плоская рыба). К этой группе относят также игловидные частицы, чья длина в 3 раза превышает ширину.
Лещадный щебень плохо уплотняется, между его частицами образуются пустоты. В результате основание под фундаментом получается менее прочным, может давать усадку. По процентному содержанию плоских частиц материал разделяют на 5 групп. Для укрепления грунтов стоит покупать материал I или II групп (процент лещадных зерен до 15% от общего объема).
Морозостойкость
Котлованы под фундаментами и трассами рекомендуют рыть на глубину промерзания. Но в холодные зимы она может существенно измениться. Кроме того, при прокладке тротуаров или грунтовых дорог не делают глубоких траншей. Поэтому обязательно нужно обращать внимание на морозостойкость щебня.
Желательно, чтобы показатель был не меньше F100-F200. Тогда щебень выдержит 100-200 циклов заморозки. Такими характеристиками обладает габбро, гранитный, диоритовый, серпентинитовый, мраморный щебни. Известняк может иметь низкую морозостойкость. Но у нас в наличии есть материал из этой породы с показателями F100-F150.
Если купить камень с низкой морозостойкостью, он может разрушиться. Происходит это из-за расширения замерзшей в трещинах воды. Грунтовое основание, уплотненное таким щебнем, будет со временем проседать.
Прочность
Показатель прочности – одна из основных характеристик, на которую следует ориентироваться при выборе щебня для уплотнения грунта. Ведь основания будут нести значительные нагрузки. Слабый камень со временем разрушится и перестанет выполнять свою функцию. На месте раздробленной породы могут образоваться пустоты, несущая способность грунта резко уменьшится.
Прочность определяется маркой по дробимости и не должна быть ниже, чем М1000 (для уплотнения грунта под тротуарами подойдет материал с прочностью М800). Такими показателями обладает практически любой щебень в нашем регионе. Но самыми прочными считаются камни из магматических пород (гранит, диорит, габбро). К ним приближаются серпентинит и амфиболит, чьи показатели прочности варьируются от М1200 до М1400.
Насыпная плотность
Насыпная плотность материала – это соотношение массы и объема материала при свободной засыпке. Она зависит от фракции и лещадности. Показатель важно знать, чтобы правильно рассчитать количество щебня, необходимое для уплотнения грунта. В среднем она колеблется от 1200 кг/м3 до 1580 кг/м3.
Подробнее об этой характеристике вы можете прочитать на странице Насыпная плотность сыпучих материалов и грунтов.
При покупке щебня для уплотнения грунта важно правильно рассчитать его количество. Если этого не сделать, материала может не хватить. Ведь камни уплотняются, трамбуются, тем самым уменьшается их объем. Если расчеты будут неверные, придется искать, где можно дополнительно купить небольшую партию щебня.
Для того, чтобы узнать, сколько нужно щебня для засыпки и уплотнения участка определенной площади, понадобится коэффициент уплотнения. Его значение определяется ГОСТом (после ряда испытаний). Для щебня оно колеблется от 1,1 до 1,3 (на практике чаще используют показатель 1,3).
Количество необходимого материала высчитывается по формуле, где перемножаются между собой:
Объем, который необходимо засыпать камнями (для этого высоту умножают на длину и ширину)
Коэффициент уплотнения
Объясним на конкретном примере:
Допустим, у нас есть траншея длиной 4 м, шириной 1,5 м и высотой 0,5 м.
Теперь мы перемножаем длину, ширину и высоту: 4*1,5*0,5=3. Так, объем нашей траншеи – 3 м3. Именно его необходимо засыпать.
Полученный объем умножаем на коэффициент уплотнения: 3*1,3=3,9 м3.
Так, для того, чтобы засыпать нашу траншею, понадобится 3,9 м3 щебня.
Подробнее об этой характеристике вы можете прочитать на странице Коэффициент уплотнения грунтов и строительных материалов.
Водопоглощение
Способность материала впитывать жидкость при полном в нее погружении называется водопоглощением. Оно есть и у камней. Показатель зависит от пористости, фракции и породы материала. При высоком водопоглощении теряются прочность и морозоустойчивость щебня. Ведь при минусовых температурах вода в порах камня застывает, расширяется и разрушает его изнутри. В итоге падает и прочность уплотненного грунта.
Низкие показатели водопоглощения у гранита и серпентинита. Они не превышают 0,1-0,6%. Поэтому такие материалы лучше всего подходят для уплотнения грунта. Немного выше характеристика у известняка (из-за высокой пористости). Его показатель водопоглощения колеблется от 0,1% до 2,6%.
Радиоактивность
При покупке щебня следует проверить его безопасность. Одна из основных характеристик тут – радиоактивность. Некоторые горные породы (например, гранит) могут обладать довольно высоким природным фоном.
Если грунт уплотняется под жилыми постройками, то, согласно ГОСТу, его показатель не должен превышать 370 Бк/кг. Но даже это число считается слишком высоким. Щебень, представленный у нас в продаже, имеет радиоактивность от 265 Бк/кг и ниже.
Теперь вы знаете, на какие характеристики нужно обращать внимание при покупке материала для уплотнения. Далее мы поговорим о конкретных товарах.
Коэффициент уплотнения ПГС
Данный материал редко используется для отсыпки песчано-гравийной подушки под фундамент, чаще применяется для изготовления средних и тяжелых бетонов. Соответственно, зернистость и процентный состав смеси сильно влияют на коэффициент уплотнения бетона.
Обязательно учитывается группа ПГС согласно таблице.
Альтернативные способы уплотнения грунта
Скалу
Скальный грунт имеет достаточно высокую прочность, а стоимость у него ниже, чем у щебня. Для уплотнения лучше всего использовать дробленую скалу с высоким содержанием магматических (гранит, базальт) или метаморфических (сланец, серпентинит) пород.
Гравий
Этот продукт естественного выветривания горной породы можно купить по невысокой цене. При качественной трамбовке он неплохо повышает несущую способность грунтовых оснований.
Вторичный щебень
Вторичный щебень получают после дробления бетона. Качество материала зависит от вида наполнителя (в основном щебня) и срока эксплуатации исходного материала. Основное преимущество – низкая цена.
Шлак
Это отходы металлургии. Разные виды шлаков отличаются плотностью, прочностью, морозоустойчивостью. В некоторых присутствуют вредные химические компоненты. Поэтому использовать такой материал при уплотнении грунта в жилой зоне не рекомендуют.
Силикаты, смолы, битум, цемент
Эти жидкие компоненты подходят для укрепления гравелистых и трещиноватых грунтов. Их заливают в глубокие отверстия специальными инжекторами. В частном строительстве это можно сделать с помощью перфорированной трубы. Вещества связывают между собой частицы грунта, уменьшают пористость, тем самым повышая плотность и несущую способность. Недостаток метода – дороговизна и трудоемкость.
Щебень для уплотнения грунта следует выбирать под конкретную цель. Если вам нужно засыпать подъезд к гаражу или дому, не стоит тратиться на дорогой гранит. Здесь вполне подойдет известняк. Для основания под домом стоит покупать более прочные материалы (гранит, серпентинит, диорит).
О том, как еще можно использовать щебень и для каких работ он подходит, вы можете узнать на наших страницах:
Если вы хотите узнать о разновидностях щебня, рекомендуем следующие страницы:
Если вы хотите подробно прочитать о характеристиках и свойствах щебня, рекомендуем следующие страницы:
О том, как добывают щебень, читайте здесь:
В компании Грунтовозов вы можете приобрести следующие виды щебня по фракциям:
Щебень 15-20
Щебень 20-40
Щебень 20-70
Щебень 20-80
Щебень 25-60
Щебень 40-70
Щебень 40-120
Щебень 80-120
В продаже имеются следующие разновидности амфиболитового щебня:
Щебень амфиболитовый 20-40
Щебень амфиболитовый 40-120
В продаже имеется щебень габбро:
Щебень габбро 15-20
Щебень габбро 20-80
Щебень габбро 80-120
Если вы хотите купить гранитный щебень, рекомендуем следующие страницы:
Щебень гранитный 20-40
Щебень гранитный 20-70
Щебень гранитный 25-60
Щебень гранитный 40-70
Мы продаем следующие виды диоритового щебня:
Щебень диоритовый 20-40
Щебень диоритовый 40-70
Известняковый щебень, представленный у нас в продаже:
В продаже имеется щебень кварцевый:
Если вы хотите купить мраморный щебень, рекомендуем следующие страницы:
Щебень мраморный 20-40
Щебень мраморный 40-70
В продаже имеются следующие разновидности пироксенитового щебня:
Щебень пироксенитовый 20-40
Щебень пироксенитовый 40-70
Если вам нужен серпентинитовый щебень, рекомендуем ознакомиться со следующими страницами:
Щебень серпентинитовый 20-40
Щебень серпентинитовый 40-70
С перечнем всех разновидностей щебня, представленных у нас в продаже, вы можете познакомиться на странице Щебень.
Коэффициент уплотнения песка
Здесь также можно ориентироваться на данные поставщика, но проверять реальные данные лучше по результатам испытаний.
В среднем насыпная плотность песка указана в таблице.
Следует помнить, что для некоторых видов работ тщательное уплотнение песка может быть не нужно, и соответственно коэффициент может быть меньше единицы.
Как рассчитать потребность в материалах с учетом коэффициента уплотнения
Для любых строительных работ необходимо как можно точнее определить расход материалов. Например, проводится устройство щебеночной подготовки толщиной 20 см на площади 100 кв.
Находим объем подушки:
С учетом при укладке коэффициента уплотнения щебня 0,98 и при транспортировке 1,15 находим необходимый объем материала, который должен отпустить поставщик из карьера:
20/0,98*1,15=23,5 м³.
Учитывая стандартный объем кузова КамАЗа 6 м³ нам нужно заказать 4 машины.
При устройстве оснований и фундаментов важной характеристикой является плотность грунта. Она определяет его несущую способность, поведение под нагрузкой, склонность к просадкам.
Плотность грунта зависит от минералогического состава, пористости и влажности. Самые плотные сложены из гранитных, базальтовых или кремниевых пород. Их удельный вес свыше 3000 кг/м³. Наименьшая плотность у торфяников и насыпных грунтов — не более 700-900 кг/м³.
Коэффициент уплотнения — это безразмерная величина, равная отношению фактической плотности грунта к его максимальной плотности:
Физический смысл Ку легко понять, если представить сначала монолитную глыбу, а затем ее в уже в измельченном, но уплотненном виде. Соотношение плотностей одного и того же вещества, но в разном состоянии, и есть коэффициент уплотнения. В отличие от Кут, который всегда больше единицы, Ку не может быть больше 1, поскольку в числителе стоит фактическая плотность материала с порами, а в знаменателе — без воздушных пустот.
Какой щебень подойдет для уплотнения грунта
Выбор щебня для уплотнения напрямую зависит от конкретных работ. Мы расскажем, какие разновидности имеют лучшее соотношение цены и качества:
Если вам нужен щебень для уплотнения грунта:
Под высотными зданиями и дорогами с высоким трафиком, берите амфиболитовый материал 20-40, 40-120, гранитный 20-40 или серпентинитовый 20-40 и 40-70
Под частным домом в 1-2 этажа, обратите внимание на гранитный щебень 25-60 и 40-70
Под подъездными дорогами, советуем рассмотреть диоритовую разновидность 20-40 и 40-70, а также мраморный щебень 20-40 и 40-70
Под хозяйственными постройками и пешеходными тротуарами, возьмите известняковый материл 20-40
Дальше мы расскажем, как правильно уплотнять грунт с помощью щебня.
Зачем нужен показатель уплотнения?
Для чего все же необходимо учитывать такой показатель, как уплотнение щебня? Данный параметр применяется:
при расчете количества требуемого материала;
при расчете усадки в период постройки.
Если известна плотность щебня 20 40, можно посчитать вес. Для этого необходимо имеющийся объем любого объекта для хранения материала умножить на коэффициент уплотнения и насыпную плотность.
Не стоит также забывать, что коэффициент уплотнения щебня напрямую зависит от размера гранул материала. К примеру, если взять фракцию 5 20 и 20 40, то ее плотность будет значительно меньше, чем плотность щебня 5 20.
Все расчеты обязательно должны проводиться на месте застройки.
Способ определения по ГОСТ 22733-2016
Испытания проводятся в лабораторных условиях с помощью специальной трамбующей установки. Суть их состоит в следующем:
На строительной площадке отбирается грунт естественной влажности. В образце должно быть не более 25% твердых частиц крупнее 2 мм, отсутствовать промерзание и переувлажнение.
В форму помещаются порции грунта, которые затем трамбуются на установке за 3 приема по 40 ударов.
Измеряется вес 1 л утрамбованной массы, определяется плотность.
Затем влажность увеличивается ступенями по 2%, проводится аналогичный цикл испытаний.
По результатам строится график зависимости плотности от влажности. В точке перегиба фиксируется максимальное значение ρmax при оптимальной влажности.
Определение наибольшей плотности грунта позволяет понять, при каком значении ρ усадка под фундаментом будет наименьшей. В условиях стройплощадки максимальное значение плотности достигнуть вряд ли удастся. Поэтому вводится коэффициент, который помогает установить, насколько фактическая плотность основания приближена к максимально возможной.
Ку задается проектом. Он рассчитывается в зависимости от нагрузки и обычно составляет 0,96-0,98. Это означает, что при уплотнении грунта или песчаной подушки плотность будет чуть меньше максимальной с небольшим отклонением 2-4%.
Зачем нужно уплотнять грунт
Слабые грунты плохо выдерживают нагрузки. Они проседают, сдвигаются под воздействием тяжести фундаментов или дорожного полотна. В результате на зданиях и дорожках появляются трещины или они полностью разрушаются. Решить проблему может уплотнение.
Если укрепить слой грунта щебнем, повысится его несущая способность, снизится и равномерно распределится нагрузка на фундамент. Кроме того, материал выполняет роль дренажа, с его помощью можно выровнять поверхность котлована или траншеи.
Укрепления требуют рыхлые грунты с высокой пористостью, большим содержанием воздуха и влаги. Твердые частицы в них слабо сцеплены между собой, отчего и падают прочность и несущая способность.
К такой группе относятся следующие виды грунтов:
Лессовые рыхлые
Песчаные
Супесчаные
Суглинки
Торфяные
Гравелистые и трещиноватые скальные
Уплотнение грунта рекомендуют проводить в таких ситуациях:
Перед прокладкой пешеходных тротуаров
Перед возведением заборов и других заграждений
При закладке фундаментов зданий
При строительстве автомобильных и железных дорог
При прокладке подземных коммуникаций
При строительстве мостов, дамб и гидротехнических сооружений
В следующей части текста вы узнаете, по каким характеристикам следует выбирать щебень для уплотнения грунтов.
Можно ли узнать степень трамбовки самостоятельно?
Да, коэффициент можно определить самостоятельно. Для этого необходимо по каждому размеру узнать фракцию материала и насыпную плотность, которая напрямую зависит от минералогического состава щебня.
Для расчета можно придерживаться усредненных данных:
Фракции, мм
Насыпная плотность, кг/м3
Гранит
Гравий
0-5
1500
—
5-10
1430
1410
5-20
1400
1390
20-40
1380
1370
40-70
1350
1340
Более точные данные плотности для определенной фракции материала можно определить путем взвешивания известного объема строительного щебня с последующим расчетом: насыпной вес = масса / объем.
После этого смесь укатывают, делают замеры рулеткой и вновь производят расчеты по вышеприведенной формуле, получая в итоге 2 разных плотности – до и после трамбовки. Поделив оба значения, получаем коэффициент уплотнения для определенного материала. Отношение двух объемов можно найти при одинаковом весе проб – результат будет идентичным. Также стоит обратить внимание и на то, что если показатель после трамбовки разделить на изначальную плотность, то полученное число будет больше единицы – по сути, что коэффициент запаса материала на уплотнение. В строительстве им пользуются лишь в том случае, когда итоговые параметры гравийной подушки уже известны и для заказа требуется определить количество щебеночного материала выбранной фракции. При обратном вычислении получается значение меньше единицы.
Коэффициент уплотнения щебня
Согласно СНиП 3. 03-85, нормальными коэффициентами уплотнения щебня считаются:
При этом точные данные получить невозможно, даже поставщик дает информацию о степени уплотнения с определенным допуском.
Если достоверной информации нет, но при этом необходимо обеспечить повышенную плотность трамбовки, СНиП рекомендует использовать расклинцовку (то есть вклинивание более мелкого камня):
для фракции 40-70 щебнем фракций 5-20, 0-20, 0-10 — постепенно, с уменьшением фракции к поверхности слоя;
для фракции 70-120 – щебнем 40-70.
При этом расход более мелкого камня должен соответствовать данным приведенной ниже таблицы.
Уплотнение грунта щебнем требуется в тех случаях, когда основания не имеют достаточной несущей способности, чтобы строить на них здания или прокладывать дороги. Бывают такие грунты, по которым невозможно даже ходить. Их тоже необходимо уплотнять. В этой статье мы расскажем, какой щебень лучше всего подходит для таких целей, как его выбрать и как правильно провести работы. В конце мы кратко охарактеризуем альтернативные материалы для уплотнения грунтов.
В компании Грунтовозов вы можете купить щебень для уплотнения грунта с доставкой до вашего объекта по минимальной цене.
Коэффициент уплотнения ПЩС
Коэффициент уплотнения ПЩС прописан в нормативных документах. Это усредненное значение, так как смесь неоднородна, состоит из песка (иногда отсева) и щебня. Кроме того, производится ПЩС нескольких фракций, с разными соотношениями компонентов и максимальными размерами зерен.
Показатели ГОСТа для ПЩС, а также отдельно для щебня и песка, приведены в таблице:
Это усредненные данные, служат ориентировкой, поэтому воспринимать их как абсолютно точную цифру нельзя. Коэффициент уплотнения в реальности меняется, так как зависит от многих условий. Чаще всего среднее значение выявляется по совокупности данных для песка и щебня. Для определения более точного показателя коэффициента уплотнения, конкретный образец ПЩС необходимо отправить в лабораторию.
Параметр необходимо знать, чтобы проверить, верное ли количество материала вам привезли. Для этого нужно перемножить доставленный объем продукции и коэффициент уплотнения. Полученное число должно совпадать с данными в документах.
В ГОСТе прописана величина уплотнения для фракций с диаметром зерен от 40 мм. Именно они чаще всего используются как основа для фундаментов и дорожных подушек. Мелкий щебень 5-10 и средний 20-40 используются для расклинцовки, и показатель для них не так важен. Но при перевозке материал тоже уплотняется, поэтому нужно учитывать значение показателя.
Влияние на коэффициент оказывает порода, из которой изготовлен щебень. Чем выше ее прочность, тем меньше будет показатель. Например, для гранитного щебня с маркой выше М800 он приближается к 1,25, а для известнякового, с прочностью до М600, может превышать 1,3. Показатель песка может меняться в зависимости от влажности. Чем она выше, тем лучше уплотняется материал.
Кроме того, усадка материала зависит от способа транспортировки. Если перевозить ПЩС по грунтовой дороге с ухабами, коэффициент уплотнения будет выше, чем после поездки по трассе. Наименьшее значение получается во время транспортировки по воде.
Подробнее о том, что такое коэффициент уплотнения, читайте в разделе Коэффициент уплотнения.
Определение Ку в лабораториях или полевых условиях
Имея на руках проект с заданным коэффициентом уплотнения ПГС, песка или грунта, необходимо установить, соответствует ли фактическая плотность основания нужному значению. Для этого используются различные методики.
С помощью отбора проб
Этот способ наиболее точный, но не очень скоростной. Требуется участие лаборатории, поскольку на стройплощадках сложно организовать благоприятные условия для измерений.
Для опытов используются режущие кольца известного объема. Без нарушения структуры материала производится отбор проб и дальнейшее их взвешивание.
Отобранный в нескольких точках участка грунт упаковывается в герметичную тару и отправляется на исследование. После получения результатов взвешивания определяется зависимость плотности грунта от влажности и рассчитывается фактический коэффициент уплотнения в каждой точке отбора. После оценки степени подготовки грунта выносится решение о продолжении или прекращении работ по трамбовке грунта.
Динамическим плотномером (пенетромером)
Измерения применяются в качестве экспресс-метода, позволяющего оценить степень уплотнения основания в полевых условиях. Динамический плотномер представляет собой заостренный стальной стержень с ручкой и ударной площадкой. На нем подвижно закреплен груз определенной массы.
Плотномер устанавливается вертикально на основание. Затем груз поднимается и сбрасывается на ударную площадку. При этом стержень постепенно погружается в грунт. Количество ударов подсчитывается.
После того как наконечник полностью опустится ниже поверхности, по специальной таблице определяется коэффициент уплотнения. Если он меньше требуемого проектом, производится дополнительная трамбовка. Если Ку соответствует нужному значению, основание готово к дальнейшим работам.
Для уплотнения используются виброплиты, ручные и автоматические трамбовки. Чем ближе коэффициент Ку к единице, тем меньше в грунте пустот, соответственно выше плотность.
Электромагнитный метод
При таком способе плотность грунта на стройплощадке сравнивается с ранее установленной в лабораторных условиях. Измерения проводятся специальным прибором, инициирующий электрическое поле. Он передает электромагнитный импульс, который проходит через грунт и фиксируется датчиком, а по изменению значения определяется плотность.
Для испытаний на участке выбирается не менее 5 точек, расположенных по принципу клеверного листа. Большую погрешность дают влажность, крупные твердые включения, неоднородность почвы. Измерения проводятся относительно долго по сравнению с другими вариантами, где результат можно получить за один сеанс.
Метод штампа
При этом способе определяется динамический модуль упругости грунта, который находится в прямой зависимости от его плотности. Прибор состоит из нагрузочной плиты, тензодатчика усилий, штанги с грузом и упругим элементом, акселерометра и электронного блока.
При сбрасывании груза на площадку он, благодаря силе упругости, возвращается в исходное положение. Параметры взаимодействия считываются и обрабатываются электронным блоком. По результатам испытаний определяется модуль упругости, деформации и нагрузка. Информация представляется в графическом или численном виде на дисплее. Плотномер может архивировать и отправлять данные в ПК, что создает предпосылки для более детальной обработки и планирования строительства.
Прямой метод замещения объема
Согласно стандарту ГОСТ 28514-90 плотность грунта может измеряться с помощью пескозагрузочного аппарата или цилиндра с резиновым баллоном. Перед испытаниями в лабораторных условиях определяется плотность песка, в опытах она будет образцом для сравнения.
Для проведения испытаний на уплотненном основании выбирается лунка диаметром 100 мм. В нее из установленного сверху пескобака засыпается песок. Объем загрузки вычисляется по шкале на баке. Далее измеряется вес вынутого грунта. При известных параметрах среды (в данном случае песка) плотность грунта рассчитывается по формуле:
ρ=m*ρ0/m0, где ρ0 и m0 — плотность и масса песка, наполняющего лунку.
В методике с резиновым баллоном в качестве среды используется вода, которая заливается внутрь аппарата. Баллон помещается в вырытую лунку, заполняется водой. По количеству потраченной воды определяется объем грунта. Далее, измерив вес пробы, можно найти искомую плотность и коэффициент уплотнения.
Этот метод можно использовать, если количество твердых крупных частиц превышает 25%. Это щебеночные и гравийные основания, а также подушки из смесей ЩПС или ПГС.
Для чего используется коэффициент уплотнения
Эта безразмерная величина позволяет определить, насколько фактическая плотность отличается от насыпной или максимальной:
при перевозке коэффициент согласовывается между заказчиком и поставщиком, отгружающим сырье из карьера, со склада или завода;
при устройстве основания под какое-либо сооружение Ку задается проектом как отношение к максимальной плотности грунта.
Это 2 разных сценария, соответственно, расчет ведется совершенно по-разному.
Коэффициент уплотнения транспортировки Кут
При перевозке за счет вибрации более мелкие частицы перемещаются вниз, заполняют пустоты между крупными зернами. Соответственно, объем груза уменьшается, а плотность увеличивается.
Приемка нерудных материалов, как правило, производится по объему или массе. Чтобы избежать неприятных сюрпризов при получении груза, нужно учитывать неизбежную усадку при транспортировке.
Если материалы принимаются по объему, проводится обмер поставки, то есть размер наполненной части ж/д вагона или автомобиля. Затем полученное значение умножается на коэффициент Кут.
Поведение материала во время транспортировки и складской переработки зависит от гранулометрического состава, влажности, способности слеживаться при хранении, абразивности частиц, а также вида транспорта и климатической зоны. Согласно ГОСТ 9757-90 коэффициент уплотнения песка и других нерудных материалов должен быть согласован с изготовителем, но принимается не более 1,15, т. потеря объема не должна быть выше 15%. Кут всегда больше единицы, поскольку рассчитывается как отношение первоначального объема материала к его к объему после перевозки.
Если приемка проводилась по массе, весовые единицы пересчитываются в насыпной объем делением на насыпную плотность по формуле:
Поставщиком отгружено 6 м³ песка в кузов грузового автомобиля. После доставки объем естественно уменьшился. При измерении установлено, что он равен 4,8 м³. Требуется определить, была ли недопоставка.
Умножаем 4,8 на Кут=1,15. Получаем V=4,8х1,15=5,52 м³. Налицо недогруз 0,8 м³.
Если приемка ведется по массе, после взвешивания автомобиль с песком масса материала объемом 6 м³ (при стандартной насыпной плотности 1600 кг/м³) должна составлять m=6х1600=9600 кг.
Нормативными считаются технологические потери при перевозке железнодорожным, автомобильным или водным транспортом без перегрузок, по массе не более:
щебня, гравия, шлака — 1,15-1,24% ;
песка, ПГС, отсева, керамзита — 1,2-1,34%.
С перегрузками из одного транспорта в другой для всех материалов норма потерь — 1,50-1,54%. Если не хватает больше, поставщик допустил недогруз, что является уже поводом для предъявления претензии заказчиком.
Характеристики плотности строительных материалов
Если в карьере горные породы находятся в плотном монолитном состоянии, то при добыче они разрыхляются, становятся более пористыми. Сырье проходит множество манипуляций — выемку, промывку, просеивание с распределением на фракции, хранение. При отгрузке материалы опять рыхлятся, а при перевозке трамбуются. На завершающей стадии они укладываются в конструкцию и еще раз уплотняются. На протяжении всего процесса изменяется влажность, что неизбежно отражается на плотности.
Сыпучие материалы — щебень, песок, песчано-гравийная смесь ПГС и т. — состоят из отдельных зерен, между которыми есть пустоты. При разработке, погрузке и выгрузке твердый скелет разрыхляется, объем пор и пустот увеличивается.
Рыхлонасыпанное состояние материала характеризуется насыпной плотностью, то есть соотношением массы и объема, ей занимаемого:
Измеряется она путем взвешивания стандартного мерного сосуда объемом 5-50 дм³ без предварительного уплотнения. Размер тары выбирается исходя из наибольшей крупности частиц. В процессе испытаний сразу можно найти пустотность как отношение объема пустот ко всему объему материала. Она определяется в %. Так, насыпная плотность песка составляет 1600 кг/м³, щебня 1310-1400 кг/м³, ПГС — 1340-1500 кг/м³ (в зависимости от размера фракций). В рыхлом состоянии между частицами сохраняется некоторый объем воздуха. Пустотность песка, щебня и ПГС соответственно 30-45%, 20-50% и 30-50%.
Если убрать все поры из материала, то получится сплошной монолит. Его плотность называется истинной. Она намного больше насыпной: у песка это 2500-3000 кг/м³, щебня — 2700-3100 кг/м³, ПГС 2500-3100 кг/м³. Это величина неизменная, она необходима для вычисления пористости материала.
Истинная плотность определяется опытным путем. Сырье измельчается в порошок, затем находится его масса и объем (по объему вытесненной из сосуда воды). По формуле ρ=m/V рассчитывается удельный вес материала без пор и пустот.
Как рассчитывается коэффициент уплотнения
Для этого необходимы лабораторные или, для частного домостроения, домашние испытания.
Образец материала уплотняется до той степени, которая будет организовываться на строительной площадке, после чего замеры утрамбованного образца сравниваются с замерами до уплотнения.
Общие принципы проведения испытаний, используемое оборудование и методы описаны в ГОСТ 22733-2016 и ГОСТ 8269. 0-97.
Для более полного понимания процесса проверки степени уплотнения насыпных материалов рекомендуем посмотреть видео.
Также можно использовать более точные измерители плотности грунта.
Значение коэффициента уплотнения щебня бывает разным при транспортировке и во время проведения строительных работ. Материал во время перевозки утрамбовывается под влиянием тряски, вибрации мотора. Согласно ГОСТу, коэффициент в этой ситуации не должен превышать 1,1. Он не зависит от вида породы и фракции.
Но на него могут повлиять другие факторы:
Высота засыпки на транспортное средство
Вид транспорта
Расстояние, на которое осуществляется перевозка
Качество дороги (для автомобилей)
Показатель при транспортировке позволяет рассчитать усадку материала, происходящую в процессе его доставки. Ведь загружается всегда один объем, а в конечную точку попадает немного другой. Если знать коэффициент уплотнения для щебня, можно избежать как обмана нечестных производителей, так и претензий заказчиков.
Чтобы убедиться в том, что на объект привезли то количество товара, которое указано в документах, необходимо перемножить две цифры:
Конечный объем материала, который привезли
Коэффииент уплотнения
Результат должен совпадать с тем объемом, который прописан в документах. Если число меньше заявленного, значит, тут имеет место не утряска щебня, а недобросовестный продавец.
Когда щебень используется для засыпки котлованов, фундаментов, обустройства подушек под дорожным полотном, он дополнительно утрамбовывается. Коэффициент уплотнения в процессе проведения работ, по сравнению с показателем при транспортировке, увеличивается. Он будет зависеть от размеров зерен, типа материнской породы, метода уплотнения (ручного или с помощью вибромашин).
В таблице приведены показатели для щебня разной прочности:
Материалы с низкой прочностью уплотняются сильнее, так как в процессе трамбовки часть зерен разрушается. Также хорошо уплотняются кубовидные частицы. А вот при наличии большого количества игловидных и лещадных зерен коэффициент снижается. У мелких фракций показатель не рассчитывают, так как они чаще используются для расклинцовки.
Часто в строительстве необходимо узнать более точные цифры коэффициента уплотнения щебня. Ведь материал достаточно дорогой, и при покупке нужно правильно рассчитать сметы. В полевых условиях используют специальное оборудование, позволяющее определить характеристику. Пробы также можно отправить в лабораторию. Результат придется ждать несколько дней, зато он будет максимально верным и точным для конкретного образца.
Как правильно определять коэффициент уплотнения щебня?
Для точного проведения замеров необходимо лабораторное исследование, потому как с применением специального оборудования увеличивается достоверность полученных данных.
Для определения уровня уплотнения в выбранный участок вводится специальный наконечник (усеченный или обычный конус), измеряется его длина, значение удельного сопротивления и определяется уровень уплотнения материала.
Для чего нужно знать коэффициент уплотнения
Знать коэффициент уплотнения для сыпучих материалов необходимо, чтобы:
Проконтролировать, действительно ли вам привезли заказанное количество материала
Купить павильное 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.
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.
Используемые материалы
Для оснований разного типа может использовать как местный грунт, подвергнутый трамбовке, так и завозные материалы. Чаще всего трамбовке подвергают местные грунты полускального и песчаного типа. Уже суглинки, и тем более глинистые грунты необходимо убирать на глубину котлована и заменять подушкой из песка и гравия.
При этом слои основания обязательно подвергают трамбовке, эффективность которой зависит от следующих факторов:
Нормы качества, фракции и другие параметры щебня регулируются ГОСТ 8267-93 для щебня и ГОСТ 8736-2014 для строительного песка.
Соответственно, степень уплотнения любого сыпучего материала, выражаемая безразмерным коэффициентом, зависит от типа материала и условий работы.
Как узнать коэффициент уплотнения
Легче всего взять данные о коэффициенте уплотнения из ГОСТов. Они рассчитаны для разных видов материала.
В лабораторных условиях коэффициент уплотнения определяют следующим образом:
Измеряют общую или насыпную плотность материала. Для этого измеряют массу и объем образца, вычисляют их соотношение
Затем пробу встряхивают или прессуют, измеряют массу и объем после чего определяют максимальную плотность
По соотношению двух показателей вычисляют коэффициент
Документы указывают усредненные значения коэффициента уплотнения. Показатель может меняться в зависимости от различных факторов. Приведенные в таблице цифры достаточно условные, но они позволяют рассчитать усадку больших объемов материала.
На значение коэффициента уплотнения влияют:
Особенности транспорта и способа перевозки
Если материал транспортируют по выбоинам или железной дороге он уплотняется сильнее чем при перевозке по ровной трассе или морю
Гранулометрический состав (размеры, формы зерен, их соотношение)
При неоднородном составе материала и наличии лещадных частиц (плоской или игловидной форм) коэффициент будет ниже. А при наличии большого количества мелких частиц – выше
Влажность
Чем больше влажность, тем меньше коэффициент уплотнения
Способ трамбовки
Если материал утрамбовывают вручную, он уплотняется хже, 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 каьере 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.
Способы увеличения плотности грунта
Характеристики грунта зависят от его состава и влажности. Если его плотность очень низкая, налицо склонность к деформациям и просадкам. Это сильносжимаемые торф, ил, сапропели, пластичные глины и т. В большинстве случаев они не используются в качестве оснований для строительства. Требуется повышение их прочностных свойств, которое решается различными методами:
инъектированием закрепляющих растворов;
термической обработкой (обжигом);
электрохимическим способом;
армированием;
установкой шпунтовых ограждений;
фильтрующей пригрузкой;
механическими методами.
При недостаточной поверхностной плотности грунта проводится уплотнение верхнего слоя трамбовками, катками, площадочными вибраторами. Глубинное уплотнение производится с помощью устройства свай, вибрации, замачивания, направленных взрывов. При большой влажности сначала понижается уровень грунтовых вод, затем проводится предварительное обжатие.
От чего зависит показатель уплотнения?
В первую очередь на уплотнение щебня влияет вес дополнительных показателей, которые учитывают следующие характеристики материала:
фракционные данные;
материал, из которого был изготовлен щебень (10 20 мм);
Так как суть показателя уплотнения – это уменьшение объема материала во время трамбования, то и его показатель изменяется за счет следующих факторов:
процентное содержание мелких частиц в приобретенном щебне;
размер и лещадность гранул материала;
вид транспорта при перевозке щебня. Немаловажным также является и расстояние, так как за время транспортировки щебень постепенно оседает, чем уменьшает объем;
способ погрузки материала в транспорт (ключевую роль играет высота).
Чем точнее будет определен показатель уплотнения, тем выше прочность будущей постройки.
Основной проблемой большинства строителей является отсутствие опыта работы или откровенная халтура. По регламенту строительства каждый слой щебеночного материала необходимо укатывать и замерять параметры отдельно. Однако некоторые строители не соблюдают данный норматив и трамбуют лишь верхний слой материала. Результатом такой некомпетентности станет постепенная осадка уже готового сооружения, что приводит к образованию трещин в конструкции и ее разрушению.
Еще одним важным моментом при проведении расчета утрамбовки является измерение веса, где сжатие происходит без расширения бокового типа, а ограничителем выступают стенки, которые не позволяют ей разойтись.
Заключение
Нормативные и полученные экспериментальным путем данные о том, насколько уплотняется конкретный материал при определенных условиях воздействия – не единственное, что надо знать строителю для точного расчета объема закупок и трат на подготовку основания. Также важно понимать, что коэффициент уплотнения песка при трамбовке зависит от толщины слоя, способа трамбовки и количества проходов.
Коэффициент уплотнения — важный показатель, который позволяет охарактеризовать состояние материалов после различных манипуляций. При транспортировке он помогает прогнозировать уменьшение объема, а при трамбовке — изменение плотности. Показатель зависит от гранулометрического состава, пористости частиц, влажности и интенсивности механического воздействия.
