Jaký by měl být koeficient zhutnění půdy?

Sypké stavební materiály, stejně jako zeminy, mohou být kypřeny nebo zhutňovány různými fyzikálními vlivy. Jejich hustota navíc kolísá v poměrně širokém rozmezí – až několik desítek procent. Ve stavebnictví se často používají 2 relativní hodnoty – koeficient zhutnění při přepravě K_ut a koeficient zhutnění půdy (podkladu) K_у. V podstatě odrážejí stejný jev – změnu objemu v důsledku snížení pórovitosti, ale počítají se a aplikují jinak.

Hustotní charakteristiky stavebních materiálů

Pokud jsou v lomu horniny v hustém monolitickém stavu, pak se během těžby uvolňují a stávají se pórovitějšími. Suroviny procházejí mnoha manipulacemi – těžba, praní, prosévání s rozdělením na frakce, skladování. Při přepravě se materiály opět uvolňují a při přepravě zhutňují. V konečné fázi jsou umístěny do konstrukce a znovu zhutněny. Během procesu se vlhkost mění, což nevyhnutelně ovlivňuje hustotu.

Sypké materiály – drť, písek, písko-štěrková směs ASG atd. – skládají se z jednotlivých zrn, mezi kterými jsou dutiny. Během vývoje, nakládání a vykládání se pevná kostra uvolňuje, zvětšuje se objem pórů a dutin.

Volně nalitý stav materiálu je charakterizován objemovou hmotností, to znamená poměrem hmotnosti a objemu, který zaujímá:

Měří se vážením standardní odměrné nádoby o objemu 5-50 dm³ bez předběžného zhutnění. Velikost nádoby se volí na základě největší velikosti částic. Během testování můžete okamžitě zjistit prázdnotu jako poměr objemu dutin k celému objemu materiálu. Stanovuje se v %. Objemová hmotnost písku je tedy 1600 kg/m³, drceného kamene 1310-1400 kg/m³, ASG 1340-1500 kg/m³ (v závislosti na velikosti frakcí). Ve volném stavu zůstává mezi částicemi určitý objem vzduchu. Neprázdnost písku, drceného kamene a ASG je 30-45 %, 20-50 % a 30-50 %.

Pokud z materiálu odstraníte všechny póry, získáte pevný monolit. Jeho hustota se nazývá true. Je mnohem větší než objem: pro písek je to 2500-3000 kg/m³, drcený kámen – 2700-3100 kg/m³, ASG 2500-3100 kg/m³. Toto je konstantní hodnota a je nezbytná pro výpočet pórovitosti materiálu.

Skutečná hustota se určuje experimentálně. Surovina se rozdrtí na prášek, poté se určí její hmotnost a objem (na základě objemu vody vytlačené z nádoby). Pomocí vzorce ρ=m/V se vypočítá měrná hmotnost materiálu bez pórů a dutin.

K čemu se používá faktor zhutnění?

Tato bezrozměrná hodnota vám umožňuje určit, jak moc se skutečná hustota liší od objemové nebo maximální:

• při přepravě je koeficient dohodnut mezi odběratelem a dodavatelem, který expeduje suroviny z lomu, skladu nebo továrny;
• při stavbě základů pro jakoukoli konstrukci K_у je stanovena projektem jako poměr k maximální hustotě zeminy.

Jedná se o 2 různé scénáře, respektive výpočet probíhá úplně jinak.

Koeficient dopravního zhutnění K_ut

Během přepravy se v důsledku vibrací pohybují menší částice dolů a vyplňují dutiny mezi velkými zrny. V souladu s tím se objem nákladu snižuje a hustota se zvyšuje.

Přejímání nekovových materiálů se obvykle provádí objemově nebo hmotnostně. Abyste se vyhnuli nepříjemným překvapením při příjmu vašeho nákladu, musíte počítat s nevyhnutelným smrštěním během přepravy.

Pokud jsou materiály přijímány objemově, je měřena dodávka, tedy velikost naplněné části železničního vagónu nebo vozu. Výsledná hodnota se pak vynásobí koeficientem K_ut.

Chování materiálu při přepravě a skladovém zpracování závisí na distribuci velikosti částic, vlhkosti, spékavosti při skladování, abrazivnosti částic, jakož i na druhu dopravy a klimatickém pásmu. Podle GOST 9757-90 musí být součinitel zhutnění písku a jiných nekovových materiálů dohodnut s výrobcem, ale je akceptován tak, aby nebyl větší než 1,15, tj. objemová ztráta by neměla být vyšší než 15 %. NA_ut je vždy větší než jedna, protože se vypočítá jako poměr počátečního objemu materiálu k jeho objemu po přepravě.

Pokud byla přejímka provedena podle hmotnosti, jednotky hmotnosti se převedou na objemový objem vydělením objemovou hmotností pomocí vzorce:

Dodavatel přepravil 6 m³ písku na korbu nákladního vozu. Po porodu se objem přirozeně zmenšil. Při měření bylo zjištěno 4,8 m³. Musíte zjistit, zda došlo ke krátké dodávce.

Vynásobte 4,8 K_ut= 1,15. Dostaneme V=4,8×1,15=5,52 m³. Odlehčení je 0,8 m³.

Pokud se přejímka provádí hmotnostně, po zvážení vozu pískem by měla být hmotnost materiálu o objemu 6 m³ (při standardní objemové hmotnosti 1600 kg/m³) m=6×1600=9600 kg.

Technologické ztráty při přepravě železniční, silniční nebo vodní bez přetížení, hmotnostně nejvýše:

• drcený kámen, štěrk, struska – 1,15-1,24%;
• písek, ASG, shrabky, keramzit – 1,2-1,34%.

Při přetížení z jedné přepravy do druhé pro všechny materiály je ztrátová rychlost 1,50-1,54 %. V případě většího nedostatku dodavatel povolil podzásobení, což je již důvod pro odběratele k reklamaci.

Jak vypočítat požadavky na materiál s přihlédnutím ke koeficientu zhutnění

U jakýchkoliv stavebních prací je nutné co nejpřesněji stanovit spotřebu materiálů. Například příprava drceného kamene o tloušťce 20 cm se provádí na ploše 100 mXNUMX.

Zjištění objemu polštáře:

Při zohlednění koeficientu zhutnění drceného kamene 0,98 při pokládce a 1,15 při přepravě zjistíme požadovaný objem materiálu, který musí dodavatel uvolnit z lomu:

Vzhledem k tomu, že standardní objem karoserie KamAZ je 6 m³, potřebujeme objednat 4 vozidla.

Koeficient zhutnění půdy

Při stavbě základů a základů je důležitou charakteristikou hustota půdy. Určuje jeho nosnost, chování při zatížení a sklon k sedání.

Hustota půdy závisí na mineralogickém složení, pórovitosti a vlhkosti. Ty nejhustší jsou složeny ze žuly, čediče nebo křemíkových hornin. Jejich specifická hmotnost je přes 3000 kg/m³. Nejnižší hustota rašelinišť a objemných půd není vyšší než 700-900 kg/m³.

Koeficient zhutnění je bezrozměrná veličina rovna poměru skutečné hustoty zeminy k její maximální hustotě:

Fyzický význam K_у Je snadné pochopit, pokud si nejprve představíte monolitický blok a poté jej v rozdrcené, ale zhutněné podobě. Poměr hustot stejné látky, ale v různých stavech, je koeficient zhutnění. Na rozdíl od K_ut, která je vždy větší než jedna, K_у nemůže být větší než 1, protože čitatel je skutečná hustota materiálu s póry a jmenovatel je bez vzduchových dutin.

Maximální hustota půdy: metoda stanovení podle GOST 22733-2016

Testy se provádějí v laboratorních podmínkách pomocí speciální pěchovací jednotky. Jejich podstata je následující:

1. Na staveništi je vybrána půda přirozené vlhkosti. Vzorek by neměl obsahovat více než 25 % pevných částic větších než 2 mm a nemělo by docházet k zamrzání nebo zamokření.
2. Do formy se umístí části zeminy, které se pak na zařízení zhutní ve 3 krocích po 40 úderech.
3. Změří se hmotnost 1 litru zhutněné hmoty a stanoví se hustota.
4. Potom se vlhkost zvyšuje v krocích po 2 % a provede se podobný testovací cyklus.
5. Na základě výsledků se vynese graf hustoty versus vlhkost. V inflexním bodě je maximální hodnota ρ pevná_max při optimální vlhkosti.

Určení nejvyšší hustoty půdy vám umožní pochopit, při jaké hodnotě ρ bude smrštění pod základem nejmenší. V podmínkách na staveništi je nepravděpodobné, že bude dosaženo maximální hodnoty hustoty. Proto je zaveden koeficient, který pomáhá určit, jak blízko je skutečná hustota základny maximální možné hodnotě.

К_у specifikované projektem. Počítá se v závislosti na zatížení a obvykle je 0,96-0,98. To znamená, že při zhutňování půdního nebo pískového polštáře bude hustota o něco menší než maximální s mírnou odchylkou 2-4%.

Stanovení Ku v laboratorních nebo terénních podmínkách

Když máme v ruce projekt s daným koeficientem zhutnění ASG, písku nebo zeminy, je nutné určit, zda skutečná hustota základny odpovídá požadované hodnotě. K tomu se používají různé techniky.

Prostřednictvím vzorkování

Tato metoda je nejpřesnější, ale není příliš rychlá. Je nutná účast laboratoře, protože je obtížné vytvořit příznivé podmínky pro měření na stavbách.

Pro experimenty se používají řezné kroužky známého objemu. Bez narušení struktury materiálu se odeberou vzorky a dále se zváží.

Půda vybraná z několika míst na místě je zabalena do uzavřených kontejnerů a odeslána k výzkumu. Po obdržení výsledků vážení se určí závislost hustoty půdy na vlhkosti a vypočítá se skutečný koeficient zhutnění v každém odběrném místě. Po posouzení stupně přípravy půdy se rozhodne o pokračování nebo ukončení prací na zhutňování půdy.

Dynamický hustoměr (penetrometr)

Měření slouží jako expresní metoda k posouzení stupně zhutnění podkladu v terénu. Dynamický hustoměr je špičatá ocelová tyč s rukojetí a úderovou podložkou. K němu je pohyblivě připevněn náklad o určité hmotnosti.

Hustoměr se instaluje svisle na základnu. Závaží se pak zvedne a spustí na nárazovou podložku. V tomto případě se tyč postupně zaboří do země. Počítá se počet úderů.

Po úplném sestupu hrotu pod povrch se pomocí speciální tabulky určí koeficient zhutnění. Pokud je menší, než požaduje projekt, provede se dodatečné zhutnění. Pokud K_у odpovídá požadované hodnotě, základna je připravena k další práci.

K hutnění se používají vibrační desky, ruční a automatické pěchy. Čím blíže je koeficient K_у k jednotě, čím méně dutin v půdě, a tím vyšší hustota.

Elektromagnetická metoda

Pomocí této metody se hustota zeminy na staveništi porovnává s hustotou dříve stanovenou v laboratoři. Měření se provádějí speciálním zařízením, které iniciuje elektrické pole. Vysílá elektromagnetický impuls, který prochází půdou a je zaznamenáván senzorem a hustota je určena změnou hodnoty.

Pro testování na stanovišti je vybráno minimálně 5 bodů umístěných podle principu čtyřlístku. Velká chyba je způsobena vlhkostí, velkými pevnými inkluzemi a heterogenitou půdy. Měření trvá poměrně dlouho oproti jiným možnostem, kdy lze výsledek získat během jednoho sezení.

Razítkovací metoda

Touto metodou se zjišťuje dynamický modul pružnosti zeminy, který je přímo závislý na její hustotě. Zařízení se skládá ze zátěžové desky, siloměru, tyče se zátěží a elastického prvku, akcelerometru a elektronické jednotky.

Když náklad spadne na plošinu, vrátí se díky pružné síle do původní polohy. Interakční parametry jsou čteny a zpracovávány elektronickou jednotkou. Na základě výsledků zkoušek se určí modul pružnosti, deformace a zatížení. Informace se zobrazují graficky nebo numericky na displeji. Hustoměr umí archivovat a odesílat data do PC, což vytváří předpoklady pro detailnější zpracování a plánování stavby.

Přímá metoda náhrady objemu

Podle normy GOST 28514-90 lze hustotu půdy měřit pomocí zařízení na nakládání písku nebo válce s gumovým balónkem. Před testováním v laboratorních podmínkách se zjišťuje hustota písku v experimentech to bude vzorek pro srovnání.

Pro provádění zkoušek na zhutněné základně je vybrán otvor o průměru 100 mm. Písek se do něj nalévá z pískové nádrže instalované nahoře. Nakládací objem se vypočítá pomocí stupnice na nádrži. Dále se změří hmotnost vytěžené zeminy. Se známými parametry prostředí (v tomto případě písek) se hustota půdy vypočítá pomocí vzorce:

ρ=m*ρ/m, kde ρ a m – hustota a hmotnost písku vyplňujícího otvor.

V technice gumového balónku se jako médium používá voda, která se nalévá do aparatury. Válec se umístí do vykopaného otvoru a naplní se vodou. Objem půdy je určen množstvím vynaložené vody. Dále změřením hmotnosti vzorku můžete zjistit požadovanou hustotu a koeficient zhutnění.

Tuto metodu lze použít, pokud množství pevných velkých částic přesahuje 25 %. Jedná se o drcené kamenné a štěrkové podklady a také polštáře vyrobené ze směsí ShchPS nebo ASG.

Způsoby, jak zvýšit hustotu půdy

Vlastnosti půdy závisí na jejím složení a vlhkosti. Pokud je jeho hustota velmi nízká, dochází k tendenci k deformaci a sesedání. Jedná se o vysoce stlačitelnou rašelinu, kal, sapropely, plastické jíly atd. Ve většině případů se nepoužívají jako základy pro stavbu. Je nutné zvýšit jejich pevnostní vlastnosti, které lze řešit různými metodami:

• vstřikování fixačních roztoků;
• tepelné zpracování (vypalování);
• elektrochemická metoda;
• zesílení;
• instalace štětovnic;
• zatížení filtru;
• mechanické metody.

Pokud je povrchová hustota zeminy nedostatečná, je vrchní vrstva zhutněna pomocí pěchů, válců a plošných vibrátorů. Hluboké zhutňování se provádí pomocí hromad, vibrací, máčení a řízených explozí. Při vysoké vlhkosti se hladina podzemní vody nejprve sníží, poté se provede předběžné stlačení.

Závěr

Koeficient zhutnění je důležitým ukazatelem, který umožňuje charakterizovat stav materiálů po různých manipulacích. Během přepravy pomáhá předvídat pokles objemu a během zhutňování změnu hustoty. Indikátor závisí na distribuci velikosti částic, porozitě částic, vlhkosti a intenzitě mechanického nárazu.

Při stavbě základů, slepých ploch, základů pro cesty a silnice, chodníky a pokládky komunikací se používají různé kombinace zeminy, písku, drceného kamene, štěrku a sekundárního štěrku. V tomto případě jsou směsi nutně zhutněny a zhutněny, což znamená určitý koeficient zhutnění, který musí být znám pro přesný výpočet materiálu.

Typická příprava podkladu pro monolitický nebo blokový základ v řezu

V průměru jsou v tabulce 1 uvedeny údaje o koeficientech zhutnění nejoblíbenějších materiálů.

Materiál a jeho technické vlastnosti	Faktor zhutnění
Drcený kámen

frakce 40-70, stupeň 800

frakce 70-120, stupeň 800

To jsou však obecná, průměrná data. Podívejme se blíže na to, odkud pochází pojem součinitel zhutnění a jak jej určit.

Použité materiály

Pro různé typy základů může použít jak místní zhutněnou zeminu, tak dovezené materiály. Nejčastěji jsou zhutňovány místní poloskalnaté a písčité půdy. Již hlíny, a ještě více jílovité půdy, musí být odstraněny do hloubky jámy a nahrazeny polštářem písku a štěrku.

V tomto případě musí být základní vrstvy podrobeny zhutnění, jehož účinnost závisí na následujících faktorech:

• vrstvený materiál. Pro drcený kámen různých typů, štěrk, směs štěrkopísků (GSM) a písek je koeficient zhutnění velmi odlišný;
• zlomky materiálu. Čím větší jsou fragmenty, tím obtížnější je jejich zhutnění;
• metoda pěchování – ruční, mechanizovaná – a použitá síla;
• výška a celkový objem zásypové vrstvy;
• přítomnost materiálu se zrnitostí menší, než je stanovena spodní hranicí této třídy (např. u drceného kamene frakce 5. 20 je obsah kamene do velikosti 3 mm včetně cca 5 % – takový rozdíl bude mít malý vliv na stupeň zhutnění, pokud je procento ¼. 1/4 objemu – bude nutné provést úpravy);
• šupinatost (pro drcený kámen). Tento parametr vyjadřuje poměr obsahu kvádrových kamenů k plochým. Čím nižší je šupinatost, tím více krychlových prvků a tím hustěji může být drcený kámen zhutněn;
• vlhkost vrstvy.

Normy kvality, frakce a další parametry drceného kamene jsou upraveny GOST 8267-93 pro drcený kámen a GOST 8736-2014 pro stavební písek.

Podle toho závisí stupeň zhutnění libovolného sypkého materiálu, vyjádřený bezrozměrným koeficientem, na druhu materiálu a provozních podmínkách.

Co je faktor zhutnění dopravy

Tento název označuje poměr objemu materiálu v době nakládky vozidla k objemu v době dodávky.

S ohledem na skutečnost, že během přepravy je sypký materiál nevyhnutelně zhutněn – roli zhutnění hraje otřesy vozovky – minimální přijatelný koeficient pro příjem drceného kamene, písku nebo směsi písku a štěrku dodané na místo je 1,1. To znamená, že údaje o objemu nástavby (vagonu, jiného přepravního kontejneru) vynásobené koeficientem 1,1 musí odpovídat objednanému objemu nebo jej mírně převyšovat. Pokud je výsledný údaj o 2. 5 % nebo více menší než požadovaný, je nutné vyřešit problém s nedostatkem materiálu.

příklad.

Bylo objednáno 20 kubíků drceného kamene, dodáno 18 kubíků. (podle měření z vnitřní strany těla). Při zohlednění koeficientu 18×1,1=19,8 metrů krychlových. Odlehčení je 0,2 kubických metrů, to znamená 1% – chyba je v přípustném limitu.

Důležité: údaje o zhutnění materiálu během přepravy mohou být uvedeny, ale nemusí být uvedeny v průvodních dokumentech nákladu! Abyste předešli nedorozuměním, požádejte dodavatele o uvedení údajů v prodejní a přepravní smlouvě.

Jak se vypočítá faktor zhutnění?

To vyžaduje laboratorní nebo v případě soukromé bytové výstavby domácí testy.

Vzorek materiálu je zhutněn v rozsahu, který bude organizován na staveništi, poté jsou měření zhutněného vzorku porovnána s měřeními před zhutněním.

Obecné zásady zkoušení, použité zařízení a metody jsou popsány v GOST 22733-2016 a GOST 8269.0-97.

Pro úplnější pochopení procesu kontroly stupně zhutnění sypkých materiálů doporučujeme zhlédnout video.

Můžete také použít přesnější měřiče hustoty půdy.

Koeficient zhutnění drceného kamene

Podle SNiP 3.06.03-85 jsou normální koeficienty zhutnění pro drcený kámen:

• 1,25…1,3 pro jakost 800, frakce 40-70 a 70-120;
• 1,1…1,5 pro třídy 300…600, v závislosti na zlomku;
• 1,3…1,5 pro strusku v závislosti na její hustotě.

Přitom je nemožné získat přesná data i dodavatel s určitou tolerancí poskytuje informace o stupni zhutnění.

Pokud neexistují žádné spolehlivé informace, ale je nutné zajistit zvýšenou hustotu zhutnění, SNiP doporučuje použít klínování (tj. klínování v menších kamenech):

• pro frakci 40-70 drcený kámen frakce 5-20, 0-20, 0-10 – postupně, s poklesem frakce směrem k povrchu vrstvy;
• pro frakci 70-120 – drť 40-70.

V tomto případě by spotřeba menších kamenů měla odpovídat údajům v tabulce níže.

Pro usnadnění zaklínění a lepšího zhutnění se směs během procesu hutnění rozlévá vodou v průtoku 15. 25 / m25. Při použití strusky se množství vody zvýší na 35. 10 l/m12. na primárním stupni a XNUMX. XNUMX l/mXNUMX. ve fázi decluttering.

Koeficient zhutnění písku

Zde se také můžete spolehnout na data dodavatele, ale je lepší ověřit si skutečná data pomocí výsledků testů.

Průměrná objemová hmotnost písku je uvedena v tabulce.

Na základě regulačních údajů se předpokládá průměrný koeficient zhutnění stavebního písku 1,15.

Je třeba mít na paměti, že u některých typů prací nemusí být důkladné zhutnění písku nutné, a proto může být koeficient menší než jedna.

Koeficient zhutnění půdy

Tento parametr velmi závisí na typu půdy. Jmenovité hodnoty jsou uvedeny v tabulce.

Údaje lze objasnit provedením zkoušek, ale je třeba vzít v úvahu rozdíl vlhkosti v době odběru vzorků a v době zhutňování.

Koeficient zhutnění ASG

Směs písku a štěrku (SGS) je přírodní nebo obohacená (OPGS) směs písku a štěrku. Složení přírodní směsi je standardizováno GOST 23735-2014 podle GOST, obsah štěrkových zrn s frakcí asi 5 mm by měl být v rozmezí 10. 90%.

Tento materiál se zřídka používá pro vyplnění pískového a štěrkového polštáře pod základ, častěji se používá pro výrobu středního a těžkého betonu. V souladu s tím velikost zrna a procentuální složení směsi značně ovlivňuje koeficient zhutnění betonu.

Je třeba vzít v úvahu skupinu ASG podle tabulky.

Závěr

Regulační a experimentální údaje o tom, jak moc je konkrétní materiál zhutněn za určitých podmínek expozice, nejsou jedinou věcí, kterou stavebník potřebuje vědět, aby přesně vypočítal objem nákupů a nákladů na přípravu základu. Je také důležité pochopit, že koeficient zhutnění písku během zhutňování závisí na tloušťce vrstvy, způsobu zhutňování a počtu přejezdů.