Коэффициент уплотнения песка при трамбовке и транспортировке, таблица
Песок
Все нерудные сыпучие стройматериалы обладают пористой структурой — между частицами, из которых они состоят, находятся полости, наполненные воздухом. Поэтому любое длительное или сильное механическом воздействии меняет их плотность за счет удаления воздуха из пор или насыщения газом, то есть плотность постоянно меняется. Это имеет значение для точных расчетов требуемого количества, особенно когда по технологии необходимо уплотнение.
Что такое уплотнение?
Песок может быть и основой грунта. При любых земляных работах (рытье траншей или котлованов, трамбовка их дна) на песчаной почве также происходит изменение плотности. В строительстве для расчетов используют следующие параметры: насыпную плотность — отношение веса к объему в неутрамбованном состоянии; коэффициент уплотнения.
КУпл показывает, во сколько раз уменьшился объем после какого-либо механического воздействия. Его применяют во время выполнения следующих видов работ:
Типы воздействий, которые меняют насыпную плотность:
При расчетах необходимо учитывать, что параметр многократно подвергается изменениям.
Стандартная величина КУпл
Коэффициент уплотнения обязательно должен быть указан в документах при покупке любого песка. Особенно важен этот показатель, если цена установлена за единицу объема (м3) товара. Транспортировка его к заказчику неизбежно сопровождается трамбовкой. Для расчетов необходимого количества для конкретного вида работ нужно точно знать, на сколько меняется объем. Стандартный КУпл строительного песка — от 1,05 до 1,3. На эту цифру умножают требуемый объем. То есть, чтобы получить 1м3, заказывают от 1,05 до 1,3 м3.
От чего зависит:
При земляных работах пользуются специальной таблицей с нормами КУпл.
| Тип работ | Значение |
| Засыпка пазух | 0,98 |
| Обратная засыпка траншей | 0,98 |
| Обратная засыпка котлованов | 0,95 |
| Ремонтные у дорог | 0,98-1 |
Приведенный параметр используют не так, как КУпл при учете потерь объема после перевозки — необходимое количество не умножают, а делят на коэффициент.
Возможно, вас заинтересует статья Значения плотности для различных видов песка.
Коэффициент уплотнения песчаного грунта
Отношение фактической его плотности (в сухом виде) к максимально возможной.
| Толщина слоя, см | 0 | 0,05-0,20 | от 0,20 |
| до 200 | 0,91 | 0,93 | 0,94 |
| от 200 до 400 | 0,92 | 0,94 | 0,95 |
| от 401 до 600 | 0,93 | 0,95 | 0,96 |
| от 601 | 0,94 | 0,96 | 0,97 |
Указанными параметрами пользуются так же, как при расчетах засыпки или ремонтных работах.
Есть еще одна используемая величина — коэффициент относительного уплотнения. Это показатель отношения требуемой плотности грунта, рассчитанной с учетом КУпл, к принятой при вычислении объемов.
Коэффициент уплотнения песка
Коэффициент уплотнения песка (КУП) является важным показателем, определяющим степень уплотнения грунта при воздействии определенной внешней силы. Он используется в строительных, инженерных проектах для определения количества материала, который необходимо добавить или удалить, чтобы достичь желаемого уровня уплотнения.
О важности коэффициента уплотнения (КУ)
КУ нужен для понимания того, как почва будет реагировать в различных условиях, таких как:
- — интенсивное движение транспорта;
- — землетрясения;
- — другие формы движения грунта.
Он также может помочь выявить потенциальные проблемы до их возникновения, показывая, какие типы почв более восприимчивы к определенным силам.
Кроме того, знание точного значения КУП может помочь обеспечить безопасность при проведении земляных работ, гарантируя, что материалы будут размещены в соответствии с их прочностными характеристиками.
Химический состав и физические свойства
Песок состоит из мелких частиц, состоящих преимущественно из силикатов (кварц). Эти частицы удерживаются вместе очень слабыми связями, которые со временем могут быть разрушены внешними силами:
- — в результате деятельности человека;
- — природных процессов (дождевая, ветровая эрозия).
Он обладает низкой связностью, имеет тенденцию к высокой сжимаемости, когда подвергается давлению во время строительных работ, движению автотранспорта.
Степень уплотнения частиц в конкретных условиях определяет индивидуальный «КУ» — их устойчивость (или отсутствие таковой) к дальнейшему сжатию.
Способность песка легко уплотняться делает его идеальным для использования в строительстве. Знание точного значения коэффициента особенно важно для работ над проектами, включающими большие площади. Здесь даже небольшие изменения в плотности могут иметь радикальные последствия для структурной целостности.
Как измеряется плотность
Существует несколько тестов, используемых для измерения точного значения КУ для каждого образца в зависимости от типа окружающей среды, из которой взят образец. То есть в помещении, на открытом воздухе, в дождливый сезон, в сухой сезон и т. д. Все они предназначены для получения наиболее точных показаний при правильном применении. Разные типы образцов требуют разных методов испытаний. Каждый из них ведет себя по-разному под давлением, оказываемым на них. Например, глинистые грунты нужно испытывать иначе, чем песчаные. Первые имеют большее количество органического вещества. Вторые обычно состоят из минералов, поэтому требуют специальных методик для получения наиболее точных результатов.
Коэффициент уплотнения (КУ)
Определяется степенью уплотнения частиц песка друг с другом. Этот показатель можно использовать для расчета количества энергии, необходимой для достижения определенного уровня уплотнения.
КУП данной массы определяется несколькими факторами, включая:
- — размер частиц;
- — их форму;
- — содержание влаги;
- — плотность.
Крупные частицы требуют больше энергии для сжатия, чем мелкие, из-за большей площади поверхности и большего веса. Округлые частицы труднее сжимать, чем частицы с острыми краями. Они имеют меньшую площадь поверхности для образования воздушных карманов между ними. Повышенное содержание влаги в песке снижает его способность к сжатию. Вода выступает в качестве дополнительного барьера против сжатия. Приняв во внимание эти факторы, можно измерить, сколько энергии требуется на каждую единицу массы материала для достижения определенного уровня уплотнения.
Рассчитывая, сколько энергии требуется для каждой единицы массы почвенного материала при различных уровнях влажности и плотности, можно определить, какой состав смеси обеспечивает лучшие характеристики при различных условиях, таких как:
- — интенсивное движение автотранспорта;
- — экстремальные погодные явления (наводнения, засуха).
Эти данные помогают определить, какой тип и количество добавок включить в состав смесей.
В проектах гражданского строительства, предусматривающих проходку тоннелей через грунты с различной плотностью, например, при строительстве подземных железнодорожных систем, информация о КУП играет важную роль во время земляных работ. Он используется в строительстве для определения величины усилия, необходимого для достижения заданного уровня уплотнения. Например, если определенный тип имеет коэффициент уплотнения 0,95, то для достижения той же степени уплотнения, что и другой тип песка с коэффициентом ниже 0,95, потребуется на 95% больше усилий, чем обычно.
- КУ ГОСТ учитывает только активные силы, создаваемые трамбовками.
- СНИП учитывает активные силы от трамбовок и пассивные силы от вибрации.
- Коэффициент обратной засыпки учитывает активные силы от трамбовок и пассивные силы от катков, используемых для обратной засыпки.
Таблица диапазона коэффициентов уплотнения:
| коэффициент гост | 0–0,9 |
| коэффициент уплотнения | 0–0,95 |
| коэффициент обратной засыпки | 0–1 |
Информация о КУП является ключевой при проектировании любой конструкции. Она дает представление о том, сколько энергии необходимо затратить на достижение желаемого уровня стабильности.
Коэффициент уплотнения песка при трамбовке, обратной засыпке, таблица СНИП: уплотнение по объему, расход и запас на уплотнение песка | ГК Респект
Песок — это сыпучий материал, состоящий из зёрен осадочных, скальных пород или минералов величиной от 0,16 до 5 мм. Добывается он на карьерах природных месторождений, со дна рек, озёр и морей, а также производится искусственно размалыванием крупных обломков с рассеиванием их по фракциям.
Плотность
Добываемый карьерный песок неоднороден, содержит много глинистых, пылевидных и органических остатков, которые изменяют его плотность.
Как и грунты, пески могут иметь различную плотность. Так, вес единицы объёма слежавшегося мокрого песка значительно больше веса сухого или насыпного песка. Это связано с наличием в неуплотнённом материале воздушных зазоров между отдельными песчинками. Пористость крупного песка больше, чем мелкого, и достигает 47 %.
При использовании песка в отсыпке подушек под фундамент, изготовлении основания дорожной одежды, обратной засыпке пазух фундаментов строительные технологии предусматривают выполнение процедуры его трамбовки, или уплотнения песка по объёму. Если песок не утрамбовывать, со временем, либо под собственным весом, либо под воздействием атмосферной влаги он будет уплотняться самопроизвольно, что приведёт к уменьшению его объёма и возникновению механических напряжений и деформаций в фундаментных и бетонных плитах сооружений.
Именно поэтому в рабочую документацию вносятся конкретные требования по уплотнению песка в процессе строительства. Коэффициент уплотнения песка или грунта на возводимых объектах устанавливают также строительные нормативы — ГОСТы, СНИПы и руководства, в которых все возможные варианты сводятся в таблицы.
Как измеряют коэффициент уплотнения песка?
Для каждого сыпучего материала, включая песок, существует понятие максимальной плотности, называемой также плотностью скелета материала. Её значение устанавливается лабораторным путём, измерения проводят после приложения давления или вибрационных воздействий.
Если установить плотность насыпного песка (используя, например, прямоугольный ящик или цилиндр) простым делением его массы на объём и отнести эту плотность к максимальной — получим коэффициент уплотнения насыпного песка. Если его уплотнить, например, трамбовкой, и повторить измерения, получим коэффициент уплотнения песка при заданной трамбовке. На практике плотность песка измеряют специальными приборами непосредственно на объекте.
Измерение уплотнения песка в дороге
Очень важным является соблюдение директивного (установленного проектом) коэффициента уплотнения песка в различных строительных технологиях (при обратной засыпке пазух фундамента, что существенно снижает вероятность пучинистого воздействия льда на его стенки, при изготовлении подушек фундамента, дорожной одежды автомагистралей и других).
Расчёт количества песка
Поскольку качественно очищенный песок крупной фракции является достаточно дорогим строительным материалом, застройщик должен уметь точно рассчитать массу закупки, в противном случае придётся завозить его дополнительно или сожалеть о напрасно потраченных «про запас» средствах на уплотнение песка, оказавшегося лишним.
Обладая данными об объёме необходимого заполнения, насыпной плотности покупаемого песка, коэффициенте его уплотнения, инженер строитель сможет достаточно точно рассчитать объём и вес приобретаемого материала. Дополнительный расход песка на уплотнение он высчитывает из разности плотностей покупного и уплотнённого до заданной величины материалов.
Уплотнение песка
Его можно уплотнять вручную самодельной двуручной трамбовкой, однако этот метод подходит лишь для небольших участков. В масштабах большого строительства или в прокладке автомагистралей используются многотонные дорожные катки, которые за несколько проходов уплотняют песок на глубину до 400 мм. На относительно малых строительных объектах используют электрические виброплиты, устанавливаемые на манипулятор экскаватора, или ручные вибраторы.
Все об уплотнении песка: сущность и цели, проверка, расчет коэффициента, нормативные значения
Особенность песка как породы заключается в его рыхлости, при этом неважно, будет ли он в сухом или влагонасыщенном состоянии. Кроме того, он отличается хорошей водопропускной способностью (в среднем – 7 метров в сутки для мелкозернистого, 25 метров в сутки – для крупнозернистого). Эти факторы вызывают такие явления, как:
усадка – проседание песчаной массы под собственным весом или под давлением постройки, транспорта и т. д.;
просадка – потеря объема из-за вымывания, разрушения частиц глины и слабых пород, разложения органических примесей
вспучивание – поднятие песка грунтовыми или атмосферными водами.
И если для насыпных дорожек и площадок это не имеет значения, то для подушек под магистраль или фундамент подобные явления крайне нежелательны. Очевидно, что проседающее или вспучивающееся дорожное покрытие или основание дома отнюдь не способствую надежности конструкции и в дальнейшем могут послужить причиной ее разрушения. Таким образом получается, что главной целью уплотнения песка являются:
обеспечение устойчивости и прочности песчаного основания;
достижение оптимальных показателей влажности;
снижение риска деформационных процессов в грунте или конструкции.
Надежное сцепление обеспечивается за счет перераспределения песчинок и более плотного смыкания их друг с другом. При этом предпочтение отдается обогащенному горному или дробленному песку, так как его зерна обладают неровными гранями с шероховатой поверхностью, поэтому их адгезивные свойства (сцепляемость) выше, чем у окатанного речного или морского песка.
Область применения трамбовки
Уплотнение песка требуется везде, где от его устойчивости и прочности зависит качество дальнейших работ – в жилом, промышленном, военном строительстве, при прокладке дорожных полотен. Однако можно выделить несколько областей применения трамбовки песка, где надежность уплотнения имеет первостепенное значение:
Автодорожное строительство. Это могут быть проселочные, городские дороги, высокопоточные магистрали и различные шоссе. Для создания прочного, долговечного грунтового, бетонного или асфальтового покрытия каждый слой дорожного полотна, включая песчаную отсыпку, обязательно утрамбовывают. Это позволяет равномерно распределить весовую и вибрационную нагрузку по всей площади дороги. Если уплотнение было произведено некачественно, подвижки грунта и песчаного массива приведут к разрушению остальных слоев покрытия.
Железные дороги. Железнодорожные пути всегда подвергаются колоссальным нагрузкам из-за высокой интенсивности движения грузовых, пассажирских и технических составов. Насыпь для железных дорог делают многослойной, с обязательной массивной подушкой из песка. Она служит для гашения сильных вибраций, дренажа и фильтрации грунтовых и атмосферных вод, а также для предотвращения эрозии прилегающего грунта.
Аэродромы и порты. Развитие технологий и международные отношений приводит к тому, что ежегодно возрастает пассажирский и грузовой поток, проходящий через воздушные или морские пути. Многие старые объекты инфраструктуры не справляются, что приводит к быстрому выходу площадок из строя. Поэтому при реконструкции или строительстве новых сооружений, обустройства взлетно-посадочных полос и причалов утрамбовке песка уделяется много внимания.
Возведение фундаментов. Основание любого здания – это несущий элемент конструкции, который служит для устойчивости и распределения нагрузки по всей площади. В сейсмонеустойчивых регионах фундамент выполняет функции сейсмической защиты. То есть от качества закладки основания зависит срок службы постройки. Поэтому утрамбовка песка производится в соответствие с самыми строгими требованиями и применением уплотнительной спецтехники.
Для лучшего понимания, насколько важно уплотнение песка, приведем такой пример. При увеличении интенсивности уплотнительных работ всего лишь на 1% прочность утрамбовываемой массы возрастает на 10-20%. В зависимости от того, где используется песок – на малом и крупном объекте, для каких целей (для строительства забора или нового цеха), финансовых возможностей производителя работ, определяются способы и оборудование для трамбования.
Способы трамбовки песка
Существует несколько классификаций трамбовки любых грунтов – песка, почвы, щебня. По способу проведения можно выделить два основных:
Ручной. Речь идет о применении небольших инструментов, причем они могут быть как фабричного производства, так и сделанными самостоятельно (обычное бревно или брус с квадратным основанием). Главной движущей силой является сам человек. Разумеется, качество и скорость работ будут низкими и подойдут лишь для обработки небольших площадей: при возведении фундамента для дачного дома, кирпичного забора, прокладки дорожек или отсыпки площадок.
Механизированный. Для трамбовки используется специальная техника как малогабаритная (виброноги, виброплощадки), так и крупная – разнообразные катки и вибрационные машины. Способ применяется для работы на больших объектах, так где требуется уплотнять песок, укладываемый в несколько слоев, каждый из которых может составлять от 25 до 70 см.
Кроме того, различают виды трамбовки по принципу действия – статическая и вибрационная. В первом случае уплотнение песка производится под воздействием веса инструмента. При этом верхние слои, подвергаясь давлению, образуют эффект «распора», заклинивая частицы между собой и препятствую трамбовке нижних слоев. Такой тип характерен для ручного инструмента, а также для некоторых видов спецтехники, например, для катков на пневматических шинах или с гладкими вальцами.
Оборудование, работающее по вибрационному типу, оснащается эксцентриковым грузом. Вращаясь, он создает ударную вибрацию, которая передается от верхних к нижним слоям песка. При этом трение между частицами уменьшается, и они легко перераспределяются в максимально плотный конгломерат. Таким образом вибрационные машины добиваются уплотнения глубоких слоев, что невозможно для статического оборудования.
Коэффициент уплотнения песка
Особенность сыпучих материалов, в том числе и песка, заключается в их способности давать усадку под воздействием собственного веса при хранении, а также из-за вибраций и тряски во время транспортировки. Приведем простой пример: поставщик отгрузил покупателю 50 кубометров песка. Но по прибытии объем продукции составил всего 43.5 кубометра. Вот для таких случаев, кроме насыпной плотности материала, необходимо знать и коэффициент его уплотнения. По ГОСТ 7394-85 этот показатель у песка для строительных работ равен 1.15. Умножив объем 43.5 на число 1.15 мы получим те самые 50 кубических метров песка, которые отгрузил поставщик.
Таким образом, коэффициент уплотнения песка – это нормативный показатель, который может составлять от 1.05 до 1.52. Для обратной засыпки (при заполнении фундаментов и котлованов) этот показатель варьируется от 0.95 до 0.98-1. Число зависит от фракции, состава и качества песка, получают его в лабораторных условиях, а потом используют как эталон для вычисления усадки материала определенного объема и соответствия плотности утрамбовываемого песка действующим стандартам и нормативам (ГОСТ 8736-93, ГОСТ 25100-95, СНиП 2.05.02-85 и т. д.).
Проверка уплотнения песка
Главная цель проверки уплотнения песка – контроль качества работ по трамбовке. Можно выделить два вида проверки:
косвенный, с помощью экспресс-методов, которые позволят определить физико-механические характеристики материала и получить коэффициент уплотнения;
прямой – испытания проб в лабораторных условиях.
Разумеется, лабораторные исследования необходимы и дают более точные результаты, однако у них есть и недостатки – высокая стоимость и длительность проверок. Поэтому на месте часто используют косвенные способы и только сравнивают полученные данные с лабораторными (кроме максимальной плотности, сюда входят гранулометрический состав, влажность, пластичность и т. д.).
Для измерений могут использовать следующее оборудование:
электромагнитные плотномеры (фиксируют сопротивление материала для вычисления его плотности);
динамические электронные плотномеры (определяют динамический модуль упругости методом штампа);
пенетрометры (измеряют силу реакционного сопротивления при нагрузке).
Так как плотность песка зависит от многих факторов, то коэффициент уплотнения вычисляют на каждой стадии действий с этим материалом – при добыче, хранении, перевозке и при выгрузке на строительной площадке. Проверяют показатель весовым или объемным методом, в зависимости от имеющегося оборудования.
Факторы, влияющие на степень уплотнения песка
С момента добычи песка в карьере или путем дробления до его утрамбовки проходит немало времени, что приводит к изменениям в его составе, свойствах и плотности. На последнюю сильное влияние оказывают следующие факторы:
Количественный и качественный состав примесей (глинистые и пылевые частицы, зерна слабых пород, остатки органических веществ). Самой близкой к эталонным параметрам является плотность обогащенного или чистого песка.
Объем впитавшейся влаги. Чем выше влажность, тем ниже коэффициент уплотнения.
Способ перевозки – грузовым, железнодорожным или водным транспортом. Разница в вибрационном и ударном воздействии сказывается на степени усадки материала.
Длительность маршрута. Чем дольше длится транспортировка, тем плотнее спрессовывается песок.
При трамбовке песка с помощью спецтехники материал насыпают частями, то есть используется послойное уплотнение. Машины обрабатывают каждый слой не менее 12-30 раз, в зависимости от вида работ и модуля крупности песка. В таком случае решающее значение будет иметь лишь состав и количество примесей, так как они могут сделать песок слишком пластичным, что ухудшает уплотнение нижних слоев.
«СТМ-Неруд» занимается добычей и прямыми поставками нерудных материалов. Мы – организация, готовая обеспечить Вас высококачественным сырьем, работаем на рынке уже более 10 лет.
115114, г. Москва, вн. Тер. Г. муниципальный округ Замоскворечье, ул. Летниковская, дом 4, строение 5, офис 36, помещ 5, эт. мансарда.
+7 (495) 260-18-49
+7 (913) 471-88-62
info@nerudnye-materialy.com