Плотность грунта обратной засыпки: ТР 145-03 «Технические рекомендации по производству земляных работ в дорожном строительстве при устройстве подземных инженерных сетей при обратной засыпке котлованов, траншей, пазух»

Содержание

Коэффициент уплотнения грунта при обратной засыпке котлована

Коэффициент уплотнения грунта при трамбовке песка: таблица определения плотности

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.

Вид работ Коэффициент уплотнения
Повторная засыпка котлованов 0,95
Заполнение пазух 0,98
Обратное наполнение траншей 0,98
Ремонт траншей вблизи дорог с инженерными сооружениями 0,98 – 1

«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.

Плотность

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.

Обратная засыпка

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

Вибрационная плита

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.

Тип уплотнения Количество процедур по методу Проктора 93% Количество процедур по методу Проктора 88% Максимальная толщина обрабатываемого слоя, м
Ногами 3 0,15
Ручной штамп (15 кг) 3 1 0,15
Виброштамп (70 кг) 3 1 0,10
Виброплита – 50 кг 4 1 0,10
100 кг 4 1 0,15
200 кг 4 1 0,20
400 кг 4 1 0,30
600 кг 4 1 0,40

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 ознакомитесь с пропорциями цемента и песка для фундамента.

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

При помощи штукатурки увеличивают толщину стен, из за чего увеличивается их прочность. 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.

Перевозка автомобилем

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.

Перевозка морским транспортом

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

При этом проводится несколько замеров, исходя из количества предоставленных проб на проверку. Результаты не должны быть с расхождением более 0,02 г/см3. В случае большого расхода полученных данных выводится средне арифметическое число.

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.

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.

13.1.2. Исходные данные для проектирования


Библиотека / Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения / Глава 13. Проектирование искусственных оснований

Исходными данными для проектирования уплотнения грунтов, а также для проектирования оснований и фундаментов на уплотненных грунтах являются: необходимая степень уплотнения грунтов, деформационные и прочностные характеристики уплотненных грунтов, расчетные их сопротивления.

Необходимая степень уплотнения грунтов устанавливается в зависимости: от назначения уплотненных грунтов и нагрузок, передаваемых на них от фундаментов и других конструкций; от возможностей изменения температурно-влажностного режима уплотненного грунта; от диапазона изменения природной влажности грунтов, используемых для возведения обратных засыпок; от принятых и возможных технологических схем производства работ по отсыпке уплотняемого грунта и применяемого грунтоуплотняющего оборудования; от климатических условий производства работ; от производственных возможностей строительных организаций и пр. .

Для определения необходимой степени уплотнения грунтов с учетом приведенных выше факторов выполняется комплекс лабораторных исследований, включающий изучение уплотняемости грунтов (стандартное уплотнение), а также прочностных и деформационных характеристик уплотненных до различной степени плотности грунтов. По результатам стандартного уплотнения (см. рис. 13.2) определяются максимальная плотность ρd.max, оптимальная влажность ω0, а также плотность сухого грунта при уплотнении его до различного коэффициента уплотнения и соответствующие диапазоны допускаемого изменения влажности.

По данным сдвиговых и компрессионных испытаний уплотненных до различной степени плотности грунтов строятся графики зависимости сцепления, угла внутреннего трения и модуля деформации от плотности грунта или от коэффициента уплотнения грунтов (рис. 13.3). На основе этих графиков в соответствии с необходимыми значениями сцепления, угла внутреннего трения и модуля деформации уплотненных грунтов назначается требуемая степень уплотнения грунтов.

Рис. 13.3. Зависимости с, φ (а) и E (б) от коэффициента уплотнения и плотности сухого уплотненного грунта

При отсутствии данных описанных выше исследований необходимые значения степени уплотнения грунтов принимаются по табл. 13.2.

Таблица 13.2. необходимая степень уплотнения грунтов

Назначение уплотненного грунта Коэффициент уплотнения kcom
Для оснований фундаментов зданий, сооружений и тяжелого технологического оборудования, а также полов с равномерной нагрузкой более 0,15 МПа 0,98—0,95
То же, среднего оборудования, внутренних конструкций, полов с нагрузкой 0,05—0,15 МПа 0,95—0,92
То же, легкого оборудования, полов с нагрузкой менее 0,05 МПа, отмостки у зданий 0,92—0,9
Незастраиваемые участки 0,9—0,88

При возможном изменении температурно-влажностного режима уплотненных грунтов за счет их периодического промерзания и оттаивания приведенные в табл. 13.2 значения kcom целесообразно повышать на 0,01—0,02.

Модули деформации грунтов, уплотненных до различной степени плотности, должны приниматься, как правило, по результатам испытания их штампами. При отсутствии данных непосредственных испытаний значения модулей деформации допускается принимать по табл. 13.3.

Коэффициент изменчивости сжимаемости уплотненных грунтов αcom, обусловливаемый различной степенью уплотнения, переменной влажностью, неоднородностью состава грунта и представляющий собой отношение максимального значения модуля деформации к его возможному минимальному значению, допускается принимать: αcom = 1,2 при kcom = 0,92, αcom = 1,35 при kcom = 0,95 и αcom = 1,5 при kcom = 0,98.

Таблица 13.3. нормативные значения модулей деформации некоторых видов уплотненных грунтов

Грунты Е, МПа
при влажности уплотнения равной в водонасыщенном состоянии
kcom = 0,92 kcom = 0,95 kcom = 0,92 kcom = 0,95
Лессовидные супеси 20 25 15 20
Лессовидные суглинки и глина 25 30 20 25
Крупные пески 30 40
Средние пески 25 30
Мелкие пески 15 20

Прочностные характеристики уплотненных до различной степени плотности грунтов определяются путем испытания их на срез в условиях завершенной консолидации с получением зависимости сцепления с и угла внутреннего трения φ от коэффициента уплотнения. Для предварительных расчетов нормативные значения прочностных характеристик уплотненных лессовых грунтов рекомендуется принимать по табл. 10.4.

Расчетные сопротивления уплотненных грунтов определяются с учетом прочностных характеристик грунтов и размеров фундаментов. При отсутствии прочностных характеристик, а также для предварительного назначения размеров фундаментов допускается пользоваться условными значениями расчетных сопротивлений R0 уплотненных насыпных грунтов (табл. 13.4).

Таблица 13.4. расчетные сопротивления основания из уплотненных грунтов

Руководство по устройству обратных засыпок котлованов с подготовкой оснований под технологическое оборудование и полы на просадочных грунтах

Как рассчитывать коэффициент уплотнения грунта?

Подготавливаясь к строительным или дорожным работам, осуществляются различные действия по выявлению характеристик почвы, грунта и важным параметром является коэффициент уплотнения грунта.

Выполнение специальных задач для выявления характеристик земли позволяет точно определить технические данные и показатели территории обработки для выполнения соответствующих строительных и дорожных работ.

Какой коэффициент уплотнения грунта должен быть для конкретного вида земельных работ? Для этих целей используются специальные расчётные нормативы, регламентные положения и стандарты надзорных ведомств.

Процесс уплотнения грунта

Определение по техническим стандартам

Коэффициент уплотнения грунта является условным безразмерным показателем или величиной, который по своей сути ведёт отсчёт из реального соотношения данных плотности имеющегося вещества\ к плотности почвы max(условный показатель максимума грунта).

Если мы посмотрим на землю, как на объективный тип материала, то заметим, что его структура имеет микроскопические видимые и невидимые поры, заполненные естественным воздухом или обработанный влагой.

Учитывая закон уплотнения сжимаемости грунта, в процессе выработки пор становится очень много, и рыхлость является основным показателем, где общая насыпная характеристика плотности будет значительно меньшим показателем, чем коэффициент уплотнения грунта в утрамбованном виде.

Этот важнейший параметр необходимо учитывать при возведении земляных подушек под основание фундамента объекта, а также при проведении дорожных работ. Если не производить трамбовку почвы, то в будущем имеет место появления риска усадки здания, дефектов на готовом дорожном полотне.

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

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

Методика расчёта

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

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

Зависимость плотности грунта от влажности

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

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

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

Технические регламенты и стандарты

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

Типологии определения характеристик материала

Коэффициент уплотнения грунта предусматривает применение нескольких типологий, главной целью которых является формирование окончательной процедуры технологического вывода кислорода из каждых слоёв почвы, учитывая соответствующую глубину трамбовки.

Так, для выявления коэффициента уплотнения грунта при обратной засыпке используют как поверхностный метод расчёта, так и универсальную глубинную систему исследования. Эксперт при выборе методики расчёта должен определить первоначальный характер почвы, а также конечную цель трамбовки.

Реальный коэффициент динамичности при ударном уплотнении грунтов может быть определён при помощи использования специальной техники, например — пневматический тип катка. Общая типология метода определения параметров вещества определяется следующими методами:

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

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

Зачем нужно определять коэффициент уплотнения почвы?

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

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

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

Марина

Сентябрь 12, 2017

статьи:

Что такое коэффициент уплотнения сыпучих материалов? Песчано гравийная смесь коэффициент уплотнения

Все строительные материалы, особенно смеси, имеют ряд показателей, значение которых играет важную роль в процессе строительных работ и во многом определяет итоговый результат. Для сыпучих материалов такими показателями являются размер фракции и коэффициент уплотнения.

Данный показатель фиксирует, насколько уменьшается наружный объем материала при его уплотнении (утрамбовке).

Данный коэффициент чаще всего учитывается при работе со строительным песком, однако и песчано-гравийные смеси, и просто гравий сам по себе также могут менять свое значение при уплотнении.

Зачем нужно знать коэффициент уплотнения песчано-гравийной смеси?

Любая сыпучая смесь, даже при отсутствии механического воздействия, меняет свою плотность. Это легко понять, вспомнив, как изменяется гора песка, который только что выкопали, со временем. Песок становится плотнее, потом, при повторной обработке, он снова возвращается в более сыпучий вид, изменяя объем занимаемой площади. То, насколько увеличивается или уменьшается этот объем, и есть коэффициент плотности.

Данный коэффициент уплотнения песчано-гравийной смеси фиксирует не объем, потерянный при искусственной утрамбовке (например, во время строительства подложки под фундамент, когда смесь трамбуют специальным механизмом), а естественные изменения, которые происходят с материалом в процессе перевозки, погрузки и выгрузки.

Это позволяет определить потери, полученные при транспортировке и точнее рассчитать необходимый объем поставки песчано-гравийной смеси.

При этом следует отметить, что на размер коэффициента уплотнения песчано-гравийной смеси влияют многие показатели, такие, как размер партии, способ перевозки, изначальное качество самого песка.

В строительных работах информация об объеме уплотнения используется при ведении расчётов и подготовке к строительству. В частности, исходя из данного параметра, устанавливаются определенные показатели для глубины траншеи, толщины отсыпки для будущей подушки из песчано-гравийной смеси, интенсивность трамбовки и многое другое. Помимо прочего, в расчет берется сезон, а также климатические показатели.

Размер коэффициента уплотнения песчано-гравийной смеси может различаться для разных материалов, у каждого типа сыпучей смеси есть свои нормативные показатели, которые гарантируют ее качество.

Считается, что средний размер коэффициента уплотнения для песчано-гравийной смеси составляет порядка 1,2 (эти данные указаны в ГОСТе).

Следует учитывать, что этот же показатель, но отдельно для песка и гравия будет другим, от 1,1 до 1,4 в зависимости от типа и размера фракций.

Производя строительные работы, приобретайте материалы с необходимым коэффициентом, в противном случае, качество строительства может пострадать.

Предыдущая статья Следующая статья

Коэффициенты уплотнения сыпучих материалов для строительства

Сущность определения коэффициента уплотнения гравия, песка, щебня и керамзита можно кратко охарактеризовать следующим образом. Это величина, равная отношению плотности сыпучего стройматериала к его максимальной плотности.

Данный коэффициент для всех сыпучих тел различается. Его средняя величина для удобства пользования закреплена в нормативных актах, соблюдение которых обязательно для всех строительных работ.

Поэтому, если потребуется, например, узнать, какой коэффициент уплотнения песка, достаточно будет просто заглянуть в ГОСТ и найти требуемое значение.

Важное замечание: все величины, приведенные в нормативных актах, являются усредненными и могут изменяться в зависимости от условий транспортировки и хранения материала.

Необходимость учета коэффициента уплотнения обусловлена простым физическим явлением, знакомым практически каждому из нас. Для того чтобы понять сущность этого явления, достаточно вспомнить, как ведет себя вскопанная земля. Поначалу она рыхлая и достаточно объемная. Но если на эту землю взглянуть через несколько дней, то уже станет заметно, что грунт «осел» и уплотнился.

То же самое происходит и со строительными материалами. Сначала они лежат у поставщика в утрамбованном собственным весом состоянии, затем при погрузке происходит «взрыхление» и увеличение объема, а потом, после выгрузки на объекте, снова происходит естественная трамбовка собственным весом. Помимо массы, на материал будет воздействовать атмосфера, а точнее, ее влажность. Все эти факторы учтены в соответствующих ГОСТах.

Строительные материалы при длительном хранении уплотняются под собственным весом

Щебень, доставляемый автомобильным или железнодорожным транспортом, взвешивают на весах. При поставке водными видами транспорта вес высчитывается по осадке судна.

Важным этапом любых строительных работ становится составление всех смет с обязательным учетом коэффициентов уплотнения сыпучих материалов. Это необходимо делать для того, чтобы заложить в проект правильное и необходимое количество стройматериалов и избежать их переизбытка или нехватки.

Как же правильно воспользоваться коэффициентом? Нет ничего проще.

Например, для того, чтобы узнать, какой объем материала получится после утряски в кузове самосвала или в вагоне, необходимо найти в таблице требуемый коэффициент уплотнения грунта, песка или щебня и разделить на него закупленный объем продукции.

А если требуется узнать объем материалов до перевозки, то надо будет произвести не деление, а умножение на соответствующий коэффициент. Допустим, если куплено у поставщика 40 кубометров щебня, то, значит, в процессе транспортировки это количество превратится в следующее: 40 / 1,15 = 34,4 кубометра.

Таблица коэффициентов уплотнения сыпучих строительных материалов
Вид материала Купл (коэффициент уплотнения)
ПГС (песчано-гравийная смесь) 1.2 (ГОСТ 7394-85)
Песок для строительных работ 1.15 (ГОСТ 7394-85)
Керамзит 1.15 (ГОСТ 9757-90)
Щебень (гравий) 1.1 (ГОСТ 8267-93)
Грунт 1.1-1.4 (по СНИП)
Все значения, приведенные в таблице, являются среднестатистическими и могут варьироваться в зависимости от конкретных условий доставки, хранения и состава материала.

Работы, связанные с полной цепочкой перемещения песчаных масс со дна карьера до строительной площадки, должны производиться с учетом относительного коэффициента запаса песка и грунта на уплотнение.

Это величина, показывающая отношение весовой плотности твердой структуры песка к его весовой плотности на участке отгрузки поставщика.

Чтобы определить необходимое количество песка, обеспечивающее запланированный объем, нужно этот объем умножить на коэффициент относительного уплотнения.

Помимо знания относительного коэффициента, приведенного в таблице, правильное использование ГОСТа подразумевает обязательный учет следующих факторов доставки песка на строительную площадку:

  • физические свойства и химический состав материала, присущие определенной местности;
  • условия перевозки;
  • учет климатических факторов в период доставки;
  • получение в лабораторных условиях величин максимальной плотности и оптимальной влажности.

Данный вид работ необходим при обратной засыпке. Например, это нужно после того, как установлен фундамент и теперь требуется заполнить грунтом или песком образовавшийся промежуток между внешним контуром конструкции и стенками котлована. Процесс производится с помощью специальных трамбовочных устройств. Коэффициент уплотнения песчаного основания равняется примерно 0,98.

Процесс уплотнения грунта трамбовочным устройством

Бетонная смесь, как и любой другой строительный материал, монтируемый методом засыпания или заливки, требует дальнейшего уплотнения для получения необходимой плотности, а значит, и надежности конструкции. Бетон уплотняют вибраторами. Коэффициент уплотнения бетонной смеси при этом берется в пределах от 0,98 до 1.

Коэффициент на уплотнение и потери ПГС

Осуществляя строительство объектов энергетического комплекса и руководствуясь проектными данными, устройство насыпей, обратную засыпку траншей, ям, пазух котлованов, подсыпки под полы необходимо производить привозным грунтом (песок, щебень, ПГС и т.п.) с коэффициентом уплотнения до 0,95.

Коэффициент уплотнения грунта – это отношение фактической плотности грунта (скелета грунта) в насыпи, к максимальной плотности грунта (скелета грунта).

Например:

Что значит коэффициент уплотнения 0,95?

Коэффициент уплотнения грунта 0,95 означает, что фактическая плотность грунта составляет 95% от максимально возможной плотности грунта (определяется в грунтовой лаборатории).

Нормативные коэффициенты уплотнения приведены в таблице в конце страницы.

Данный коэффициент определяют следующими методами:

    1. метод режущего кольца — отбирают пробы грунта из уплотняемого слоя и производят испытание в грунтовой лаборатории в соответствии с ГОСТ 5180-2015 «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик». Главный недостаток метода: длительные испытания (транспортирование и испытание в лаборатории)Режущие кольца для определения коэффициента уплотнения грунта

      2. динамическим плотномером грунта (ДПГ) — принцип действия основан на методе падающего груза, при котором измеряется сила удара и деформация грунта. Применяется совместно с методом режущего кольца с целью ускорения определения коэффициента уплотнения грунта.

  • На начальном этапе ДПГ калибруется в нескольких местах отбора проб по данным испытаний по методу режущего кольца (ГОСТ 5180-2015)
  • Затем по данным калибровки определяют коэффициент уплотнения в остальных точках, что позволяет получить результаты сразу на площадке.

Требуемый коэффициент уплотнения грунта (согласно СНиП 3.02.01-87) обратной засыпки или насыпи представлен в таблице 1.

Таблица 1. Коэффициент уплотнения грунта

Сыпучие строительные смеси применяются при возведении сооружений. В процессе транспортировки, разгрузки и хранения отсыпанный материал уплотняется. Для расчета расхода принимают коэффициент уплотнения ПГС.

Технические виды строительных смесей

ПГС — смесь из песка и гравия. Используется для строительных работ. Состав смеси регламентируется ГОСТом 23735-2014.

ЩПС — смесь из щебня, гравия, песка естественной добычи. Производится по ГОСТу 25607-2009.

ЩПС из дробленых бетонов — изготавливаются по техническому регламенту ГОСТа 32495-2013.

В оценке качества смесей учитывают:

  • общие показатели составного материала;
  • свойства песка;
  • свойства щебня, гравия.

Сыпучие материалы проверяют по плотности, прочности, содержанию пыли и сора, включениям опасных веществ.

Происхождение и пути добычи строительных смесей

Песчано-гравийные смеси добывают из гравийно-песчаных, валуйно-гравийно-песчаных пород.

В состав ПГС входят:

  • песок крупностью 0,05–5 мм;
  • гравий 5–70 мм;
  • валуны свыше 70 мм.

Наличие гравия колеблется от 10-90% от общей массы.

Производят два вида песчано-гравийной смеси:

  • природная смесь, добываемая и поставляемая без переработки;
  • обогащенная смесь добывается природным путем, обогащается добавкой или извлечением песчано-гравийной составляющей.

Добычу ПГС производят из оврагов, озер и морей. Морской материал самый чистый. В остальных могут быть примеси из глины, известняка, сора.

В состав ЩПС естественного происхождения входит щебень основной (40–80 мм, 80–120 мм) и расклинивающей фракции (5–20 мм, 5–40 мм).

Дробимость щебня из осадочных пород, а также щебня из изверженных пород имеет марку 400 и 600 соответственно.

ЩПС из дробленого бетона, железобетона включает:

  • неорганическую щебеночную дробь крупностью от 5 мм;
  • неорганический песок, получаемый из дробимого бетонного щебня.

Материалы являются дробимыми остатками при разрушении бетонных или железобетонных строительных конструкций.

Область применения

ПГС применяют при возведении оснований под автомобильные дороги, подушек фундаментов, обратной засыпке котлованов и отсыпке насыпей.

В строительстве железных дорог применяют балластные смеси по ГОСТу 7394-85, состоящие из песка и гравия либо только из гравия.

ЩПС естественных пород применяют в дорожном строительстве.

ЩПС из дробленых строительных материалов используются в производстве бетонов, а также в подсыпках и основаниях при возведении зданий.

Порядок производства работ

Сыпучие материалы во время строительства укладываются на величину, равную произведению размера самых крупных частиц, умноженному на 1,5. Один слой укладки должен быть не менее 10 см.

Песок должен увлажняться в случае отсыпки основания насухо.

Расход воды зависит от температурных условий.

Методы уплотнения грунта при устройстве оснований из ПГС:

  • уплотнение поверхностного слоя тяжелыми трамбовками;
  • применение вибрационных машин;
  • использование трамбовок;
  • глубинное гидровиброуплотнение.

Контроль плотности при трамбовке производят на величину 1/3 уплотняемого слоя, на толщину не менее 8 см.

Коэффициенты уплотнения

Средний коэффициент естественного уплотнения сыпучих смесей имеет значение 1,2, т. е. объем уплотненной смеси уменьшится в 1,2 раза.

По ГОСТу максимальный коэффициент уплотнения отсева при транспортировке равен 1,1.

Коэффициенты уплотнения при строительных работах приведены в СНиП «Земляные сооружения, основания и фундаменты» таблица 6. Песок имеет k=0,92÷0,98.

При дорожном строительстве, коэффициенты к материалам применяются согласно СНиП «Автомобильные дороги». Для ПГС оптимального состава с маркой щебня 800 коэффициент запаса уплотнения принимается 1,25–1,3. При марке щебня 600÷300 — коэффициент запаса будет 1,1–1,5. Коэффициент запаса шлака принимается 1,3–1,5.

Объемы материалов в смете закладывают с учетом приведенных коэффициентов.

Приборы для измерения плотности грунта

При послойной укладке грунта, контролируется плотность каждого уровня. С помощью плотномера или пенетрометра можно проверить трамбовку песка на стройке.

Плотномер электромагнитный — электронный прибор, измеряющий плотность посредством электромагнитного излучения. Он способен выдать характеристики гранулометрии, влажности, определить пределы пластичности и текучести.

Динамический электронный плотномер грунта работает под динамической нагрузкой от удара равным 5 кг. Прибор определяет модуль упругости, нагрузки, деформации.

Пенетрометр — механический прибор, определяет плотность на основании прилагаемого давления. Результат измерений отображается на шкале прибора.

Сметный учет

Объем материалов на строительство вносят в сметный калькулятор с учетом уплотнения. Применяется коэффициент относительного уплотнения и разрыхления (коэффициент расхода).

Расход песка с требуемым коэффициентом уплотнения при обратной засыпке от 0,9 до 1,0, рассчитывается с учетом относительного коэффициента уплотнения от 1,0 до 1,1 соответственно, для шлаков 1,13–1,47.

Коэффициент относительного уплотнения для горных пород при плотности 1,9 – 2,2 г/см куб, равен 0,85–0,95.

Хранение сыпучих материалов

Щебень, песок, щебеночно-песчаные смеси хранят раздельно друг от друга. Применяют меры по защите складируемых материалов от засорения. Оптимальный вариант — хранение на закрытом складе. Там материалы защищены от ветра и осадков.

При длительном складировании происходит уплотнение песка при хранении, также щебня и ПГС.

Норма естественной убыли материалов регламентируется стандартом РДС 82-2003.

Нормы убыли при хранении навалом измеряются процентами от массы:

  • щебень, гравий — 0,4%;
  • песок — 0,7%;
  • ПГС — 0,45%;
  • отсев — 0,75%.

При отгрузке материалов учитываются данные показатели.

Песчано-гравийная смесь востребованный материал. Он используется в промышленном, дорожном, дачном строительстве. Информация из статьи поможет правильно рассчитать потребность в данном сырье.

Коэффициент на уплотнение песка в смете


Коэффициент на уплотнение и потери при засыпке котлована

При использовании расценки ТЕР 01-02-061-01 "Засыпка вручную траншей, пазух котлованов и ям, группа грунтов: 1" возможно ли использовать коэффициент уплотнения песка и коэффициент на потери? Было письмо Минрегиона от 18 августа 2009 № 26720-ИП/08. Оно еще действует? И относится ли оно к ТЕР 01-02-061-01?

Ответ.

1. В составе работ норм (расценок) табл. 01-02-061 "Засыпка вручную траншей, пазух котлованов и ям" Сборника ГЭСН (ФЕР, ТЕР)-2001-01 "Земляные работы" говорится о засыпке вручную траншей, пазух котлованов и ям ранее выброшенным грунтом (а не песком) с разбивкой комьев и трамбованием. Единица измерения в нормах (расценках) - 100 м3 грунта. Учитывая гот факт, что в составе работ учтено трамбование, а также то, что в составе работ и названии таблицы 1 § Е2-1-58 Сборника Е2 "Земляные работы" четко записано, что нормы времени и расценки даются на 1 м3 грунта по обмеру в засыпке, можно сделать однозначный вывод о том, что затраты в нормах (расценках) 01-02-061 даются на 100 м3 грунта в плотном теле.

Если же Вы для засыпки используете песок, то при составлении локальной сметы в дополнение к расценке ТЕР 01-02-061-01 нужно учесть стоимость песка. Так как в норме (расценке) ТЕР 01-02-061-01 учтен грунт в плотном теле, а песок завозят на строительную площадку в разрыхленном состоянии, то расход песка должен быть принят с учетом коэффициентов уплотнения 1,12 или 1,18 согласно п. 2.1.13. Технической части Сборника ГЭСН-2001-01 (ред. 2008-2009 г.г.).

По поводу учета потерь песка при засыпке траншей и котлованов вручную, можно сказать, что в п. 1.1.9. Технической части Сборника ГЭСН-2001-01 (ред. 2008-2009 г.г.) приведена цифра потерь в 1,5% при обратной засыпке траншей и котлованов, но при перемещении грунта бульдозером. Применять указанный процент потерь песка при засыпке траншей и пазух котлованов вручную оснований нет.

2. Письмо Минрегиона от 18 августа 2009 № 26720-ИП/08.

Комментарий редакции к письму Минрегиона:

По первому абзацу данного письма о норме 01-02-033-1 "Засыпка пазух котлованов спецсооружений дренирующим песком" Сборника ГЭСН-2001-01 "Земляные работы" (ред. 2008-2009 г.г.) сообщаем, что письмо относится к норме 01-02-033-1 и к остальным нормам, в том числе к нормам табл. 01-02-061-01, отношения не имеет. Письмом Минрегиона применение повышающих коэффициентов расхода материалов не предусмотрено. Разработчики нормы подтвердили, что единица измерения - 10м3 песка в плотном геле. В составе материалов нормы 01-02-033-1 учтен "Песок для строительных работ природный", который на практике доставляется на строительную площадку в разрыхленном состоянии. Налицо явная ошибка. При использовании данной нормы объем песка должен быть принят с учетом коэффициентов уплотнения 1,12 или 1,18 согласно п. 2.1.13. Технической части Сборника ГЭСН-2001-01 (ред. 2008-2009 г.г.).

Во втором абзаце приведенного письма Минрегиона сказано, что при засыпке траншей и пазух котлованов непросадочными материалами (песок, ПГС, щебень) коэффициент к расходу материалов не применяется, что также является ошибкой. Следует отметить, что данная ошибка исправлена письмом от 17.06.2010 № 2996-08/ИП (извлечения из указанного письма приведены ниже):

Если соответствующими действующими нормативными документами предусмотрено, что засыпка траншей, проходящих под автомобильными дорогами, проездами, тротуарами должна выполняться на всю ее глубину малосжимаемыми местными материалами (песок, гравий, щебень, ПГС) с послойным уплотнением, то объем (расход) указанных материалов определяется по проектным данным в уплотненном состоянии.

smetnoedelo.ru

таблица расчет плотности, ПГС при трамбовке глины, определение при обратной засыпке грунта

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.

Вид работ Коэффициент уплотнения
Повторная засыпка котлованов 0,95
Заполнение пазух 0,98
Обратное наполнение траншей 0,98
Ремонт траншей вблизи дорог с инженерными сооружениями 0,98 – 1

«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.

Плотность

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.

Уровень земляного полотна Глубина слоя, м С усовершенствованным покрытием Облегченные или переходные покрытия
Климатические зоны
I-III IV-V II-III IV-V
Верхний слой Менее 1,5 0,95-0,98 0,95 0,95 0,95
Нижний слой без воды Более 1,5 0,92-0,95 0,92 0,92 0,90-0,92
Подтапливаемая часть подстилающего слоя Более 1,5 0,95 0,95 0,95 0,95

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.

Обратная засыпка

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

Вибрационная плита

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.

Тип уплотнения Количество процедур по методу Проктора 93% Количество процедур по методу Проктора 88% Максимальная толщина обрабатываемого слоя, м
Ногами 3 0,15
Ручной штамп (15 кг) 3 1 0,15
Виброштамп (70 кг) 3 1 0,10
Виброплита – 50 кг 4 1 0,10
100 кг 4 1 0,15
200 кг 4 1 0,20
400 кг 4 1 0,30
600 кг 4 1 0,40

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.

Перевозка автомобилем

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.

Перевозка морским транспортом

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


При этом проводится несколько замеров, исходя из количества предоставленных проб на проверку. Результаты не должны быть с расхождением более 0,02 г/см3. В случае большого расхода полученных данных выводится средне арифметическое число.

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.

strmaterials.com

Коэффициент на уплотнение и потери ПГС

Осуществляя строительство объектов энергетического комплекса и руководствуясь проектными данными, устройство насыпей, обратную засыпку траншей, ям, пазух котлованов, подсыпки под полы необходимо производить привозным грунтом (песок, щебень, ПГС и т.п.) с коэффициентом уплотнения до 0,95.

При составлении локальных смет на данные виды работ нами используются расценки: ЕР 01-01-034 "Засыпка траншей и котлованов бульдозерами", ЕР 01-02-005 "Уплотнение грунта пневматическими трамбовками" - при засыпке бульдозером и ЕР 01-02-061 "Засыпка вручную траншей, пазух котлованов и ям" - при засыпке вручную.

Так как обратная засыпка производится привозным грунтом (песок, щебень, ПГС и т.п.), в дополнение к расценкам нами учитывается его стоимость. Поскольку в расценках учтен грунт в плотном теле, нами, при подсчете объема привозного грунта, необходимого для производства работ и завозимого на строительную площадку в разрыхленном состоянии, применяется коэффициент на уплотнение 1,18 согласно п.2.1.13 Технической части Сборника ГЭСН-2001-01 (ред.2008-2009 г.г.).

Помимо этого, при обратной засыпке траншей и пазух котлованов бульдозером учитываем потери ПГС согласно п. 1.1.9 Технической части Сборника ГЭСН-2001-01 (ред. 2008-2009 г.г.):

  • в размере 1,5% - при перемещении грунта бульдозером по основанию, сложенному грунтом другого типа,
  • в размере 1 % - при транспортировке автотранспортом на расстояние более 1 км.

Прошу подтвердить правомерность наших действий, поскольку Заказчик требует коэффициент на уплотнение (1,18) и потери ПГС (1,5% и 1%) из смет исключить.

Ответ: 

Положения пункта 2.1.13 раздела II "Исчисление объемов работ" государственных сметных нормативов ГЭСН (ФЕР) - 2001, утвержденных приказом Минрегио-на России от 17.11.2008 № 253 (далее - Нормативы), применимы при определении сметной стоимости работ но отсыпке насыпей железных и автомобильных дорог.

Исходя из представленных в обращении данных о производстве работ по засыпке траншей, пазух котлованов и ям, применение коэффициента уплотнения 1,18, указанного в п, 2.1.13 Нормативов представляется не обоснованным.

В соответствии с п. 1.1.9 раздела I "Общие положения" Нормативов, объем грунта, подлежащий подвозке автотранспортом на объект для обратной засыпки траншей и котлованов, при транспортировании автотранспортом на расстояние более 1 км - 1,0%; при перемещении грунта бульдозерами по основанию, сложенному грунтом другого типа, исчисляется по проектным размерам насыпи с добавлением на потери 1,5%.

В соответствии с п. 7.30 свода правил "СП 45.13330.2012. Свод правил. Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87",

утвержденным приказом Минрегиона России от 29.12.2011 № 635/2, допускается принимать больший процент потерь при достаточном обосновании, по совместному решению заказчика и подрядчика.

smetnoedelo.ru

Коэффициент уплотнения и разрыхления ПГС

Сыпучие строительные смеси применяются при возведении сооружений. В процессе транспортировки, разгрузки и хранения отсыпанный материал уплотняется. Для расчета расхода принимают коэффициент уплотнения ПГС.

Технические виды строительных смесей

ПГС — смесь из песка и гравия. Используется для строительных работ. Состав смеси регламентируется ГОСТом 23735-2014.

ЩПС — смесь из щебня, гравия, песка естественной добычи. Производится по ГОСТу 25607-2009.

ЩПС из дробленых бетонов — изготавливаются по техническому регламенту ГОСТа 32495-2013.

В оценке качества смесей учитывают:

  • общие показатели составного материала;
  • свойства песка;
  • свойства щебня, гравия.

Сыпучие материалы проверяют по плотности, прочности, содержанию пыли и сора, включениям опасных веществ.

Происхождение и пути добычи строительных смесей

Песчано-гравийные смеси добывают из гравийно-песчаных, валуйно-гравийно-песчаных пород.

В состав ПГС входят:

  • песок крупностью 0,05–5 мм;
  • гравий 5–70 мм;
  • валуны свыше 70 мм.

Наличие гравия колеблется от 10-90% от общей массы.

Производят два вида песчано-гравийной смеси:

  • природная смесь, добываемая и поставляемая без переработки;
  • обогащенная смесь добывается природным путем, обогащается добавкой или извлечением песчано-гравийной составляющей.

Добычу ПГС производят из оврагов, озер и морей. Морской материал самый чистый. В остальных могут быть примеси из глины, известняка, сора.

В состав ЩПС естественного происхождения входит щебень основной (40–80 мм, 80–120 мм) и расклинивающей фракции (5–20 мм, 5–40 мм).

Дробимость щебня из осадочных пород, а также щебня из изверженных пород имеет марку 400 и 600 соответственно.

ЩПС из дробленого бетона, железобетона включает:

  • неорганическую щебеночную дробь крупностью от 5 мм;
  • неорганический песок, получаемый из дробимого бетонного щебня.

Материалы являются дробимыми остатками при разрушении бетонных или железобетонных строительных конструкций.

Область применения

ПГС применяют при возведении оснований под автомобильные дороги, подушек фундаментов, обратной засыпке котлованов и отсыпке насыпей.

В строительстве железных дорог применяют балластные смеси по ГОСТу 7394-85, состоящие из песка и гравия либо только из гравия.

ЩПС естественных пород применяют в дорожном строительстве.

ЩПС из дробленых строительных материалов используются в производстве бетонов, а также в подсыпках и основаниях при возведении зданий.

Порядок производства работ

Сыпучие материалы во время строительства укладываются на величину, равную произведению размера самых крупных частиц, умноженному на 1,5. Один слой укладки должен быть не менее 10 см.

Песок должен увлажняться в случае отсыпки основания насухо.

Расход воды зависит от температурных условий.

Методы уплотнения грунта при устройстве оснований из ПГС:

  • уплотнение поверхностного слоя тяжелыми трамбовками;
  • применение вибрационных машин;
  • использование трамбовок;
  • глубинное гидровиброуплотнение.

Контроль плотности при трамбовке производят на величину 1/3 уплотняемого слоя, на толщину не менее 8 см.

Коэффициенты уплотнения

Средний коэффициент естественного уплотнения сыпучих смесей имеет значение 1,2, т. е. объем уплотненной смеси уменьшится в 1,2 раза.

По ГОСТу максимальный коэффициент уплотнения отсева при транспортировке равен 1,1.

Коэффициенты уплотнения при строительных работах приведены в СНиП «Земляные сооружения, основания и фундаменты» таблица 6. Песок имеет k=0,92÷0,98.

При дорожном строительстве, коэффициенты к материалам применяются согласно СНиП «Автомобильные дороги». Для ПГС оптимального состава с маркой щебня 800 коэффициент запаса уплотнения принимается 1,25–1,3. При марке щебня 600÷300 — коэффициент запаса будет 1,1–1,5. Коэффициент запаса шлака принимается 1,3–1,5.

Объемы материалов в смете закладывают с учетом приведенных коэффициентов.

Приборы для измерения плотности грунта

При послойной укладке грунта, контролируется плотность каждого уровня. С помощью плотномера или пенетрометра можно проверить трамбовку песка на стройке.

Плотномер электромагнитный — электронный прибор, измеряющий плотность посредством электромагнитного излучения. Он способен выдать характеристики гранулометрии, влажности, определить пределы пластичности и текучести.

Динамический электронный плотномер грунта работает под динамической нагрузкой от удара равным 5 кг. Прибор определяет модуль упругости, нагрузки, деформации.

Пенетрометр — механический прибор, определяет плотность на основании прилагаемого давления. Результат измерений отображается на шкале прибора.

Сметный учет

Объем материалов на строительство вносят в сметный калькулятор с учетом уплотнения. Применяется коэффициент относительного уплотнения и разрыхления (коэффициент расхода).

Расход песка с требуемым коэффициентом уплотнения при обратной засыпке от 0,9 до 1,0, рассчитывается с учетом относительного коэффициента уплотнения от 1,0 до 1,1 соответственно, для шлаков 1,13–1,47.

Коэффициент относительного уплотнения для горных пород при плотности 1,9 – 2,2 г/см куб, равен 0,85–0,95.

Хранение сыпучих материалов

Щебень, песок, щебеночно-песчаные смеси хранят раздельно друг от друга. Применяют меры по защите складируемых материалов от засорения. Оптимальный вариант — хранение на закрытом складе. Там материалы защищены от ветра и осадков.

При длительном складировании происходит уплотнение песка при хранении, также щебня и ПГС.

Норма естественной убыли материалов регламентируется стандартом РДС 82-2003.

Нормы убыли при хранении навалом измеряются процентами от массы:

  • щебень, гравий — 0,4%;
  • песок — 0,7%;
  • ПГС — 0,45%;
  • отсев — 0,75%.

При отгрузке материалов учитываются данные показатели.

Песчано-гравийная смесь востребованный материал. Он используется в промышленном, дорожном, дачном строительстве. Информация из статьи поможет правильно рассчитать потребность в данном сырье.

glavnerud.ru

Методика «Методика определения коэффициента относительного уплотнения песков»

На главную | База 1 | База 2 | База 3
Поиск по реквизитамПоиск по номеру документаПоиск по названию документаПоиск по тексту документа
Искать все виды документовДокументы неопределённого видаISOАвиационные правилаАльбомАпелляционное определениеАТКАТК-РЭАТПЭАТРВИВМРВМУВНВНиРВНКРВНМДВНПВНПБВНТМ/МЧМ СССРВНТПВНТП/МПСВНЭВОМВПНРМВППБВРДВРДСВременное положениеВременное руководствоВременные методические рекомендацииВременные нормативыВременные рекомендацииВременные указанияВременный порядокВрТЕРВрТЕРрВрТЭСНВрТЭСНрВСНВСН АСВСН ВКВСН-АПКВСПВСТПВТУВТУ МММПВТУ НКММПВУП СНЭВУППВУТПВыпускГКИНПГКИНП (ОНТА)ГНГОСТГОСТ CEN/TRГОСТ CISPRГОСТ ENГОСТ EN ISOГОСТ EN/TSГОСТ IECГОСТ IEC/PASГОСТ IEC/TRГОСТ IEC/TSГОСТ ISOГОСТ ISO GuideГОСТ ISO/DISГОСТ ISO/HL7ГОСТ ISO/IECГОСТ ISO/IEC GuideГОСТ ISO/TRГОСТ ISO/TSГОСТ OIML RГОСТ ЕНГОСТ ИСОГОСТ ИСО/МЭКГОСТ ИСО/ТОГОСТ ИСО/ТСГОСТ МЭКГОСТ РГОСТ Р ЕНГОСТ Р ЕН ИСОГОСТ Р ИСОГОСТ Р ИСО/HL7ГОСТ Р ИСО/АСТМГОСТ Р ИСО/МЭКГОСТ Р ИСО/МЭК МФСГОСТ Р ИСО/МЭК ТОГОСТ Р ИСО/ТОГОСТ Р ИСО/ТСГОСТ Р ИСО/ТУГОСТ Р МЭКГОСТ Р МЭК/ТОГОСТ Р МЭК/ТСГОСТ ЭД1ГСНГСНрГСССДГЭСНГЭСНмГЭСНмрГЭСНмтГЭСНпГЭСНПиТЕРГЭСНПиТЕРрГЭСНрГЭСНсДИДиОРДирективное письмоДоговорДополнение к ВСНДополнение к РНиПДСЕКЕНВиРЕНВиР-ПЕНиРЕСДЗемЕТКСЖНМЗаключениеЗаконЗаконопроектЗональный типовой проектИИБТВИДИКИМИНИнструктивное письмоИнструкцияИнструкция НСАМИнформационно-методическое письмоИнформационно-технический сборникИнформационное письмоИнформацияИОТИРИСОИСО/TRИТНИТОсИТПИТСИЭСНИЭСНиЕР Республика КарелияККарта трудового процессаКарта-нарядКаталогКаталог-справочникККТКОКодексКОТКПОКСИКТКТПММ-МВИМВИМВНМВРМГСНМДМДКМДСМеждународные стандартыМетодикаМетодика НСАММетодические рекомендацииМетодические рекомендации к СПМетодические указанияМетодический документМетодическое пособиеМетодическое руководствоМИМИ БГЕИМИ УЯВИМИГКМММНМОДНМонтажные чертежиМос МУМосМРМосСанПинМППБМРМРДСМРОМРРМРТУМСанПиНМСНМСПМТМУМУ ОТ РММУКМЭКННАС ГАНБ ЖТНВННГЭАНДНДПНиТУНКНормыНормы времениНПНПБНПРМНРНРБНСПНТПНТП АПКНТП ЭППНТПДНТПСНТСНЦКРНЦСОДМОДНОЕРЖОЕРЖкрОЕРЖмОЕРЖмрОЕРЖпОЕРЖрОКОМТРМОНОНДОНКОНТПОПВОПКП АЭСОПНРМСОРДОСГиСППиНОСНОСН-АПКОСПОССПЖОССЦЖОСТОСТ 1ОСТ 2ОСТ 34ОСТ 4ОСТ 5ОСТ ВКСОСТ КЗ СНКОСТ НКЗагОСТ НКЛесОСТ НКМОСТ НКММПОСТ НКППОСТ НКПП и НКВТОСТ НКСМОСТ НКТПОСТ5ОСТНОСЭМЖОТРОТТПП ССФЖТПБПБПРВПБЭ НППБЯПВ НППВКМПВСРПГВУПереченьПиН АЭПисьмоПМГПНАЭПНД ФПНД Ф СБПНД Ф ТПНСТПОПоложениеПорядокПособиеПособие в развитие СНиППособие к ВНТППособие к ВСНПособие к МГСНПособие к МРПособие к РДПособие к РТМПособие к СНПособие к СНиППособие к СППособие к СТОПособие по применению СППостановлениеПОТ РПОЭСНрППБППБ-АСППБ-СППБВППБОППРПРПР РСКПР СМНПравилаПрактическое пособие к СППРБ АСПрейскурантПриказПротоколПСРр Калининградской областиПТБПТЭПУГПУЭПЦСНПЭУРР ГазпромР НОПРИЗР НОСТРОЙР НОСТРОЙ/НОПР РСКР СМНР-НП СРО ССКРазъяснениеРаспоряжениеРАФРБРГРДРД БГЕИРД БТРД ГМРД НИИКраностроенияРД РОСЭКРД РСКРД РТМРД СМАРД СМНРД ЭОРД-АПКРДИРДМРДМУРДПРДСРДТПРегламентРекомендацииРекомендацияРешениеРешение коллегииРКРМРМГРМДРМКРНДРНиПРПРРТОП ТЭРС ГАРСНРСТ РСФСРРСТ РСФСР ЭД1РТРТМРТПРУРуководствоРУЭСТОП ГАРЭГА РФРЭСНрСАСанитарные нормыСанитарные правилаСанПиНСборникСборник НТД к СНиПСборники ПВРСборники РСН МОСборники РСН ПНРСборники РСН ССРСборники ценСБЦПСДАСДАЭСДОССерияСЗКСНСН-РФСНиПСНиРСНККСНОРСНПСОСоглашениеСПСП АССП АЭССправочникСправочное пособие к ВСНСправочное пособие к СНиПСправочное пособие к СПСправочное пособие к ТЕРСправочное пособие к ТЕРрСРПССНССЦСТ ССФЖТСТ СЭВСТ ЦКБАСТ-НП СРОСТАСТКСТМСТНСТН ЦЭСТОСТО 030 НОСТРОЙСТО АСЧМСТО БДПСТО ВНИИСТСТО ГазпромСТО Газпром РДСТО ГГИСТО ГУ ГГИСТО ДД ХМАОСТО ДОКТОР БЕТОНСТО МАДИСТО МВИСТО МИСТО НААГСТО НАКССТО НКССТО НОПСТО НОСТРОЙСТО НОСТРОЙ/НОПСТО РЖДСТО РосГеоСТО РОСТЕХЭКСПЕРТИЗАСТО САСТО СМКСТО ФЦССТО ЦКТИСТО-ГК "Трансстрой"СТО-НСОПБСТПСТП ВНИИГСТП НИИЭССтП РМПСУПСССУРСУСНСЦНПРТВТЕТелеграммаТелетайпограммаТематическая подборкаТЕРТЕР Алтайский крайТЕР Белгородская областьТЕР Калининградской областиТЕР Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕР Краснодарского краяТЕР Мурманская областьТЕР Новосибирской областиТЕР Орловской областиТЕР Республика ДагестанТЕР Республика КарелияТЕР Ростовской областиТЕР Самарской областиТЕР Смоленской обл.ТЕР Ямало-Ненецкий автономный округТЕР Ярославской областиТЕРмТЕРм Алтайский крайТЕРм Белгородская областьТЕРм Воронежской областиТЕРм Калининградской областиТЕРм Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРм Мурманская областьТЕРм Республика ДагестанТЕРм Республика КарелияТЕРм Ямало-Ненецкий автономный округТЕРмрТЕРмр Алтайский крайТЕРмр Белгородская областьТЕРмр Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРмр Краснодарского краяТЕРмр Республика ДагестанТЕРмр Республика КарелияТЕРмр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРпТЕРп Алтайский крайТЕРп Белгородская областьТЕРп Калининградской областиТЕРп Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРп Краснодарского краяТЕРп Республика КарелияТЕРп Ямало-Ненецкий автономный округТЕРп Ярославской областиТЕРрТЕРр Алтайский крайТЕРр Белгородская областьТЕРр Калининградской областиТЕРр Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРр Краснодарского краяТЕРр Новосибирской областиТЕРр Омской областиТЕРр Орловской областиТЕРр Республика ДагестанТЕРр Республика КарелияТЕРр Ростовской областиТЕРр Рязанской областиТЕРр Самарской областиТЕРр Смоленской областиТЕРр Удмуртской РеспубликиТЕРр Ульяновской областиТЕРр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРррТЕРрр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРс Ямало-Ненецкий автономный округТЕРтр Ямало-Ненецкий автономный округТехнический каталогТехнический регламентТехнический регламент Таможенного союзаТехнический циркулярТехнологическая инструкцияТехнологическая картаТехнологические картыТехнологический регламентТИТИ РТИ РОТиповая инструкцияТиповая технологическая инструкцияТиповое положениеТиповой проектТиповые конструкцииТиповые материалы для проектированияТиповые проектные решенияТКТКБЯТМД Санкт-ПетербургТНПБТОИТОИ-РДТПТПРТРТР АВОКТР ЕАЭСТР ТСТРДТСНТСН МУТСН ПМСТСН РКТСН ЭКТСН ЭОТСНэ и ТЕРэТССЦТССЦ Алтайский крайТССЦ Белгородская областьТССЦ Воронежской областиТССЦ Карачаево-Черкесская РеспубликаТССЦ Ямало-Ненецкий автономный округТССЦпгТССЦпг Белгородская областьТСЦТСЦ Белгородская областьТСЦ Краснодарского краяТСЦ Орловской областиТСЦ Республика ДагестанТСЦ Республика КарелияТСЦ Ростовской областиТСЦ Ульяновской областиТСЦмТСЦО Ямало-Ненецкий автономный округТСЦп Калининградской областиТСЦПГ Ямало-Ненецкий автономный округТСЦэ Калининградской областиТСЭМТСЭМ Алтайский крайТСЭМ Белгородская областьТСЭМ Карачаево-Черкесская РеспубликаТСЭМ Ямало-Ненецкий автономный округТТТТКТТПТУТУ-газТУКТЭСНиЕР Воронежской областиТЭСНиЕРм Воронежской областиТЭСНиЕРрТЭСНиТЕРэУУ-СТУказУказаниеУказанияУКНУНУОУРврУРкрУРррУРСНУСНУТП БГЕИФАПФедеральный законФедеральный стандарт оценкиФЕРФЕРмФЕРмрФЕРпФЕРрФормаФорма ИГАСНФРФСНФССЦФССЦпгФСЭМФТС ЖТЦВЦенникЦИРВЦиркулярЦПИШифрЭксплуатационный циркулярЭРД
Показать все найденныеПоказать действующиеПоказать частично действующиеПоказать не действующиеПоказать проектыПоказать документы с неизвестным статусом
Упорядочить по номеру документаУпорядочить по дате введения

files.stroyinf.ru

Коэффициент уплотнения грунта

В проекте имеет место большой объем обратной засыпки котлована и насыпи при вертикальной планировке из привозных материалов. Коэффициент уплотнения грунта, щебня и песка КУПЛ— 0,98. Можно ли применять коэффициент перерасхода материалов в связи с уплотнением?

При устройстве насыпи, какой объем материала (грунта, песка, щебня) в плотном теле, или в рыхлом состоянии учитывать в единичной расценке?

Заказчик не принимает коэффициент перерасхода материала, ссылаясь на техническую часть к Сборнику № 1 «Земляные работы», в которой говорится о разработке грунта в плотном теле. В нашем случае насыпь.

Материалы завезены с нарушенной естественной плотностью.

Ответ:

Если для устройства вертикальной планировки и обратной засыпки котлованов подрядной организацией разрабатывается карьер (грунта, песка) с природной плотностью, то при устройстве насыпи следует принимать тот же объем, что и разработан в карьере с добавлением потерь грунта при перевозке в размере 0,5 - 1,5% в зависимости от вида транспорта, группы грунта и расстояния транспортирования. Коэффициент на уплотнение не применяется.

Коэффициент на уплотнение может быть применен только в тех случаях, если необходимая по проекту плотность грунта в насыпи превышает природную плотность грунта в карьере.

Если для устройства вертикальной планировки и обратной засыпки котлованов используется песок (дренирующий грунт) из промышленных карьеров, где цена и объемы устанавливаются, исходя из разрыхленного состояния песка, то необходимое количество песка для устройства насыпи определяется с применением соответствующего коэффициента на уплотнение в зависимости от требуемой проектом плотности песка.

Статья "Смета на строительство дома" - основные этапы строительства частного дома и составление сметы, учитывая каждый этап.Скачать готовую смету.

smetnoedelo.ru

Коэффициент уплотнения песка при трамбовке, обратной засыпке, таблица СНИП: уплотнение по объему, расход и запас на уплотнение песка

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.

dostavka-sheben-pesok.ru

Коэффициенты уплотнения сыпучих материалов для строительства

Сущность определения коэффициента уплотнения гравия, песка, щебня и керамзита можно кратко охарактеризовать следующим образом. Это величина, равная отношению плотности сыпучего стройматериала к его максимальной плотности.

Данный коэффициент для всех сыпучих тел различается. Его средняя величина для удобства пользования закреплена в нормативных актах, соблюдение которых обязательно для всех строительных работ. Поэтому, если потребуется, например, узнать, какой коэффициент уплотнения песка, достаточно будет просто заглянуть в ГОСТ и найти требуемое значение. Важное замечание: все величины, приведенные в нормативных актах, являются усредненными и могут изменяться в зависимости от условий транспортировки и хранения материала.

Необходимость учета коэффициента уплотнения обусловлена простым физическим явлением, знакомым практически каждому из нас. Для того чтобы понять сущность этого явления, достаточно вспомнить, как ведет себя вскопанная земля. Поначалу она рыхлая и достаточно объемная. Но если на эту землю взглянуть через несколько дней, то уже станет заметно, что грунт «осел» и уплотнился.

То же самое происходит и со строительными материалами. Сначала они лежат у поставщика в утрамбованном собственным весом состоянии, затем при погрузке происходит «взрыхление» и увеличение объема, а потом, после выгрузки на объекте, снова происходит естественная трамбовка собственным весом. Помимо массы, на материал будет воздействовать атмосфера, а точнее, ее влажность. Все эти факторы учтены в соответствующих ГОСТах.

Строительные материалы при длительном хранении уплотняются под собственным весом

Щебень, доставляемый автомобильным или железнодорожным транспортом, взвешивают на весах. При поставке водными видами транспорта вес высчитывается по осадке судна.

 

Как правильно пользоваться коэффициентом

Важным этапом любых строительных работ становится составление всех смет с обязательным учетом коэффициентов уплотнения сыпучих материалов. Это необходимо делать для того, чтобы заложить в проект правильное и необходимое количество стройматериалов и избежать их переизбытка или нехватки.

Как же правильно воспользоваться коэффициентом? Нет ничего проще. Например, для того, чтобы узнать, какой объем материала получится после утряски в кузове самосвала или в вагоне, необходимо найти в таблице требуемый коэффициент уплотнения грунта, песка или щебня и разделить на него закупленный объем продукции. А если требуется узнать объем материалов до перевозки, то надо будет произвести не деление, а умножение на соответствующий коэффициент. Допустим, если куплено у поставщика 40 кубометров щебня, то, значит, в процессе транспортировки это количество превратится в следующее: 40 / 1,15 = 34,4 кубометра.

Таблица коэффициентов уплотнения сыпучих строительных материалов
Вид материала Купл (коэффициент уплотнения)
ПГС (песчано-гравийная смесь) 1.2 (ГОСТ 7394-85)
Песок для строительных работ 1.15 (ГОСТ 7394-85)
Керамзит 1.15 (ГОСТ 9757-90)
Щебень (гравий) 1.1 (ГОСТ 8267-93)
Грунт 1.1-1.4 (по СНИП)
Все значения, приведенные в таблице, являются среднестатистическими и могут варьироваться в зависимости от конкретных условий доставки, хранения и состава материала.

 

Работы, связанные с полной цепочкой перемещения песчаных масс со дна карьера до строительной площадки, должны производиться с учетом относительного коэффициента запаса песка и грунта на уплотнение. Это величина, показывающая отношение весовой плотности твердой структуры песка к его весовой плотности на участке отгрузки поставщика. Чтобы определить необходимое количество песка, обеспечивающее запланированный объем, нужно этот объем умножить на коэффициент относительного уплотнения.

Помимо знания относительного коэффициента, приведенного в таблице, правильное использование ГОСТа подразумевает обязательный учет следующих факторов доставки песка на строительную площадку:

  • физические свойства и химический состав материала, присущие определенной местности;
  • условия перевозки;
  • учет климатических факторов в период доставки;
  • получение в лабораторных условиях величин максимальной плотности и оптимальной влажности.

Уплотнение песчаных оснований

Данный вид работ необходим при обратной засыпке. Например, это нужно после того, как установлен фундамент и теперь требуется заполнить грунтом или песком образовавшийся промежуток между внешним контуром конструкции и стенками котлована. Процесс производится с помощью специальных трамбовочных устройств. Коэффициент уплотнения песчаного основания равняется примерно 0,98.

Процесс уплотнения грунта трамбовочным устройством

Коэффициент для бетонных смесей

Бетонная смесь, как и любой другой строительный материал, монтируемый методом засыпания или заливки, требует дальнейшего уплотнения для получения необходимой плотности, а значит, и надежности конструкции. Бетон уплотняют вибраторами. Коэффициент уплотнения бетонной смеси при этом берется в пределах от 0,98 до 1.

taxi-pesok.ru

Коэффициент уплотнения щебня: СНИП, ГОСТ в дорожном строительстве и в смете

Щебень, как любой сыпучий материал, состоит из гранул неправильной формы. Именно различная форма зёрен позволяет его массе уплотняться и уменьшаться в объёме.

Процесс уплотнения происходит в двух случаях:

  • при транспортировке материала;
  • при ручной или механизированной трамбовке.

В основе этих операций лежит вибрационное воздействие, в результате которого гранулы разворачиваются и занимают более компактное положение по отношению к другим. При этом общий объём материала уменьшается, а плотность увеличивается. Отношение насыпного объёма щебня к уплотнённому называют коэффициентом уплотнения.

Какой коэффициент уплотнения у щебня?

Степень уплотнения при транспортировке зависит от дорожных условий — интенсивности вибрации кузова или вагона, а также длительности перевозки. Поскольку щебень продают не тоннами, а кубическими метрами, действующий ГОСТ устанавливает для перевозок предельный коэффициент уплотнения щебня, составляющий величину 1,1. Её обычно прописывают в договоре между поставщиком и покупателем.

Как правило, чтобы не было рекламаций, поставщики отгружают насыпной щебень в большем объёме, чем его требуется с учётом уплотнения в дороге с коэффициентом 1,1. Песок в СПб уплотняется лучше, чем щебень, его предельный Ку равен 1,15.

Покупатель, принимая щебень по объёму, может легко проверить, если ли недостача товара. Перемножив объём доставленного и уплотнённого в пути материала на коэффициент 1,1, он вычислит кубатуру отправленного насыпного щебня и сравнит её с оплаченной. Используя описываемый коэффициент и документацию на строительство, владелец строения сможет проконтролировать заказ щебня в объёме, исключающем напрасно оплачиваемые излишки.

Коэффициент уплотнения щебня должен быть заложен в смете любого строительного объекта с тем, чтобы объёмы закупаемого насыпного и уложенного с необходимым уплотнением в строительную конструкцию материалов соответствовали друг другу. В дорожном и гидротехническом строительстве коэффициент уплотнения щебня тщательно контролируется, несмотря на высокую стоимость исследований — ошибки на таких стройках недопустимы.

Как измерить коэффициент уплотнения щебня К

у?

Это можно сделать, изготовив широкую ёмкость, например, размерами 1000х1000х400. Если заполнить её до краёв щебнем, уплотнить его ручной трамбовкой или виброплитой, а затем разделить 400 л (объём насыпного щебня в полном ящике) на измеренный объём материала после трамбовки, то получится коэффициент уплотнения щебня.

На практике пользуются специальной установкой, представляющей цилиндрический контейнер ёмкостью 50 л, оснащённый крышкой с вибропоршнем и установленный на вибростол. Частное от деления двух объёмов исследуемого материала — до и после вибрационного воздействия — даст искомый коэффициент.

При отсутствии данных можно воспользоваться значениями коэффициента уплотнения щебня фракций 40-70 и 70-120, указанные в СНиП 3.06.03-85. Там приводятся величины Ку для щебня прочностью не менее М800 (1,25-1,3) и прочностью М300-М600 (1,3-1,5). Менее прочный щебень трамбуется более плотно, что является следствием его частичного разрушения при больших механо-вибрационных нагрузках.

Особенности уплотнения щебня

Известно, что реальный коэффициент уплотнения щебня может составлять от 1,05 до 1,52. Кроме уже названных, существует ещё несколько факторов, от которых зависит эта величина:

  • степень прочности зёрен — гранит и известняк уплотняются по-разному;
  • наличие в партии зёрен мелкой фракции в большей концентрации, чем допускает норматив — мелкий щебень расклинивает крупный, Ку увеличивается;
  • высота, с какой выполняется засыпка или загрузка;
  • неправильная трамбовка, если её выполняют только по верхнему, а не по всем слоям, включая лежащие ниже;
  • лещадность щебня — кубовидный щебень уплотняется лучше, чем лещадный.

Контроль коэффициента уплотнения щебня — один из эффективных способов технологичного управления стройкой.

dostavka-sheben-pesok.ru


эксперты Главгосэкспертизы разъяснили методику расчета объемов привозного грунта

В проектно-строительной практике к «земляным» относят все виды работ, связанные с выемкой, отсыпкой и перемещением грунта, в том числе при устройстве котлованов, насыпей, траншей при строительстве зданий и сооружений, прокладке дорог и различных коммуникаций. И, хотя в российском законодательстве понятие «земляных работ» нормативно не определено, точность учета объемов инертных материалов при их производстве имеет крайне важное значение - как для корректного составления сметы, так и для определения сроков и эффективности реализации проектов.

Как отмечают эксперты Главгосэкспертизы России, у строителей и проектировщиков нередко возникают трудности, связанные с применением коэффициентов относительного уплотнения перемещаемого грунта, а также с определением объема земляных работ при составлении сметной документации.

Отвечая на вопросы, поступающие на портал Главгосэкспертизы России, начальник Управления сметного нормирования ведомства Андрей Савенков разъяснил, как правильно определить объем привозного грунта в разрыхленном состоянии, который используется для обратной засыпки котлованов, пазух, устройства насыпи при вертикальной планировке и в иных случаях.

- В соответствии с пунктом 35 Методики определения сметной стоимости строительства, реконструкции, капитального ремонта, сноса объектов капитального строительства, работ по сохранению объектов культурного наследия (памятников истории и культуры) народов Российской Федерации на территории Российской Федерации, утвержденной приказом Минстроя России от 4 августа 2020 года № 421/пр, сметные расчеты разрабатываются на основании проектной и (или) иной технической документации, ведомостей объемов работ с указанием их наименований, единиц измерения и количества, ссылок на чертежи и спецификации, расчета объемов работ и расхода материальных ресурсов (с приведением формул расчета), а также иных исходных данных, необходимых для определения сметной стоимости строительства.

Согласно СП 45.13330.2017. Свод правил. Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87, утвержденному и введенному в действие приказом Минстроя России
от 27 февраля 2017 года № 125/пр, коэффициент уплотнения грунта принимается на основании проектных данных.

Объем земляных работ при составлении сметной документации на обратных засыпках в котлованах, траншеях, дренажах и других сооружениях исчисляется по проектному геометрическому объему грунта в насыпи или в ином конструктивном элементе с учетом значения коэффициента относительного уплотнения.

В соответствии с действующей редакцией сметных норм ГЭСН 81-02-01-2020 - а именно пунктом 1.1.9 раздела I «Общие положения» «Сборника 1. Земляные работы», массу транспортируемого грунта следует принимать по приложению 1.1, а при отклонении показателей средней плотности грунта от приведенной в приложении 1.1 более чем на 5 % – по данным инженерно-геологических изысканий.

При этом объем грунта, подлежащего вывозу автомобильным транспортом, исчисляется по проектным размерам. А объем грунта, подлежащий доставке автотранспортом на объект для засыпки пазух, подсыпки под полы или в насыпь вертикальной планировки, исчисляется по проектным размерам с добавлением на потери:

при транспортировании автотранспортом на расстояние до 1 км – 0,5 %;

при транспортировании автотранспортом на расстояние более 1 км – 1,0 %.

В случаях перемещения грунта бульдозерами по основанию, сложенному грунтом другого типа погрешность на потери составляет:

при обратной засыпке траншей и котлованов – 1,5 %;

при укладке в насыпи – 2,5 %.

Таким образом, объем привозного грунта (в разрыхленном состоянии) для обратных засыпок в котлованах, траншеях, дренажах и других сооружениях необходимо определять по геометрическому объему с учетом коэффициентов уплотнения, а также исчисления потерь при транспортировке грунтов.

Приведу расчет потребности на примере песка при обратной засыпке пазух бульдозером. По проекту, объем работ при обратной засыпке пазух составляет 1000 куб.м песка. Коэффициент уплотнения предусмотренный проектом равен Купл.= 0,95. Транспортировка песка осуществляется на расстояние более 1 км. Потребность в песке составит:

1000/0,95*1,01*1,015=1079 куб.м,

где: 1000 куб.м – проектный объем песка для обратной засыпки котлована;

0,95 – коэффициент уплотнения, принятый на основании проектных данных;

1,01 – 1,0 % потери при транспортировке песка на расстояние более
1 км;

1,015 – 1,5 % потери при перемещении песка бульдозером
по основанию, сложенному грунтом другого типа.

Обратная засыпка грунта в Санкт-Петербурге, засыпка фундамента, траншей и котлованов / «ЛТС Экспресс»

Укладка грунта в траншею или котлован, откуда он был изначально извлечен, называется обратной засыпкой. Она производится после выполнения работ по закладке и гидроизоляции фундамента, строительству цоколя. Нельзя осуществлять засыпку до того, как бетон полностью затвердеет, поскольку возведенные конструкции нулевого цикла могут не выдержать нагрузки. Некоторые строительные организации не считают нужным соблюдать технологию, аргументируя свои действия незначительным давлением засыпаемого в пазухи цокольных стен грунта на фундамент постройки. Тем не менее, бетонное основание может не выдержать нагрузки и со временем потерять свои несущие свойства. Поэтому обратную засыпку следует производить только после окончательного затвердевания бетонной смеси.

Еще одна из распространенных ошибок строителей – засыпка конструкции песком. Этот материал отличается по показателям плотности и влажности от грунта. Коэффициент уплотнения песка может не соответствовать норме (около 0,95). В связи с этим рекомендуется использовать в качестве засыпки первоначальный грунт, имеющий оптимальную плотность и влажность в своем естественном состоянии. Обратную засыпку фундамента нельзя исключить из перечня обязательных видов строительных работ.Процесс засыпки осуществляется в несколько этапов, которые определяются типом грунта и техническими средствами. Песчаный грунт должен иметь максимальную высоту слоя 0,7 м, глиняный – 0,5 м, при этом утрамбовка каждого слоя происходит с помощью специальных машин.

В компании «ЛТС Экспресс» не допускают ошибок при производстве работ по обратной засыпке, а специальная техника, применяемая для утрамбовки, отвечает всем требованиям качества. Доверив специалистам выполнение мероприятий по укладке грунта в котлован, заказчик может быть уверен в эффективности конечного результата при небольших затратах средств и времени.

Более подробную информацию вы можете получить у наших специалистов по телефонам:  +7 (921) 954-40-54 (Константин), +7 (921) 576-89-57 (Роман).


Земляные работы спецтехникой - уплотнение грунта под ключ

Механическое воздействие на грунт с целью достижения проектной степени уплотнения, является необходимым условием обеспечения проектной долговечности земляных сооружений – дамб, плотин, насыпей железных дорог и автомобильных магистралей, нормальной эксплуатации отмостки зданий и сооружений, а также дорожных покрытий, выполненных поверх обратной засыпки фундаментов и траншей инженерных сетей.

Зачем нужно уплотнять грунт и как измерить результаты его уплотнения

Уплотнение производится для вытеснения из насыпного грунта газообразной (воздуха) и жидкой (вода) фракции и с целью достижения проектных физико-механических характеристик, что позволит достичь естественной плотности грунта и исключить возможность просадки земляных сооружений в период эксплуатации. Уплотненный грунт при оптимальной для каждого вида грунта влажности содержит до 5% воздуха, что приводит к повышению его прочности, снижению величины показателей фильтрационной способности и сжимаемости.

Для определения качества работ по повышению плотности грунта в земляном сооружении используется безразмерный показатель – коэффициент уплотнения грунта, величина которого указывается проектировщиками в рабочих чертежах. Этот коэффициент показывает отношение достигнутой на стройплощадке в результате уплотнения фактической плотности грунта к плотности его скелета, т.е. к максимальной плотности при оптимальной влажности, определенной в лабораторных условиях. Таким образом, в идеальном случае коэффициент уплотнения грунта должен быть равен 1,0, однако на практике эта величина варьируется в зависимости от вида грунта и назначения земляного сооружения в пределах от 0,96 до 0,98.

Техника для уплотнения грунтов

Наиболее распространенными механизмами, предназначенными для уплотнения грунтов на современной стройплощадке, являются самоходные одновальцовые виброкатки, имеющие шарнирное сочленение с одноосным тягачом на пневмоколесном ходу, у которых в качестве рабочего органа используются либо кулачковые (для связных грунтов), либо гладкие (для несвязных и малосвязных, в т.ч. скальных грунтов) вальцы.

В мире более 20 компаний из Германии, Швеции, Японии, Китая выпускают длинный модельный ряд механизмов для виброуплотнения грунтов, начиная с небольшого, используемого при незначительных объемах уплотнения и для работы в стесненных условиях шведского катка Volvo SD25D, весом 2,5 тн, с мощностью двигателя 33 кВт и гладким вальцом шириной 1,067 м и диаметром 0,787 м и заканчивая высокопроизводительным немецким виброкатком Hamm 3625HT, весом 24,8 тн, который приводится в действие двигателем мощностью 174 кВт, а рабочим органом является кулачковый валец шириной 2,22 м и диаметром 1,6 м.

Различаются эти модели и параметрами виброустановок – амплитудой колебания, частотой вибрации, силой вибрации, поэтому конкретная толщина уплотняемого слоя и количество проходок по одной полосе определяются проектом производства работ в зависимости от технических характеристик механизма, вида грунта, его физико-механических показателей и влажности. В местах, где использование виброкатка может привести к разрушению конструктивных элементов земляного сооружения (например, водопропускных сооружений, предназначенных для прохода под насыпью речки или ручья), рекомендуется применение виброплиты весом до 500 кг, которая позволит выполнить необходимые работы без риска повреждения железобетонных конструкций.

Основные принципы технологии уплотнения грунта

Одним из основных показателей надежности и долговечности земляного сооружения является безразмерный коэффициент уплотнения грунта. Его величина устанавливается проектом в зависимости от назначения сооружения и механических характеристик грунта. Для достижения требуемой плотности по всей толщине насыпи, уплотнение производится послойно, с толщиной каждого слоя 25- 30 см. При этом виброкаток должен пройти по поверхности каждого слоя 10 – 15 раз. Толщина слоя и количество проходок по одной полосе определяется проектом производства земляных работ в зависимости от веса катка, амплитуды и частоты его вибрации, а также гранулометрического состава грунта и его влажности.

Граница первоначальной проходки виброкатка должна отстоять от бровки насыпи на 2,0 м. Последующие проходки идут в сторону бровки и перекрывают уже выполненные на 1/3 ширины вальца. После того как слой шириной 2 м частично уплотнен первой проходкой виброкатка, механизм переходит на другую часть насыпи, где в такой же последовательности производит уплотнение одного слоя грунта по всей ширине насыпи. Когда виброкаток выполнил первую проходку по всей ширине насыпи, производится вторая и последующие проходки, технология которых аналогична первой. Когда виброкаток совершит проектное количество проходок, грунтовая лаборатория определяет коэффициент уплотнения слоя грунта и если он соответствует проектной величине, делается вывод о возможности отсыпки и уплотнения последующего слоя.

Отсыпка земляных сооружений и уплотнение в них грунта может производиться и в зимних условиях, однако в этом случае при производстве работ необходимо использовать талый грунт. Для этого проектом производства земляных работ разрабатывается комплекс мероприятий, среди которых:

  • повышение отметки сезонного промерзания грунтов за счет прогрева карьера;
  • утепление и оборудование самосвалов, перевозящих грунт, кузовами, которые обогреваются выхлопными газами;
  • выбор марок землеройной техники и виброкатков, позволяющих ограничить время отсыпки, укладки и уплотнения грунта до момента его замерзания;
  • снижение площади захваток, на которой выполняются земляные работы в зимних условиях до размеров, позволяющих закончить работы по отсыпке, укладке и уплотнению были закончены до момента смерзания грунта.

Технология работ по уплотнению грунтов от сезона не зависит и остается неизменной, так же, как и проектная плотность грунта в земляном сооружении.

Компания «Garnet Group» из Одессы предлагает устройство насыпей и земляного полотна «под ключ», с грунтом, уплотненным до состояния, предусмотренного проектом и подтвержденного результатами лабораторных испытаний. Земляные работы компанией выполняются на стройках Одесской области, но при значительных объемах «Garnet Group» готова рассмотреть возможность реализации проекта и в любом регионе Украины.


Оставить заявку на консультацию по устройству или стоимости уплотнения грунта

Уплотнение грунта и его преимущества

Качество и долговечность постройки здания зависит от того, на каком фундаменте оно построено. Здание оказывает давление на фундамент, вследствие чего фундамент передает нагрузку на почву. Вот почему уплотнение почвы так важно в:

  • трубопроводных траншеях
  • засыпке вокруг фундаментов зданий
  • строительстве мостов
  • строительстве плотин и дамб
  • уплотнении балласта железнодорожного полотна
  • проектах связанных с строительством дорог

и во многих других строительных работах. Все вибрационное оборудование, от небольших, легких ручных вибротрамбовок до самоходных виброплит, которое весит несколько тонн, оказывает давление на рыхлую почву, состоящую в основном из твердых частиц и определенного процента пустот, которые могут быть заполнены воздухом или водой. Цель трамбования заключается в перемещении частиц почвы таким образом, чтобы максимально уменьшить пустоты. Таким образом, трамбование является процессом уплотнения почвы с помощью специального оборудования, при котором уменьшаются или минимизируются пустоты. Уплотняя почву, ее плотность увеличивается, одновременно улучшая ряд ее свойств. 

Преимущества, полученные из уплотнения почвы

Новые здания – это новые нагрузки на почву. Эти нагрузки должны поддерживаться почвой. Все строительные работы нарушают положение естественной почвы на месте. Резка, раскопки, выравнивание и т. д. все ослабляют почву; воздух попадает в образовавшиеся пространства, почва увеличивается по объему и падает ее объемный вес (плотность). В качестве основы или подконструкции, например, на дорогах, автостоянках, промышленных зданиях и т. д. или в качестве фундамента или обратной засыпки в случае строительства в целом, засыпки должны быть не только размещены в слоях, но и механически уплотнены.

Благодаря уплотнению, то есть в результате более высокой плотности грунта, могут быть достигнуты следующие преимущества:

Повышенная несущая способность(Рис.1)

Воздушные и водяные пузырьки в почве ослабляют ее, так что большая нагрузка приводит к образованию комков.

Механическое уплотнение локализует частицы грунта друг с другом, тем самым уменьшая процентное содержание воздушных пустот и приводя к значительно более высокой плотности.  Более высокие нагрузки могут переноситься почвой, поскольку в гранулированном скелете достигнуто лучшее распределение силы - большее число точек контакта частиц и увеличенная прочность на сдвиг с последующим увеличением мощности нагрузки.

                                                                     

 

Улучшенная стабильность(Рис.2)

Если здание построено на неровной или не уплотненной почве, статическая нагрузка заставляет почву погружаться, в результате чего здание подвергается деформационным силам. Например, если почва больше опускается с одной стороны или одного угла здания, чем в других местах в результате неравномерного уплотнения, здание будет подвергаться дополнительному давлению. Такое давление не учитывается в статическом плане и поэтому часто приводит к повреждению.

                                                                      

Уменьшение усадки грунта (Рис.3)

Если присутствуют воздушные пустоты, вода может проникать в почву для заполнения пустот. Результатом будет процесс набухания почвы во время влажных периодов и процесс усадки в сухие сезоны.

                                                                      

 

Уменьшение пористости (Рис.4)

Водопроницаемость почвы определяется коэффициентом проницаемости Kf. Этот коэффициент зависит главным образом от распределения размера зерна (размера частиц) рассматриваемого грунта и степени его уплотнения (компактности), например, процент пустот. Хорошо уплотненный грунт позволяет уменьшить количество просачиваемой воды до нуля. Таким образом, поток воды и дренаж могут быть взяты под контроль.

                                                                              

Снижение оседания грунта (Рис.5)

При замораживании вода расширяется и увеличивается в объеме (например, в морозильной камере). Этот процесс часто вызывает взламывание тротуаров и растрескивание напольных плит, полов и иногда стен.

                                                                

Резюме

Любая почва, естественное положение которой нарушено путем зачистки, выемки, сортировки или траншей, должна быть уплотнена. Путем уплотнения рыхлой почвы можно достичь равномерного, стабильного и практически без пустоты состояния этой почвы, одновременно улучшая некоторые ее физические свойства. Земляные работы со строительным материалом «почва» встречаются в большинстве отраслей строительства, играя решающую роль в таких работах, как строительство дорог, каналов, водных путей, фундаментов, железных дорог, тоннелей, а также в местах с ограниченной территорией, таких как засыпка траншеи, бордюры и водостоки, опоры для мостов, плиточные работы, подъездные пути, тротуары и др. Земляные работы, в сочетании с правильным и хорошо реализованным уплотнением почвы, также составляют основу для прочных, износостойких и устойчивых конструкций из стали, бетона, кирпичной кладки, дерева и т. д. в жилом, коммерческом и промышленном строительстве.

Обратная засыпка и уплотнение грунта (СНиП 3.02.01-87) | Станки для шлакоблоков

Операции, подлежащие контролю качества при производстве работ, представлены в табл. 8.5.

Таблица 8.5

Контроль качества производства работ

Кто контро­лирует

Мастер или прораб

Операции,

подлежащие

контролю

Подготовительные работы

Производство

работ

Приемка работ

Состав кон­троля

1. Контроль очистки засы­паемых пазух от мусора, снега и льда.

2. Контроль физико­механических характери­стик засыпаемого грунта.

3. Контроль выполнения изолированных поверхно­стей конструкций

1. Контроль послойно­го уплотнения (п. 2 схемы).

2. Контроль однород­ности засыпаемого грунта.

3. Распределение круп­ных твердых включе­ний (п. 8 схемы)

Плотность

засыпанного

грунта

Сроки

контроля

До обратной засыпки

В процессе производ­ства работ

После произ­водства работ

Способ

контроля

Визуальный, лаборатор­ный

Визуальный

Лабораторный

Кто привле­кается к про­верке

Лаборант

Технадзор, ла­боратория

1. Грунт засыпки пазух котлованов, служащий для фундаментов под оборудование, полы и отмостки, должен уплотняться. Плотность грунта устанавливается проектом (рис. 8.5).

Рис. 8.5. Обратная засыпка и уплотнение грунта

2. Уплотнение грунтов обратных засыпок должно выполняться по­слойно. Толщина уплотняемых слоев назначается проектом.

3. Уплотнение связных грунтов насыпей и обратных засыпок следу­ет выполнять катками на пневматических шинах, кулачковыми и решетча­тыми, трамбующими и вибротрамбующими машинами; несвязных грунтов — вибрационными и вибротрамбующими машинами и катками на пневма­тических шинах. При этом каждый уплотняющий проход должен перекры­вать след предыдущего на 0,1 — 0,2 м

4. В местах, труднодоступных для качественного механического уп­лотнения, обратную засыпку следует производить малосжимаемыми грун­тами (пп. 4; 5).

5. Обратную засыпку траншей, на которые не передаются дополни­тельные нагрузки, кроме веса грунта, можно выполнять без уплотнения, но с отсыпкой земляного валика, по объему равного последующей естествен­ной усадке грунта.

6. Обратная засыпка траншей и котлованов на участках пересечения с существующими дорогами, проездами, площадями и др. должна выпол­няться на всю глубину малосжимаемыми грунтами (песок, галечник, гра­вий, отсевы щебня и пр.), послойным тщательным уплотнением.

7. Содержание мерзлых комьев в насыпях (кроме гидротехнических) и обратных засыпках от общего объема отсыпаемого грунта не должно превышать:

а) для наружных пазух зданий и верхних зон траншей с уложенными

коммуникациями 20 %;

б) для насыпей, уплотняемых катками 20 %;

в) для насыпей, уплотняемых трамбованием 30 %;

г) для насыпей, возводимых без уплотнения 50 %;

д) для насыпей и подсыпок внутри здания не допускается;

е) для грунтовых подушек 15 %.

8. размер твердых включений, в т. ч. мерзлых комьев, в насыпях и обратных засыпках на должен превышать 2/3 толщины уплотняемого слоя, но не свыше 15 см грунтовых подушек и 30 см для прочих насыпей и об­ратных засыпок, последние должны быть равномерно распределены в от­сыпаемом грунте и расположены не ближе 0,2 м от изолированных конст­рукций, а мерзлые комья — не ближе 1 м от откола насыпи.

9. Наличие снега и льда в насыпях, обратных засыпках и их основа­ниях не допускается.

10. Траншеи, разработанные в зимнее время, засыпать немедленно после укладки труб, не допуская повреждения их изоляции.

11. Для уплотнения грунта в зимних условиях применять преимущест­венно машины или плиты тяжелого типа, позволяющие производить работы на коротком фронте работ и при значительной толщине уплотняемых слоев.

12. В проекте должны быть указаны типы и физико-механические характеристики грунтов, предназначенных для возведения насыпей и уст­ройстве обратных засыпок и специальные требования к ним, требуемая степень уплотнения, границы частой насыпи, возводимых из грунтов с разными физико-механическими характеристиками.

6 ВИДОВ ЗАЛИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

В строительстве используются различные виды засыпных материалов. Ниже описываются широко используемые материалы для засыпки с указанием их технических свойств.

1. Грунт крупнозернистый

Крупнозернистые почвы включают гравийные и песчаные почвы и варьируются от глинистых песков ( SC ) до хорошо гранулированных гравий гравийно-песчаных смесей ( GW ) с небольшими мелкими частицами или без них.Они будут демонстрировать небольшую пластичность или ее отсутствие. Все хорошо отсортированные грунты, попадающие в эту категорию, обладают довольно хорошими характеристиками уплотнения и при надлежащем уплотнении обеспечивают хорошую засыпку и поддержку фундамента.

(a) Одна трудность, которая может возникнуть с почвами этой категории, будет заключаться в получении хорошего уплотнения плохо гранулированных песков и гравия. Эти плохо сортированные материалы могут потребовать насыщения с нисходящим дренажем и уплотнения с большим усилием уплотнения для достижения достаточно высоких плотностей.Кроме того, требуется тщательный контроль содержания воды, если ил присутствует в значительных количествах. Крупнозернистые материалы, уплотненные до низкой относительной плотности, при насыщении подвержены разжижению при динамических нагрузках.

(b) Для песков и гравийных песков с небольшим количеством мелких частиц или без них хорошее уплотнение может быть достигнуто либо в высушенных воздухом, либо в насыщенных условиях. Нисходящий дренаж необходим для поддержания фильтрационных сил в нисходящем направлении, если насыщение используется для облегчения уплотнения.

Можно рассмотреть экономичность добавления цемента для стабилизации влажных чистых песков, которые особенно трудно уплотнять в узких замкнутых пространствах. Однако добавление цемента может создавать зоны с большей жесткостью, чем необработанная прилегающая засыпка, и образовывать «твердые пятна», приводящие к неравномерным напряжениям и деформациям в конструкции.

(c) Несвязные материалы хорошо подходят для размещения в ограниченных пространствах, прилегающих к конструкциям и вокруг них, где использование тяжелого оборудования не допускается, а также под и вокруг конструкций неправильной формы, таких как туннели, водопропускные трубы, инженерные сети и резервуары.Чистые, гранулированные, хорошо сортированные материалы, имеющие максимальный размер 1 дюйм, при этом 95 процентов проходят через сито № 4 и 5 процентов или меньше проходят через сито № 200, отлично подходят для использования в этих зонах. Однако существует опасность создания зон, в которых просачивающаяся вода может накапливаться и насыщать соседние связные почвы, что приводит к нежелательному уплотнению или набуханию. В таких случаях необходимы условия для слива гранулированной засыпки, герметизации поверхности и отвода поверхностной воды от конструкции.

2. Мелкозернистые грунты низкой и средней пластичности

В органических глинах ( CL ) низкой и средней пластичности (гравийные, песчаные или алевритистые и тощие глины) и неорганических илах и очень мелких песках ( ML ) низкой пластичности (алевритовые или глинистые мелкие пески и глинистые илы ) включены в эту категорию. Неорганические глины относительно непроницаемы и могут быть довольно легко уплотнены с помощью тяжелого оборудования для уплотнения, чтобы обеспечить хорошую стабильную засыпку.

Грунты группы CL могут быть уплотнены на ограниченных территориях до довольно высокой степени уплотнения при надлежащем содержании воды и контроле толщины подъема.Глинистые пески группы SC и глинистые илы группы ML могут быть уплотнены до довольно высокой плотности, но тщательный контроль содержания воды необходим, а иногда и критически важен, особенно на влажной стороне оптимального содержания воды. Некоторые грунты ML, уплотненные на сухой стороне оптимума, могут потерять значительную прочность при насыщении после уплотнения. Может произойти значительное урегулирование.

Поэтому следует проявлять осторожность при использовании таких грунтов в качестве засыпки, особенно ниже уровня грунтовых вод.Кроме того, насыщенные ML почвы, вероятно, будут очень восприимчивы к разжижению при динамической нагрузке. Если такие грунты используются в качестве засыпки в сейсмоопасных районах, следует проводить лабораторные испытания для определения их способности к разжижению.

3. Камень

Пригодность породы в качестве материала для засыпки сильно зависит от градации и твердости частиц породы. Количество твердых пород, извлеченных на большинстве участков подземных сооружений, относительно невелико, но отдельные несвязные материалы может быть трудно найти или они могут быть дорогими.Следовательно, извлеченная твердая порода может использоваться для дробильной обработки и использоваться в качестве отобранного несвязного материала.

4. Сланец

Хотя сланцы обычно называют горными породами, тенденция некоторых сланцев к разрушению под тяжелым уплотнительным оборудованием и гашению при воздействии воздуха или воды после размещения требует особого внимания.

(a) Некоторые мягкие сланцы разрушаются под воздействием тяжелого оборудования для уплотнения, в результате чего материал после уплотнения приобретает совершенно иные свойства, чем до уплотнения.Этот факт следует осознавать перед тем, как использовать этот тип материала для засыпки. Установление надлежащих критериев уплотнения может потребовать, чтобы подрядчик построил пробную засыпку и изменил содержание воды, толщину подъема и количество покрытий с помощью оборудования, предлагаемого для использования в операции засыпки. Этот тип засыпки может использоваться только в неограниченных открытых зонах, где может работать тяжелая буксируемая или самоходная техника.

(b) Некоторые сланцы имеют тенденцию к разрушению или гашению при контакте с воздухом.Другие сланцы, которые при выемке кажутся каменными, размягчаются или гашатся и портятся при намокании после размещения в качестве каменной наброски. Чередование циклов смачивания и сушки увеличивает процесс гашения. Степень разрушения материала определяет способ обращения с ним как засыпным материалом. Если материал полностью разлагается на составляющие частицы или мелкие стружки и хлопья, его следует рассматривать как подобный почве материал с характеристиками свойств, аналогичными материалам ML, CL или CH, в зависимости от неповрежденного состава исходного материала.Полному разложению можно способствовать попеременным смачиванием, сушкой и диском материала перед уплотнением.

5. Маржинальные материалы

Краевые материалы - это материалы, которые из-за их плохого уплотнения, уплотнения или набухания обычно не использовались бы в качестве засыпки, если бы источники подходящего материала были доступны. К маргинальным материалам относятся высокопластичные мелкозернистые почвы и экспансивные глины. Решение об использовании маржинальных материалов должно быть основано на экономических соображениях и соображениях энергосбережения и должно включать в себя стоимость получения подходящего материала, будь то из удаленного участка или из коммерческих источников, возможные затраты на аварийный ремонт, вызванные использованием маржинального материала, и дополнительные затраты, связанные с обработка, размещение и адекватное уплотнение маргинального материала.

(a) Мелкозернистые высокопластичные материалы плохо подходят для засыпки из-за трудностей в обращении, контроле содержания воды и уплотнении. Содержание воды в высокопластичных мелкозернистых почвах имеет решающее значение для надлежащего уплотнения, и его очень трудно контролировать в поле с помощью аэрации или увлажнения. Кроме того, такие почвы гораздо более сжимаемы, чем менее пластичные и крупнозернистые; прочность на сдвиг и, следовательно, давление грунта могут колебаться в широких пределах при изменении содержания воды; а в холодном климате мороз будет происходить на мелкозернистых почвах, которые не дренируются должным образом.Единственный тип почвы в этой категории, который можно считать подходящим для засыпки, - это неорганическая глина (CH). Следует избегать использования грунтов CH на закрытых территориях, если требуется высокая степень уплотнения, чтобы минимизировать оседание засыпки или обеспечить высокий модуль сжатия.

(b) Характеристики набухания (и усадки) расширяющейся глины зависят от типа глинистого минерала, присутствующего в почве, процентного содержания этого глинистого минерала и изменения содержания воды. Активные глинистые минералы включают монтмориллонит, смешанные слои монтмориллонита и других глинистых минералов, а также при некоторых условиях хлориты и вермикулиты.

Проблемы могут возникать из-за подъема грунтовых вод, просачивания, утечки или устранения испарения с поверхности, которые могут увеличивать или уменьшать содержание воды в уплотненной почве и приводить к тенденции к расширению или сжатию. Если создаваемое давление набухания превышает сдерживающее давление, произойдет вспучивание, которое может вызвать структурное повреждение. Уплотнение на влажной стороне с оптимальным содержанием влаги приведет к меньшим величинам набухания и давления набухания. Расширяющиеся глины со значительным увеличением объема не должны использоваться в качестве засыпки там, где может существовать возможность повреждения конструкции.Пригодность должна быть основана на лабораторных испытаниях на набухание.

(c) Добавки, такие как гашеная известь, негашеная известь и летучая зола, могут быть смешаны с некоторыми высокопластичными глинами для улучшения их технических характеристик и разрешения использования некоторых материалов, которые в противном случае были бы неприемлемыми. Гашеную известь также можно смешивать с некоторыми расширяющимися глинами, чтобы уменьшить их характеристики набухания.

Необходимо провести лабораторные испытания для определения количества добавки, которое следует использовать, и характеристик материала обратной засыпки в результате использования добавки.Из-за сложности систем почвенных добавок и почти полной эмпирической природы современного состояния техники, пробные смеси должны проверяться в полевых условиях путем пробных заливок.

6. Побочные коммерческие продукты

Использование коммерческих побочных продуктов, таких как печной шлак или летучая зола, в качестве материала для засыпки, может быть выгодным, если такие продукты доступны на местном уровне и где невозможно найти подходящие природные материалы. Летучая зола использовалась в качестве легкой засыпки за стеной высотой 25 футов и в качестве добавки к высокопластичной глине.Пригодность этих материалов будет зависеть от желаемых характеристик засыпки и технических характеристик продуктов.

Засыпка траншей и других земляных работ

Обратная засыпка - это процесс засыпки почвы обратно в траншею или фундамент после выемки грунта, и соответствующие работы уже завершены. Процесс обратной засыпки требует навыков и тяжелого оборудования, а также знания спецификаций, требований контракта и условий почвы.Каждый участок почвы обладает уникальными характеристиками, поэтому для обеспечения оптимальных характеристик требуются различные методы строительства.

Кроме того, бригады обратной засыпки должны позаботиться о предотвращении ударных нагрузок на любой трубопровод, вал, конструкцию, кабели или другие заглубленные элементы при укладке и уплотнении засыпки. Существует несколько распространенных методов засыпки и уплотнения засыпки. Заполнение и уплотнение траншей для инженерных коммуникаций требует особого внимания.

Уплотнение в траншеях

После засыпки грунта в траншею сыпучий материал уплотняется с помощью некоторых механических средств, таких как уплотнитель, экскаватор или уплотнитель типа «прыгающий домкрат».В качестве общего правила грунт должен быть уплотнен, по крайней мере, до минимального процента от максимальной плотности в сухом состоянии, как определено ASTM D698 Method A (Standard Proctor).

Почву обычно засыпают слоями или подъемами. Подъем грунта будет зависеть от характера засыпки и используемого уплотнительного оборудования. В процессе уплотнения может быть добавлена ​​вода для облегчения уплотнения. Общий процесс состоит из трех этапов, которые повторяются до тех пор, пока засыпка не достигнет уровня класса:

  1. Засыпка слоями от 4 до 6 дюймов с использованием неорганического наполнителя, не содержащего мусора
  2. Компактный с 1000-фунтовым уплотнителем или, при необходимости,
  3. Тщательно полить

Гидравлическая очистка

Водоструйная очистка - это метод обратной засыпки, который не требует механического уплотнения.Вместо этого засыпка уплотняется водой под давлением, подаваемой на дно засыпки с помощью зонда. Гидравлическая очистка рекомендуется для песчаных или песчаных почв или с сильно трещиноватым основанием. Он не подходит для пластичных или тяжелых глинистых почв.

При использовании струйной техники вы качаете воду под давлением и используете силу струи воды для перемещения подстилки или материала обратной засыпки. Как и в случае любой обратной засыпки, материал следует укладывать медленно и с помощью подъемников. После того, как вода внесена, ей дают стечь с почвы для улучшения уплотнения.Из-за смешивания воды и почвы бригады должны принять превентивные меры для удержания воды, наполненной отложениями, и предотвращения ее попадания в канализацию и водотоки, в соответствии с Руководством EPA.

Текучий наполнитель

Обратная засыпка также может выполняться с использованием текучей засыпки, цементного материала с низким водоцементным соотношением, который доставляется на строительную площадку грузовиком для смешивания готовой смеси. Как правило, инженерный трубопровод или другое оборудование в траншее сначала покрывается заполнителем, а затем текучая засыпка помещается в траншею прямо из грузовика, как обычный бетон.Агрегат, окружающий трубу, обеспечивает более легкий доступ к трубе для будущего ремонта. Одной из проблем при использовании текучей заливки является ее текучесть. Подрядчики должны удерживать или блокировать насыпь, чтобы предотвратить ее попадание в другие участки траншеи.

Засыпка траншеи инженерных коммуникаций

Обратная засыпка траншей, в которых проходят инженерные коммуникации, требует особых методов и соображений. Стандартные рекомендации включают:

  • Засыпка траншей и земляных работ сразу после укладки трубы, если не предусмотрена или указана другая защита.
  • Выберите и уложите материалы для засыпки, уделяя особое внимание безопасности труб в будущем.
  • Заполните нижнюю часть траншеи, положив утвержденную засыпку и подстилочный материал слоями максимальной толщиной 6 дюймов, и уплотните подходящими трамбовками до плотности прилегающей почвы, пока не образуется покрытие не менее 12 дюймов, соблюдая особую осторожность. не повредить трубы и покрытия труб.
  • Засыпьте оставшуюся часть траншеи материалом, свободным от камней размером более 6 дюймов или 1/2 толщины слоя, в зависимости от того, что меньше (в любом размере).Не распространяется на специальные материалы для дорожных покрытий,
  • Механически утрамбуйте 6-дюймовые слои под дорогами и другими мощеными участками, используя усиленные пневматические трамбовки (или аналогичные). Утрамбуйте каждый слой до плотности не менее 100 процентов кривой Проктора ASTM D698. Обеспечьте дополнительное уплотнение, оставив засыпанные траншеи открытыми для движения транспорта, сохранив поверхность щебнем.

Sand Backfill - обзор

1 Введение

Природный газ хорошо известен как самый чистый из всех ископаемых видов топлива и высокоэффективный вид энергии.Обильные поставки и конкурентоспособная стоимость природного газа сделали природный газ по-прежнему популярным, поскольку его можно использовать как в коммерческих, так и в промышленных целях. Следовательно, транспортировка и распределение газа необходимы как существенный фактор в его развитии как энергоресурсе. Для обеспечения бесперебойной подачи природного газа в жилые и промышленные районы были построены высокопрочные газопроводы для предотвращения разрывов [1,2].

Перед установкой подземной системы трубопроводов необходимо учесть несколько аспектов, а именно: глубину заглубления, разделение труб, тип заднего поля и защиту труб, такую ​​как установка кожуха, моста или изоляционного материала.ASTM D2321 [3] описывает пять «классов» грунтов. Класс I - это крупнозернистый материал, класс II - гравий или песчаный грунт с мелкими частицами менее 12%, класс III - гравий или песчаный грунт с содержанием мелких частиц 12-50%, а классы IV и V - илы, глины и органические почвы. соответственно. Классы I и III считаются хорошими засыпками труб; некоторые почвы класса IV приемлемы в качестве засыпки при определенных условиях. Грунт трубопровода состоит из множества компонентов, которые классифицируются по размеру частиц.Кроме того, согласно ASTM D2321 [3], максимальный размер частиц должен быть ограничен тремя четвертями дюйма (20 мм) или меньше, его назначение улучшает размещение материала для заделки для трубы номинального диаметра, размером 8 дюймов (200 мм) через 15 дюймов (380 мм). Для труб меньшего номинального диаметра рекомендуется диаметр менее 8 дюймов и максимальный размер частиц около 10% от номинального диаметра трубы [4]. И все материалы для засыпки не должны содержать комков, комков, валунов, замороженных веществ и мусора. Поэтому размер песка для засыпки, который используется в этой работе, не должен превышать три четверти дюйма (20 мм).

Есть четыре общих правила для расстояний между подземными трубопроводами. Самый ранний - это Десять государственных стандартов [5]. Эти стандарты получили широкое распространение, их можно найти в других отраслевых стандартах и ​​государственных нормативных актах. Стандарт требует минимального горизонтального расстояния 10 футов (3048 мм) между отдельными траншеями и вертикального расстояния не менее 18 дюймов (457 мм). Для пересечения труб требуется минимальное вертикальное расстояние 18 дюймов, при этом секция верхней трубы центрируется над нижней.Фактически, согласно ASME B31.8 [6], по возможности должен быть зазор не менее 6 дюймов (150 мм) между любыми заглубленными трубопроводами и любыми другими подземными сооружениями, не используемыми вместе с трубопроводами. Часть 192 [7] Федеральных правил Кодекса США 49 гласит, что каждая линия подземного зазора должна быть установлена ​​на расстоянии не менее 12 дюймов (305 мм) от любых других подземных сооружений, не связанных с линией электропередачи (49 CFR Часть 192). . В этих трех стандартах также указано, что, когда такой зазор не может быть достигнут, должны быть приняты меры предосторожности для защиты трубы, такие как установка кожуха, перемычки или изоляционного материала [5–7].

Результат из вышеизложенного показывает, что расстояние может быть меньше, чем ранее установленные стандарты в отношении горизонтальных разделительных расстояний. Однако этот стандарт сильно зависит от условий местности и почвы по сравнению с тремя другими стандартами. Практически во всех условиях минимальная глубина покрытия боковых стенок от 2 футов (610 мм) до 3 футов (914 мм) необходима для обеспечения достаточного пространства для работ по техническому обслуживанию и ремонту в траншее, а также должно быть минимальное расстояние между трубами. От 3½ футов (1067 мм) до 4 футов (1219 мм) [8].Следует отметить, что указание расстояния разделения было важным для обеспечения надежной защиты заглубленных труб. Однако должны быть заметные причины и закономерности отказов труб, которые должны улучшить правила разделения, которые будут обсуждаться в этой главе.

Есть несколько отказов трубопроводов, о которых сообщалось в некоторой литературе. Hassan et al. [9] сообщили, что разрыв газовых труб произошел в результате взрывов, за которыми последовал эффект пескоструйной обработки.Хасан и Икбал [10], Азеведо [11], Шалаби и др. [12] и Kumar et al. [13] сообщили, что трещины, вызванные коррозией и напряжением, были типичными причинами разрыва труб. Деградация материала, вызванная коррозией, была определена как основной фактор, способствующий разрушению трубы. Это было обнаружено в опубликованных отчетах Hemandez-Rodridriguez et al. [14]. Маджид и др. [15] заявили, что основной причиной утечки из подземного трубопровода является постоянное воздействие жидкого навоза (протекшая водопроводная труба смешивается с окружающей почвой).Дальнейшие исследования показали, что производные затраты на эти отказы были значительно высокими [16]. Однако основной причиной разрушения трубы было эрозионное повреждение.

Согласно Американскому обществу испытаний и материалов (ASTM), эрозия определяется как «прогрессирующая потеря исходного материала с твердой поверхности из-за механического взаимодействия между этой поверхностью и жидкостью, многокомпонентной жидкостью или столкновением». жидкие или твердые частицы »[17]. В строгом смысле эрозия определяется как резание, утомление и плавление из-за столкновения частиц любого из этих механизмов износа, работающих по отдельности или в комбинации.Финни заявил, что есть три основных фактора, которые влияют на эрозию в инертной среде: условия потока жидкости (угол падения, скорость частиц, вращение, концентрация частиц в жидкости, природа жидкости и ее температура), свойства частиц (размер , форма, твердость и прочность частиц) и свойства поверхности (напряжение как функция деформации, скорости деформации и температуры, твердость, вязкость разрушения, уровень напряжения и остаточные напряжения и микроструктура формы).

В последние годы появилось несколько других обзоров, посвященных проблемам эрозии жидкость-твердое тело. Момбер [18] сообщил, что для хрупких материалов учитывались синергетические эффекты от удара вторичной капли жидкости и удара твердых частиц. Obara et al. [19] отметили, что поведение кавитации и процесс разрушения напрямую связаны с поведением волны сжатия, вызванной ударом струи жидкости. Джилберт и Филд [20] наблюдали, что ZnS подвергается упруго-пластической деформации при ударе песком, создавая пластически деформированную область, в которой росли радиальные и боковые трещины.Джилбертанд Филд [20] заявил, что эрозия при ударе жидкости усиливает деградацию поверхности при ударе твердым телом со скоростью 10 м / с, но частицы песка доминируют над деградацией поверхности и потерей массы при 20 и 30 м / с. Карими и Шмид [21] отметили, что образование ряби происходит во всех типах материалов, будь то хрупкие или пластичные при эрозии твердое тело-жидкость. Sun et al. [22] показали максимальную скорость кавитационной эрозии для стали Q235 при расстоянии до цели около 40 мм под струей воды под высоким давлением.

В этой главе рассматривается отказ подземной трубы для природного газа, вызванный утечкой из водопровода; Основная причина разрушения была выявлена ​​в результате физического и структурного обследования и металлургического анализа разорванной трубы.Экспериментальное исследование и вычислительное исследование с использованием вычислительной гидродинамики (CFD) было проведено с целью сбора обширных данных о разрыве трубы. Были выполнены и обсуждены исследования напряжения сдвига стенки, поведения потока и характера эрозии. Кроме того, экспериментальные и расчетные данные были проверены на случай разрыва трубы.

Общие сведения о требованиях к уплотнению обратной засыпки | Каменное дерево Ландшафтный дизайн

Обратная засыпка - важная часть строительного процесса.Обратная засыпка происходит после раскопок , когда грунт уплотняется обратно в траншею или фундамент. Он используется для защиты фундамента, проезжей части, пешеходных дорожек и других сооружений, используя смесь почвы, камней и камней.

Есть много разных способов засыпки, но в каждом методе используются основные требования. Вот три основных шага, которые следует помнить при засыпке и уплотнении почвы.

1. Засыпка в слоях

Послойная засыпка - один из самых важных шагов, о котором следует помнить.Важно делать это с интервалами, чтобы почва должным образом уплотнялась. Эти слои называются «подъемниками». Количество дюймов, заполняемых за один подъем, зависит от требований проекта (грунт или тип засыпаемой конструкции). Некоторые говорят, что шаг 4-6 дюймов идеален, но другие говорят, что до 12 дюймов работает хорошо. После того, как подъемник утрамбован, важно, чтобы насыпь равнялась окружающей его земле, прежде чем начинать следующий подъемник.

2.Уплотнение

Есть шесть различных методов, используемых для уплотнения веществ. Некоторые из них больше подходят для почвы, а другие используются для уплотнения непочвенных материалов, таких как асфальт. Наиболее эффективными методами обычно являются те, которые прикладывают наибольшее сжимающее напряжение.

  • Статический - к почве медленно прикладывается большое напряжение, а затем снимается
  • Удар - большая масса падает на почву для приложения напряжения
  • Вибрация - для приложения напряжения многократно используется пластина с механическим приводом или молот.
  • Gyrating - грунт подвергается вращательному движению, в то время как напряжение сохраняется в одном направлении
  • Катание - напряжение прикладывается через большой цилиндр, катящийся по поверхности почвы
  • Замес - сдвиг применяется попеременным движением в соседних положениях

Чтобы определить, готов ли естественный грунт к засыпке, существует метод, называемый проверочной валиком.Проверка - это когда тяжелое строительное / уплотняющее оборудование катится по площади в поисках отклонений по всей площадке засыпки.

3. Тщательно поливайте

Обязательно тщательно полейте почву после того, как засыпьте насыпной слой. Затем повторяйте эти три шага, пока весь процесс не будет завершен!

Обратная засыпка трубой

  • При укладке трубы обязательно немедленно засыпьте котлован.
  • Выберите материалы для обратной засыпки, которые будут полезны для безопасности труб.
  • Будьте осторожны, чтобы не повредить покрытия труб.

Если у Вас возникнут вопросы по процессу обратной засыпки, дайте нам знать! Наша цель в Stonetree - предложить наш опыт и помочь вам на каждом этапе .

Уплотнение, земляные и земляные работы на веб-сайте геотехнической информации

В разделе «Техническое руководство» на этой странице представлены уравнения и расчеты для задач уплотнения, земляных и земляных работ.

ИЗДАНИЯ


Геотехническая информация.Com предоставляет бесплатные загрузки из списка публикаций ниже, относится к Уплотнение, земляные и земляные работы . Пожалуйста, посмотрите информацию и соответствующие источники для уплотнения, земляных работ и земляных работ в техническое руководство раздел ниже. Или задайте вопрос в Геотехнический форум .

Публикации по уплотнению, земляным работам и земляным работам, доступные для загрузки

NAVFAC 7.02 - Фундаменты и земляные сооружения .Основные темы включают раскопки, уплотнение / земляные работы / гидравлические засыпки, анализ стен / подпорных конструкций, фундаментов мелкого заложения и глубокие основы. Это руководство включает инструкции по раскопкам с опорой, раскопкам. стабилизация, уплотнение насыпи, подводные насыпи, коффердамы, сопротивление поднятию, гидроизоляция фундамента и допустимая боковая нагрузка на фундаменты глубокого заложения.

NAVFAC 7.03 - Динамика почвы и особые аспекты проектирования . Основные темы включают динамику почвы, сейсмическая инженерия и специальные аспекты проектирования.Информация по этим темам включают фундамент машин, ударные нагрузки, динамические свойства грунта, устойчивость откосов, несущая способность, осадка, виброуплотнение, анализ забивки свай и полевые испытания, анкерные системы грунта, расчетные параметры сейсмостойкости, разжижение, шпунтовые стены и лаборатория тестирование.

USACE TM 5-852-4 - Строительство в Арктике и Субарктике - Фундаменты для сооружений . Основными темами являются исследования площадки, проектирование фундамента, особенности строительства и мониторинг конструкций в холодную погоду.Включает в себя материальные аспекты, раскопки, засыпка, осмотр, устойчивость откосов, подпорные стены, ползучесть и несущая способность.

USACE TM 5-818-4 - Засыпка для подземных сооружений

USACE EM 1110-2-2906- Расчет сваи Фонды . Примечание: к данной публикации нет приложения. Ссылка на приложение: кликните сюда.

USACE ETL 1110-1-185 - Рекомендации по улучшению грунта для Сооружения и сооружения

USACE TM 5-822-5 - Проектирование дорожных покрытий для автомобильных дорог, Улицы, пешеходные дорожки и открытые складские помещения

USACE EM 1110-2-2502 - Подпорные стены и стены от наводнения .Примечание: к данной публикации нет приложения. Ссылка на приложение: кликните сюда.

USACE EM 1110-1-2908- Рок Фундаменты

USACE TM 5-822-14- Стабилизация грунта для тротуаров

USACE TM 5-818-1- Почвы и геологические процедуры на проектирование фундаментов зданий и иных сооружений (кроме гидротехнических)

Ссылки на уплотнение, земляные работы и земляные работы в других публикациях

Канадское общество гражданского строительства, Руководство по коммунальным предприятиям для холодного климата , Канадское общество гражданского строительства, Монреаль, 1986 год.Подробная публикация о водных объектах. Также есть отличная информация относящиеся к фундаментам, проездам, взлетно-посадочным полосам, плотинам, земляным работам и свойствам почвы.

Teng, W.C., Foundation Design , Prentice Hall International, 1962.

Джонсон, С. and Kavanaugh, T.C., Проект фундамента для зданий , McGraw Hill Book Company, 1968.

Пек, Р. Б., Хэнсон, У. Э. и Торнберн, Т. Х., Организация Фонда , John Wiley and Sons, Inc., 1974.

ТЕХНИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО


Подробные технические характеристики и инструкции можно найти в вашем местном штате Департамент транспортных спецификаций дорог и мостов. Некоторые из этих принципов может применяться к строительным конструкциям, подпорным стенам и устойчивости откосов. Большинство государственных департаментов имеют огромное количество информации в режиме онлайн. См. Расчеты на уплотнение, земляные работы и фазовые диаграммы ниже:

УПЛОТНЕНИЕ

Пример №1: Для проекта требуется заполнение. уплотнен до 95% относительной плотности по отношению к стандартному Проктору (ASTM D698).Лабораторные результаты стандартного проктора показали, что максимальная плотность грунта в сухом состоянии составляет 19,0 кН / м 3 (121 фунт / фут 3 ), и оптимальная влажность 8,9%.

После уплотнения насыпных грунтов виброкатком, поле испытание с помощью песчаного конуса, ядерного плотномера или другого подходящего метода указали, что уплотненный грунт насыпи имеет удельный вес на месте 18,76 кН / м 3 (124,4 фунт / фут 3 ), а влажность 7.5%. Рассчитайте относительное уплотнение и превышает ли уплотненный заполнитель требования к проекту?

Дано

г м = 19,0 кН / м 3 (121 фунт / фут 3 ) максимальная плотность в сухом состоянии
м o = 8,9% оптимальная влажность
г = 19,54 кН / м 3 (124,4 фунта / фут 3 ) Плотность на месте
м = 7,5% влажность на месте
R d = 95% требуемое относительное уплотнение согласно спецификации проекта

Решение

Проверить, соответствует ли уплотненный заполнитель требованиям к уплотнению или превышает их,

R d > 95%

R d = gd
gm

г г = г - г (м) сухая плотность естественный грунт
100
г г = 19.54 кН / м 3 - 19,54 кН / м 3 (7,5%) = 18,07 кН / м 3 метрическая
100
г d = 124,4 фунт / фут 3 - 124,4 фунт / фут 3 (7,5%) = 115,1 фунт / фут 3 стандартный
100

R d = 18,07 кН / м 3 = 95.1%> 95% в порядке метрическая
19,0 кН / м 3

R d = 115,1 фунт / фут 3 = 95,1%> 95% в порядке стандартный
121 фунт / фут 3

Заключение

Уплотненный заполнитель превышает проектные требования не менее чем на 95% относительного плотность.

*****************************

Пример № 2: Для проекта требуется заполнение. уплотнен до 100% относительной плотности по отношению к стандартному Проктору (ASTM D698). Заливка была сильно уплотнена до относительной плотности 96,9%. Последующее уплотнение не увеличивает относительную плотность. Какие может быть проблема?

Решение

1) Проверьте влажность уплотненного наполнителя.В зависимости от тип почвы, влажность на месте, отклоняющаяся от 2% до 4% от оптимальной содержание влаги, определенное с помощью теста Проктора, может создать невозможное условия для достижения необходимого уплотнения. Если это так, скарифицировать почву и добавьте влаги (или дайте высохнуть) и повторно уплотните при оптимальной влажности содержание. Иногда требуется полное удаление и замена почвы. нужно.

2) Проверьте максимальную плотность в сухом состоянии, определенную с помощью теста Проктора. все еще верно для «неуплотняемых» почв.Иногда максимальная сухая плотность изменяется при выемке разных грунтов. из карьера. В этом случае используйте новую максимальную плотность в сухом состоянии. значение при определении относительной плотности.

3) Проверить методы уплотнения. Тип оборудования, используемого для уплотнения и Глубина уплотненных подъемников влияет на относительное уплотнение.

4) Проверьте наличие недостаточного уплотнения нижележащих лифтов. Иногда достижение адекватной относительной плотности невозможно при уплотнении грунтов на верх рыхлых или рыхлых почв.

*******************************

ЗЕМЛЯ / УПЛОТНЕНИЕ / ФАЗНАЯ СХЕМА

Пример № 3: Частично это фазовая диаграмма проблема. Проект требует уплотнения засыпки до относительной плотности 95%. по отношению к стандарту Проктора (ASTM D698). Лабораторные результаты для стандартный Проктор указал, что максимальная плотность почвы в сухом состоянии составляет 19,49 кН / м 3 (124 фунт / фут 3 ) и оптимальная влажность содержание 9.5%. Заимствовать почву из другого места, которое будет использоваться в качестве уплотненный заполнитель для этого проекта имеет влажность 12%, коэффициент пустотности 0,6 и удельный вес 2,65.

Если предположить, что во время транспортировки влага не теряется, каков объем необходимого займа, необходимого на 28,32 м 3 (1000 футов 3 ) уплотненной заливки?

Дано

г м = 19,49 кН / м 3 (124 фунт / фут 3 ) максимальная плотность в сухом состоянии
м o = 8.Оптимальная влажность 9%
e = 0,6 коэффициент пустотности заемного грунта
G s = 2,65 удельный вес грунта
м = 12,0% влажности почвы
R d = 95% требуемое относительное уплотнение в соответствии с техническими условиями проекта
V T = 28,32 м 3 (1000 футов 3 ) всего объем грунта необходимой засыпки
г w = 9.81 кН / м 3 (62,4 фунта / фут 3 ) удельный вес воды (постоянный)

Решение

Найдите массу сухой единицы, г г , грунта требуется для 95% уплотнения.

г г = Rd г м
100

= 0,95 (19,49 кН / м 3 ) = 18,52 кН / м 3 метрическая система
= 0,95 (124,0 фунт / фут 3 ) = 117.8 фунт / фут 3 стандартный

Рассчитать вес твердых частиц почвы, W s , требуется на 95% уплотнение. Вес твердых частиц почвы будет одинаковым для обоих заполнить и заимствовать материал, потому что только объем изменяется из-за уплотнения.

Вт с = г г (V T ) * см. примечания в заключении
= 18.52 кН / м 3 (28,32 м 3 ) = 524,5 кН метрическая система
= 117,8 фунт / фут 3 (1000 футов 3 ) = 117 800 фунтов стандартный

Определить объем твердых частиц почвы, V s , необходимый для 95% уплотнение.

В с = Вт
G s (g w )
= 524.5 кН = 20,18 м 3 метрическая
2,65 (9,81 кН / м 3 )
= 117,800 фунтов = 712,4 фута 3 стандартный
2,65 (62,4 фунт / фут 3 )

Найдите объем пустот V v для заимствованного материала

В v = e (VS)

= 0,6 (20,18 м 3 ) = 12.11 м 3 метрическая
= 0,6 (712,4 фута 3 ) = 427,4 фута 3 стандартный

Рассчитайте общий объем заемного грунта V T

V T = V v + V s

= 12,11 м 3 + 20,18 м 3 = 32,3 м 3 метрическая
= 427.4 фута 3 + 712,4 фута 3 = 1140 фут 3 стандартный

Заключение

Объем грунта карьера 32,3 м 3 (1140 футов 3 ). Уравнения, используемые для этой задачи, являются стандартными фазовыми. схемы взаимосвязей показаны здесь. Другой В зависимости от ситуации могут потребоваться уравнения фазовой диаграммы.

УПЛОТНЕНИЕ

Ниже приведены несколько презентаций PowerPoint, которые вы можете скачать.Первоначальный автор эти powerpoints неизвестны. Оригинальные версии впоследствии были немного отредактированы.

Влияние уплотнения засыпки на механические характеристики двустенных гофрированных трубопроводов из полиэтилена высокой плотности

Для гибких трубопроводов влияние уплотнения засыпки на деформацию трубы всегда было в центре внимания исследователей. С помощью программного обеспечения конечных элементов была искусно создана трехмерная модель грунта, соответствующая гофре внешней стенки полиэтиленовой трубы высокой плотности, а «реальная» конечно-элементная модель взаимодействия трубы с грунтом подтвердила точность посредством полевых испытаний.На основе модели можно получить распределение деформации в любом месте заглубленной трубы из ПНД. Изменение местоположения и протяженности рыхлой засыпки, распределение деформации и радиального смещения внутренних и внешних стенок трубы из ПНД в различных условиях засыпки при приложении внешней нагрузки к фундаменту, а также анализ опасных частей трубы, где наблюдается местное продольное изгибание. и перелом может произойти. Следует отметить, что, когда засыпка рыхлая, рядом с границей раздела между рыхлой областью засыпки и хорошо уплотненной областью часто возникает максимальная окружная деформация, деформация внешней стенки с большей вероятностью значительно возрастет в области вблизи коронки или перевернут , деформации внутренней стенки увеличиваются по амплитуде на линии пружины, и расположение незакрепленной области оказывает большее влияние на деформацию трубы, чем размер незакрепленной области.

1. Введение

Труба с двойным гофром из полиэтилена высокой плотности (HDPE) широко используется в коммунальном строительстве благодаря значительным преимуществам, таким как химическая стойкость, легкий вес и простота конструкции. Благодаря специальному профилю трубы с гладкой внутренней стенкой и гофрированной внешней стенкой кольцевая жесткость намного выше, чем у труб с прямой стенкой того же диаметра и толщины. На Рисунке 1 показано поперечное сечение стенок трубы и даны определения терминологии в различных местах профиля (Рисунок 1).

Китайская спецификация (конструкция подземной дренажной трубы из пластика) использует нормированный прогиб по диаметру для оценки деформации трубы [1]; деформации труб и местная стабильность профиля не учитываются. Однако при длительной внешней нагрузке напряжения и сжатия могут следовать за растрескиванием под напряжением и пластическим разрушением, соответственно. Специальный профиль усложняет распределение деформации в разных местах труб ПНД; местное искривление тонких элементов профиля может быть вызвано особым распределением деформации [2].

Существует два направления изучения деформации труб, одно - влияние аварийных факторов на деформацию трубопроводов, таких как перегрузка грунта [3, 4], просадка грунта [5–7], взрывные работы [8, 9], камнепада [10, 11]; а другой - это влияние долгосрочного состояния на трубы, такое как условия установки [12, 13], длительная транспортная нагрузка [14, 15], смещение разлома [16] и выемка котлована под фундамент [17, 18] . Трубы HDPE представляют собой классические встроенные гибкие трубы, и взаимодействие грунта с трубой будет контролировать деформацию трубы под внешней нагрузкой, поэтому исследователи сосредотачиваются на влиянии длительного состояния монтажа на деформацию трубы HDPE.Изгиб почвы, образующийся в почвенном покрове, зависит от жесткости труб и от жесткости грунта обратной засыпки, окружающего трубы (в зависимости от степени, содержания воды, материала почвы и сорта). Кроме того, конфигурация засыпки и метод уплотнения также могут влиять на характер нагрузки и поддерживать трубы [19]. Было проведено исследование для оценки эксплуатационных характеристик существующих труб из ПНД. Было обнаружено, что низкая степень уплотнения и низкосортный материал обратной засыпки приведет к чрезмерной деформации и разрушению неглубоко заделанных труб [20].Поэтому было срочно и необходимо изучить влияние уплотнения засыпки на деформацию трубы. Учеными было выполнено множество теоретических методов проектирования, испытаний и численного моделирования гибких труб.

Основываясь на теории предельного равновесия гранул и с учетом влияния диаметра трубы и ширины траншеи, Марстон и Андерсон вывели формулу для расчета вертикального давления и арт в погруженной трубе [21]. Спенглер и Шейфер изучили конструктивные характеристики гибкой трубы и предложили расчетную формулу для горизонтального прогиба гибкой трубы, символизирующую развитие рациональной теории конструкции [22].Ховард сравнил экспериментальные значения с предсказанными значениями уравнения Спенглера, и результаты показали, что экспериментальные значения прогиба трубы из ПВХ были намного ниже, чем предсказанные значения, когда уплотнение грунта обратной засыпки было рыхлым [23].

Faragher et al. исследовали осевые деформации пластиковых труб в установке при изменении степени уплотнения песка или гравийного материала засыпки с помощью лабораторных испытаний [24]. Sargand et al. провели полномасштабные полевые испытания для исследования поведения заделанных пластиковых труб с различными параметрами установки (материал засыпки, степень уплотнения и толщина засыпки) [25].Лабораторные и полномасштабные полевые испытания были проведены McGrath et al. изучить поведение грунта при установке; переменные включают типы и размеры труб (бетон, сталь и пластик), состояние грунта в полевых условиях, ширину траншеи, метод засыпки и степень уплотнения. Результаты показали, что относительно небольшое изменение плотности засыпки оказывает существенное влияние на жесткость засыпки, и все переменные параметров процесса засыпки оказывают значительное влияние на поведение труб [26].

Посредством лабораторных испытаний и МКЭ, Dhar et al. рекомендовал двухмерный анализ методом конечных элементов, который можно эффективно использовать для расчета прогибов труб; они также применили МКЭ для изучения влияния области мягкого бедра на деформации профилированных труб из термопласта [27]. Используя ABAQS, Аль-Абри и Мохамедзейн исследовали аналогичную проблему; была создана двумерная модель конечных элементов для оценки деформации труб из полиэтилена высокой плотности и ПВХ при изменении плотности песчаной засыпки [28].Wang et al. изучили изменение давления e arth и прогиб трубы HDPE с высотой засыпки мелкозернистым грунтом и предложили эмпирическое уравнение для связи отношения вертикального прогиба к горизонтальному прогибу и толщины почвенного покрова [29].

Транспортная нагрузка - это внешняя нагрузка, которую должны учитывать подземные муниципальные трубы. Исследователи сообщили о деформации труб, когда автомобильная нагрузка была приложена к земле в качестве внешней нагрузки.

McGrath et al. измерили напряжение и деформацию неглубокой заделанной трубы большого диаметра из полиэтилена высокого давления под реальной автомобильной нагрузкой посредством полномасштабного полевого исследования [30]. Нур и Дхар изучили взаимодействие трубы с грунтом под нагрузкой транспортного средства с помощью ANSYS и создали трехмерную модель трубы с грунтом [31]. В ходе лабораторных испытаний модели Тафреши и Халадж использовали повторяющуюся нагрузку для моделирования нагрузки транспортного средства и изменили такие параметры, как глубина заглубления, плотность засыпки песком и интенсивность нагрузки, а также изучили осадку поверхности почвы и радиальные деформации трубы [32 ].

Распределение деформаций и прогиба трубы HDPE, когда степень уплотнения обратной засыпки не соответствовала спецификации, было сообщено с помощью испытаний и двухмерной модели конечных элементов; Трехмерная конечная модель грунта-трубы не использовалась для моделирования влияния параметров обратной засыпки на отклик трубы. Следовательно, необходимо создать трехмерную модель трубы из ПНД и изучить влияние плотности засыпки на деформацию и деформацию трубы.

Целью данной статьи является создание реальной трехмерной конечно-элементной модели двустенной гофрированной трубы из ПНД и грунта и обеспечение теоретической основы для изучения распределения деформации и деформации трубы при изменении плотности грунта обратной засыпки. . Достоверность трехмерной модели подтверждается путем сравнения числовой деформации с измеренной деформацией, полученной в ходе натурных испытаний. На основе численной модели проанализировано влияние рыхлой засыпки различных участков на трубу под автомобильными нагрузками.

2. Монтаж гибких труб в полевых условиях
2.1. Описание гибких труб и тензодатчиков

Двустенная гофрированная труба из полиэтилена высокой плотности длиной 6,0 м была исследована в рамках данной программы полевых испытаний, номинальный диаметр - 800 мм. Геометрия трубы и свойства материала показаны в Таблице 1. Перед установкой трубы были установлены датчики электрического сопротивления (BQ120-80AA-P200, точность в пределах ± 2,2 με ) для измерения окружных и осевых деформаций.Чтобы минимизировать граничный эффект, тензодатчики были собраны на участках A и B, которые находятся на расстоянии 1,5 м от обоих концов трубы. 8 круговых манометров использовались для измерения гребня трубы деформации внешней стенки, а 24 периферийных и осевых измерителя использовались для измерения деформации внутренней стенки трубы, соответствующей гребню и впадине; манометры были расположены, как показано на рисунке 2.


Свойства Значение

Номинальный диаметр (мм)
800 Длина гофра
800 (мм) 100
Высота гофры (мм) 55
Минимальная толщина ламинированной стенки (мм) 3.5
Минимальная толщина внутренней стенки (мм) 2
Площадь поперечного сечения на единицу длины (мм 2 ) 8,7
Момент инерции на единицу длины (мм 4 ) 5120
Жесткость обруча (кПа) 8


Прибор для сбора данных (система измерения напряжения-деформации DH5921 использовалась для измерения динамического напряжения и деформации трубы DH5921) напряжение один раз в секунду.Система предназначена для динамических испытаний структурных характеристик в крупномасштабных инженерных испытаниях и процессах разработки изделий и способна точно измерять такие параметры, как деформация, сила и смещение. Конструкция прибора соединяет тензодатчик с системой сбора данных через провод. Прибор аккуратно собирает и усиливает слабый сигнал напряжения, затем преобразует сигнал напряжения в истинную деформацию с помощью вычисления соответствующей программы, а затем передает данные на компьютер через Ethernet.После установки показания деформации были обнулены; деформации растяжения и сжатия представлены как положительные и отрицательные значения, соответственно. Деформации стенок трубы на оборудованных инструментами участках трубы отслеживались и записывались после 5-минутного приложения нагрузки.

Что касается прокладки трубы в полевых условиях в этом испытании, труба длиной 6 м была установлена ​​в двух различных условиях уплотнения, при котором засыпка в диапазоне 3,0 м была уплотнена в соответствии со стандартным планом CJJ 143-2010 [33] ; в другом регионе засыпка под левым боком не уплотнялась во время укладки и использовалась для моделирования экстремальных условий плохого уплотнения засыпки.Засыпка уплотнялась виброплитой и трамбовкой 450 мм × 450 мм с рабочей массой 500 кН. Труба HDPE была заглублена и испытана под траншеей длиной 6,0 м, шириной 2,2 м и глубиной 2,4 м, и оба конца трубы были ограничены смотровыми колодцами. Параметры песка для засыпки приведены в таблице 2.


Свойства Значение

Плотность грунта в костюме 9075 Максимальная сухая 9075 (кг / м 3 ) 1549
Содержание воды (%) 12
Предел жидкости (%) 25.9
Предел пластичности (%) 17,3
Соотношение пустот 42,3
Песок для засыпки
Максимальная плотность в сухом состоянии (кг / м 3 907
Крупный песок (0,5∼3 мм) (%) 35
Средний песок (0,35∼0,5 мм) (%) 57
Мелкий песок (0,25∼0,35 мм) (%) 8
Класс 120

Стандартный процесс установки в 3.Область 0 м во время полевых испытаний отображается следующим образом. Дно траншеи имело слой подстилки толщиной 200 мм, состоящий из песка с уплотнением на 90% (т.е. Lay 01), перекрывающий ненарушенный естественный грунт. Область (т.е. Lay 02) от основания до бедра была засыпана с относительной плотностью 95%, чтобы обеспечить прочную опору для трубы. От пружинной линии трубы до вершины трубы засыпка песком была помещена вокруг труб с подъемами на 100 мм и уплотнена до 95% уплотнения перед добавлением последующих подъемов (т.е.е., Lay 03). Область свода труб длиной 0,4 м была разделена на две части (т.е. Lay 04 и Lay 05), и засыпка песком имела уплотнение 85% и 90% соответственно. В диапазоне толщины 1,0 м (т.е. Lay 06) от 0,4 м над концом трубы до земли был уложен грунт в костюме с уплотнением 90%. В условиях неравномерного уплотнения грунта обратной засыпки почва не уплотнялась при засыпке левого бока (т. Е. Левая сторона Lay 02), а остальные области уплотнялись в соответствии с требованиями стандарта.Область засыпки была разделена и уплотнена, как показано на Рисунке 3.

2.2. Полевое испытание трубы

В этом полевом испытании не было слоя дорожного покрытия, перекрывающего поверхность почвы, и деформация трубы была намного больше, чем реальная деформация трубы, заглубленной под дорожное покрытие. Следовательно, измеренные данные используются только для сравнения с смоделированными данными, чтобы проверить точность численной модели; однако это нельзя рассматривать как деформацию трубы под реальной автомобильной нагрузкой.

Две смотровые колодцы были оборудованы на обоих концах трубопровода, и автомобильная нагрузка была приложена к большегрузному грузовику. На рисунке 4 показано расположение шин двух осей тележки для трубы. Предполагалось, что на заднюю ось грузовика приходится 2/3 общей нагрузки, а центр тяжести задней оси находится точно над участком с тензодатчиками. Общая нагрузка грузовика составляла 168 кН, а каждая задняя шина, приложенная к поверхности, составляла 700 кПа.

3. Составы конечных элементов
3.1. Аналитическая модель

Для гибкой подземной трубы оценка прогиба и деформации трубы может быть рассчитана с использованием расчетных уравнений. Упрощенная процедура, которая подходит для ручного расчета, разрабатывается на основе расчетных уравнений для решения деформации и деформации заглубленных гибких труб [34]. Учитывается прогиб, вызванный сжатием и изгибом обруча, и получается величина изменения диаметра в вертикальном направлении (уравнение (1)). Затем Watkins et al.использовали эмпирический коэффициент «формы» D f , чтобы представить пиковую окружную деформацию изгиба как функцию смещения (уравнение (2)) [35]. Однако в качестве эмпирического коэффициента D f сложно обобщить распределение деформации для всех полиэтиленовых труб, а для двустенных гофрированных труб из ПНД с особой формой поперечного сечения эмпирический коэффициент D f более ограничен.где = уменьшение вертикального диаметра; D = диаметр трубы; = Давление вскрыши на отводе; E = модуль упругости материала трубы; R = радиус центра тяжести участка трубы; M s = одномерный модуль упругости грунта; K = коэффициент залегания; D l = коэффициент запаздывания отклонения; A = площадь поперечного сечения; I = момент инерции; c = расстояние до крайнего волокна от нейтральной поверхности внутри стенки трубы; = Максимальная окружная деформация изгиба; и = эмпирический коэффициент деформации, связывающий деформацию изгиба с прогибом изгиба.

3.2. Модель грунта

В соответствии с параметрами профиля трубы HDPE и грунта, использованного в полевых испытаниях, мы устанавливаем трехмерную модель конечных элементов. На внешней стенке трубы приписывается гофрированная соответствующая модель грунта, имеющая сложную форму в области контакта, а сетки наружных стен совпадают с сетками грунта, чтобы обеспечить точность и сопоставимость результатов моделирования.

Следовательно, создание сетки «гофрированного» участка модели грунта очень сложно.Для контроля качества элементов и обеспечения точности модели размеры элементов гофрированного участка грунта должны быть достаточно небольшими. Это неизбежно приводит к тому, что количество элементов в гофрированном грунте намного больше, чем количество элементов в обычных трубах с прямой стенкой, размер модели и вычислительная эффективность становятся невыносимыми для обычных компьютеров. В этой статье для создания сетки модели гофрированного грунта используется профессиональное программное обеспечение HYPERMESH, и при условии обеспечения точности расчета количество элементов незначительно сокращается, поэтому количество элементов модели грунта, используемых в этой статье, составляет всего 630 000 .В HYPERMESH нанесенные на график точные пронумерованные элементы и элементы оболочки внешней стены генерируются на основе соответствующей сетки границы раздела труба-грунт, и элементы позиций контакта между внутренней стеной и внешней стеной также должны совпадать. Независимые элементы трубы и грунта экспортируются из HYPERMSH и вводятся в ABAQUS для анализа (рис. 5).

Модель почвы имеет длину 3,0 м, ширину 4,0 м и глубину 3,6 м (рис. 6) и моделируется конститутивной моделью Мора – Кулона.Элементы почвы представляют собой восьмиузловой элемент пониженной интеграции (C3D8R), а песочные часы хорошо усилены. Уплотнение засыпки проиллюстрировано на Рисунке 6, а параметры засыпки для численного моделирования можно увидеть в Таблице 3. Механические параметры рыхлой засыпки, такие как модуль упругости, коэффициент Пуассона и сцепление, отличаются от уплотненной засыпки. Для гибкой трубы модуль упругости грунта (т.е. жесткость грунта) напрямую влияет на взаимодействие между трубой и грунтом; если засыпка рыхлая, модуль упругости засыпки уменьшается, взаимодействие грунта с трубой ослабляется, а нагрузка на грунт, принимаемая трубой, увеличивается.В данной статье рыхлость засыпки проявляется в снижении ее модуля упругости.



Свойства Lay 01 Lay 02 Lay 03 Lay 04 Lay 05 Lay 06 Lay 05 Lay 06 Lay 06 Lay
Плотность в сухом состоянии (кг / м 3 ) 2020 1670 1670 2020 2000 1800 1850
9075 95 90 85 90
Модуль упругости (МПа) 10 15 15 7 9 Коэффициент 9 0.30 0,26 0,26 0,23 0,30 0,32 0,35
Сплоченность (кПа) 0,50 0,25
0,465 9007 907 0,35
Угол трения (°) 35 31 25 28 30 27 30

Код

0
Конструкция в соответствии с конструкцией конструкции 9 Инженерия по снабжению и утилизации отходов (GB 50332-2002) представлена ​​взаимосвязь между уплотнением грунта и модулем упругости; в следующей части валидации численной модели модуль упругости рыхлой засыпки рассчитан на 3 МПа.Нижняя плоскость почвы полностью ограничена, и горизонтальные смещения четырех вертикальных плоскостей не допускаются.

3.3. Модель трубы

Упругая модель и восьмиузловой элемент оболочки с уменьшенной интеграцией (S8R) используются для моделирования трубы с начальным внутренним диаметром 0,8 м и длиной 3,0 м (рис. 7). Труба считается эластичным материалом из-за ее линейной упругости при кратковременной нагрузке; Параметры материала трубы из ПНД, представленные в Таблице 4, предложены в Спецификации технических условий на подземный пластиковый трубопровод канализационной системы [33].


9075 Коэффициент Пуассона

Свойства Гофрированные трубы из полиэтилена высокого давления

9075 9075 9064 Плотность (МПа) Модуль упругости (МПа) 0,4
Идеальная толщина внешней стенки (мм) 3
Идеальная толщина внутренней стенки (мм) 2

.4. Модель транспортных нагрузок

Модель конструкции имитирует фундамент и не учитывает дорожное покрытие и земляное полотно; вертикальная нагрузка σ z , приложенная к фундаменту, состоит из σ z 1 и σ z 2 ; σ z 1 - это автомобильная нагрузка, а σ z 2 вызвана структурой дорожного покрытия и земляным полотном.

В 1960-х годах четвертая теория мощности была предложена Американской ассоциацией работников автомагистралей между штатами (AASHO): статическая нагрузка на ось больше подходит для моделирования транспортной нагрузки с низкой скоростью и небольшой нагрузкой на ось [36]. В «Технических условиях для проектирования дорожного асфальтового покрытия» грузовик, заднее колесо которого является одноосно-двухколесным, указан как стандартное транспортное средство и 100 кН как стандартная осевая нагрузка. В этой статье одноколесная нагрузка принята для моделирования двухколесной группы заднего колеса тяжелых транспортных средств, диаметр круговой нагрузки ( D ) составляет 300 мм, а двойное расстояние между колесами транспортного средства составляет 1 .8 м и стандартная нагрузка ( p ) 0,7 МПа. Транспортная нагрузка, действующая на дорожное покрытие, распределяется при движении вниз. Угол расширения давления земляного полотна зависит от ширины нагрузки и модуля упругости нижележащего слоя. В соответствии с Правилами проектирования фундамента здания угол расширения каждого слоя дорожного покрытия и диаметр после рассеивания такие, как показано на Рисунке 8. При распределении по поверхности фундамента круговая нагрузка имеет диаметр 1.8 м, а полоса шириной 3,5 м заполнена равномерной нагрузкой. Автомобиль в городе движется непрерывно и медленно, поэтому транспортную нагрузку можно упростить до равномерной статической нагрузки, приложенной ко всему фундаменту. Вертикальное напряжение σ z 1 , вызванное автомобильной нагрузкой, связано с толщиной земляного полотна и углом расширения давления земляного полотна (уравнение (3)) Вертикальное напряжение σ z 2 из поверхность фундамента, образованная конструкцией дорожного покрытия и земляным полотном, рассматривается в уравнении (4): где D = диаметр круговой нагрузки, p = величина давления в шинах, z = расстояние от низа основания до верха фундамент, и θ = угол расширения давления земляного полотна.где = тяжелый слой грунта, = толщина слоя покрытия, = тяжелый слой основания, = толщина слоя основания, = тяжелый слой земляного полотна, и = толщина земляного полотна.


Согласно уравнениям (1) и (4), вертикальное напряжение σ z приложенной нагрузки на поверхностный грунт основания составляет 50 кПа. Поэтому статическая нагрузка 40 кПа и 3,28 м × 3,08 м, действующая на грунт фундамента, используется путем моделирования транспортных нагрузок, действующих на трубу в этой статье.

4. Проверка числовых моделей

Соответствующие числовые модели устанавливаются в соответствии с выполнением полного теста; автомобильная нагрузка прикладывается в соответствии с положением шины при испытании, а величина нагрузки составляет 0,7 МПа.

Из рисунка 9 видно, что рассчитанные результаты окружной деформации в основном согласуются с результатами измерения натурных испытаний в тенденциях и значениях распределения. Расчетное значение осевой деформации и измеренное значение внутренней стенки сильно различаются, что может быть связано с тем, что тензодатчик, используемый в испытании, является длинным, а запись осевой деформации в испытании недостаточно точна.Он показал, что моделируемые ряды параметров полностью подтверждены натурными испытаниями, что дает основания полагать, что структурные модели в этой статье являются разумными и надежными.

Для трубы с однородной засыпкой максимальное значение сжатия трубы может быть представлено окружной деформацией на впадине или внутренней стенке у пружинной линии [27]. Распределение деформации по окружности гильзы аналогично распределению деформации впадины, за исключением того, что гильза имеет большую величину.Окружная деформация сначала увеличивается, а затем уменьшается; максимальная окружная деформация возникает на пружинных линиях, а деформация на головке меньше, чем на перевернутом. Максимальная окружная деформация стенки гильзы меньше минимальной окружной деформации впадины, а окружные деформации сильно варьировались в небольших областях. Это указывает на то, что локальный прогиб в профиле и пружинных линиях внутренней стенки больше похож на повреждение [37]. Распределение окружной деформации гребня сложное.Напряжение уменьшается от макушки к плечу, затем увеличивается от плеча к линии пружины, а затем уменьшается от линии пружины к перевернутой линии. Минимальная деформация и максимальная деформация появляются на плече и пружине соответственно. Осевая деформация впадины - это деформация растяжения, осевая деформация намного меньше окружной деформации, и влияние на трубу не учитывается, поскольку величина деформации слишком мала.

Результат распределения окружной деформации немного отличается от приведенного в литературе; это может быть вызвано различными методами уплотнения и материалами обратной засыпки во время установки трубы.Подробный отчет об измеренных окружных деформациях можно найти в исследовании Брахмана [19]. Брахман указал в статье, что максимальная окружная деформация впадины возникает у родниковой линии, а окружная деформация впадины на макушке больше, чем на перевернутой; окружная деформация гребня является наибольшей на линии пружины; и напряжение в перевернутом положении больше, чем в макушке. Осевая деформация гребня является растягивающей, за исключением пружинной линии.

На рис. 10 показано распределение деформаций трубы, когда засыпка под левым бутом рыхлая, а измеренная деформация сильно отклоняется от расчетной деформации, возможно, из-за расположения тензодатчика и влияния неоднородной опоры засыпки на трубка. Тем не менее, в пределах допустимого диапазона погрешности тенденции распределения общего согласия между измеренной деформацией и расчетной деформацией получены из конечно-элементной модели. Таким образом, считается, что трехмерная модель конечных элементов может обеспечить надежные результаты расчетного анализа для изучения механического отклика трубы в случае неоднородной засыпки, а установка модуля неплотной засыпки равным 3 МПа при численном моделировании считается надежностью. .

На основе трехмерной модели конечных элементов в следующей части изучается влияние рыхлой засыпки различных участков на деформацию и деформацию трубы под автомобильной нагрузкой. Распределение обсуждений окружной деформации выделено и считается более чувствительным индикатором деформации, а разница между окружной деформацией гильзы и окружной деформацией впадины рассматривается как индикатор возможности местного коробления.

5.Эффект рыхлой засыпки

Если уплотнение засыпки асимметрично, труба сжимается эксцентрично. При длительной нагрузке эксцентрическое сжатие трубы с большей вероятностью вызовет разрушение трубы. Поскольку спецификация требует внимания к уплотнению засыпки под окантовкой трубы, в этой части наиболее жесткие рассматриваемые условия могут превышать типичные расчетные условия. Некоторые условия уплотнения предназначены для левой и правой области уплотнения обратной засыпки, которые являются асимметричными; Изучено распределение деформации и деформация трубы под автомобильной нагрузкой.На возможность местного коробления указывает разница между окружной деформацией вкладыша и окружной деформацией впадины. Эта деталь использует статическую нагрузку 50 кПа и 3,28 м × 3,08 м для воздействия на грунт фундамента.

На рисунке 11 LE представляет истинную деформацию вдоль направления второй оси в ABAQUS, а локальные цилиндрические координаты трубы установлены в модели, поэтому LE22 указывает истинную окружную деформацию трубы. На Рисунке 12 «Стандарт» относится к деформации трубы под автомобильной нагрузкой, когда засыпка уплотняется в соответствии со спецификацией.«L01» относится к деформации трубы под нагрузкой транспортного средства, когда засыпка левой области Lay 01 является рыхлой.

5.1. Эффект рыхлой засыпки одинарной стороны

Распределение окружной деформации и смещения трубы, когда левое основание более мягкое (т. Е. Засыпка левой опоры 01 была рыхлой), показано на рисунках 11 и 12. Окружная деформация трубы внутренняя стенка увеличивается в небольшой области (например, 180–225 °), а затем сразу же уменьшается (например, 225–360 °).Максимальная окружная деформация внутренней стены появляется у правой пружинной линии, и эта точка определяется как наиболее опасная. Деформации лайнера и впадины снижаются на 13% и 15% соответственно на левом роднике. Хотя труба не находится в прямом контакте с рыхлой засыпкой, смещение трубы все равно увеличивается в нижнем левом углу трубы из-за мягкости фундамента. Внешняя стенка трубы подвергается отрицательному воздействию только рядом с перевернутым элементом, и деформация гребня на левой стороне трубы уменьшается.Это показывает, что правильное уменьшение жесткости основания трубы может уменьшить деформацию трубы.

Как показано на рисунках 13 и 14, это связано с низкой жесткостью засыпки под левым боком, что привело к тому, что окружная деформация внутренней стенки значительно больше, чем стандартная деформация от перевернутого к левая пружинная линия и убывает от левой пружинной линии к макушке. Максимальная деформация - около границы рыхлой засыпки и засыпки уплотнением; максимальная деформация впадины и лайнера увеличивается на 28% и 34% соответственно.Максимум разницы между деформациями долины и лайнера увеличивается на 27%. Более мягкая окантовка оказывает влияние на внешнюю стенку труб, которая простирается от области рыхлой засыпки до зоны уплотненной засыпки. Максимальная окружная деформация гребня увеличивается на 25% (положение перемещено от линии пружины к середине бедра). Левое бедро трубы стало наиболее опасным местом, где произошло локальное коробление и разрушение внешней стены. В то же время радиальное смещение в этой области также в основном менялось.Радиальное смещение участка трубы, ограниченного хорошо уплотненной засыпкой, не изменяется, а смещение оставшейся области увеличивается из-за ослабления опоры. Деформация «перевернутой формы» характеризуется уплощением в перевернутой и выступающей части бедра [38], и когда почва под поясом бедная, а почва над ней была хорошего качества, форма перевернутого сердца будет иметь форму [38]. 39]. Описание в этой части совпадает с выводом, сделанным Dhar et al.; плохая почва бедра привела к перераспределению деформации по окружности трубы; Концентрация деформации происходит в бедре [2].

Для трубы, заглубленной в грунт, где засыпка Lay 03 оставила область рыхлой, распределение деформаций показано на рисунках 15 и 16. Окружные деформации в впадине и хвостовике превышают стандартные деформации в зоне слева -пружина к левому плечу и меньше стандартной деформации в области от перевернутой к левой-пружинной линии.Максимальная деформация впадины и деформация гильзы увеличиваются на 26% и 33% соответственно. Разница между деформацией впадины и деформацией лайнера увеличивается на 27% в правом плече. Деформация гребня почти всей трубы увеличилась, и затем положение максимальной окружности гребня в этом случае смещается от линии пружины к левому плечу. Когда давление рыхлого грунта на трубопровод ослабевает, смещение трубы увеличивается около левого рессора и короны и уменьшается около левого плеча (т.е., 290–315 °), а остальные площади остаются без изменений.

Распределение окружной деформации на трубе при ослаблении левых участков Lay 01 и Lay 02 показано на рисунках 17 и 18. Окружные деформации хвостовика и впадины увеличиваются в области от перевернутой до пружинной линии (т. Е. 180 ° –270 °) и убыль в области от родника до макушки (т. Е. 270–0 °). Числовой результат показывает, что максимальная окружная деформация гильзы и впадины увеличивается на 16% и 13%, соответственно, вблизи линии левого рессора; разница между ними увеличивается на 12%, и здесь также находится часть, где наиболее вероятно возникновение местного коробления.Наиболее затронутая область окружной деформации гребня находится около перевернутого, а максимум перемещается от пружинной линии к перевернутому, увеличение на 5% возникло из-за неравномерности засыпки около перевернутого. Тем не менее, окружная деформация гребня от продольной левой ноги до макушки уменьшается. Большие осевые смещения на левой стороне трубы доказывают, что область обратной засыпки с низкой жесткостью под линией пружины, ограничивающей трубу, является слабой.

Хотя в этом случае рыхлая область трубы больше, приращение окружной деформации, вызванное рыхлой засыпкой, стало меньше; влияние рыхлой засыпки на максимальную деформацию трубы не просто положительно связано с размером рыхлой области.

На рисунках 19 и 20 показано, что напряжение на внутренней стенке трубы больше всего влияет на половину участка трубы (т. Е. 270–90 °), когда левые стороны Lay 01 и Lay 03 ослаблены. Напряжение увеличивается на участке и достигает максимума на левой пружинной линии. Максимум впадины и лайнера увеличивается на 28% и 23% соответственно, а разница между двумя деформациями увеличивается на 21%. Окружная деформация гребня сильно колебалась на коронке, а максимальная деформация перемещается от линии пружины к макушке и увеличивается на 20%.Величина изменения смещения небольшая, в основном отражается в увеличении макушки и области левого бедра.

Когда засыпка на левой стороне Lay 02 и Lay 03 была рыхлой, структурное поле определяло деформацию и деформацию трубы (Рисунки 21 и 22). Когда правая сторона трубы поддерживается хорошо уплотненной засыпкой, окружные деформации внутренней стенки увеличиваются. На левой стороне трубы, контактирующей с рыхлой засыпкой, окружные деформации внутренней стенки увеличиваются только в небольшом участке вблизи пружинной линии, а остальная деформация уменьшается.Величины двух пиковых значений на спринглайне не сильно различаются. Максимальная деформация гильзы и ендовы увеличивается на 22% и 14% соответственно, разница увеличивается на 13%. Около макушки увеличивается окружная деформация гребня, которая более заметна на левой стороне. Еще одна область, где увеличилась окружная деформация гребня, - от левого бедра к правому; возле левого бедра появляется максимальное значение, которое увеличивается на 15%. Кроме того, рыхлая засыпка на левой стороне вызвала увеличение осевого смещения на левой стороне трубы.

Предполагается, что в крайних случаях засыпка с левой стороны трубы является рыхлой, а деформация и смещение трубы показаны на рисунках 23 и 24. Окружная деформация впадины и хвостовика увеличивается на пружинных линиях и Напряжение на правой пружинной линии увеличивается еще больше и достигает максимального значения, хотя правая сторона трубы окружена хорошо уплотненной засыпкой. Максимум окружной деформации впадины увеличивается на 17%, а максимум окружной деформации гильзы увеличивается на 24%, разница, которую можно использовать для указания возможности местного коробления, увеличилась на 14%.Полностью изменяется закон распределения деформации по окружности гребня, и появляется максимальное значение около макушки, которое увеличивается на 15%. Окружная деформация гребня в большинстве областей около инверта увеличивается, и наиболее уязвимое место внешней стенки появляется на вершине и инверте. При совместном действии верхнего выдавливания грунта и ослабления окружающей засыпки радиальное смещение трубы в рыхлой зоне явно увеличивается.

5.2. Эффект неплотной засыпки с обеих сторон

Распределение окружной деформации и прогиб являются сложными, когда совместное действие левой стороны Lay 01 и правой стороны Lay 02 является слабым (Рисунки 25 и 26).Можно обнаружить, что окружная деформация внутренней стенки уменьшилась или осталась постоянной в вышеуказанной половине области (т. Е. 270–90 °), где она контактирует с плотной засыпкой, а деформация внутренней стенки в нижней половине области увеличивается. . Около правого бедра окружные деформации внутренней стенки максимальны; деформация гильзы увеличивается на 38%, деформация впадины увеличивается на 32%, а разница между деформациями в гильзе и впадине увеличивается на 30%, что оказывает наибольшее влияние на окружную деформацию гребня в перевернутом положении; напряжение гребня увеличивается из-за плохой поддержки региона.Максимальное сжатие увеличивается на 30% (положение перемещается от линии пружины к бедру). Кроме того, профиль деформации все еще является «деформацией сердца», но величина осевого смещения больше. Причина в том, что неплотная засыпка под бедром привела к ослаблению опоры трубы, и в этой плохой ситуации усугубляется слабость левого основания.

Как видно из рисунков 27 и 28, окружная деформация в облицовке или впадине увеличивается в области, поддерживаемой рыхлой засыпкой, когда засыпка левой стопы 01 и правой стопы 03 является неплотной.Вблизи правой линии рессоры максимальная деформация гильзы увеличивается на 40%, а максимальная деформация впадины увеличивается на 33%. Для окружной деформации гребня рыхлая засыпка сильно пострадала около коронки, а максимум пришелся на правое плечо и увеличился на 19%. Однако радиальное смещение уменьшается от заплечика до пружинной линии, и смещение левой стороны трубы увеличивается.

На рисунках 29 и 30 показаны рассчитанные значения окружной деформации и смещения при условии, что засыпка Lay 02 слева и Lay 03 справа является рыхлой.Окружные деформации внутренней стены увеличиваются и уменьшаются в области вокруг рыхлой и хорошо уплотненной засыпки соответственно. Имеются два максимальных значения окружной деформации впадины в двух областях, поддерживаемых рыхлой засыпкой, и величины этих двух максимальных значений почти равны. Закон изменения окружной деформации лайнера аналогичен закону деформации долины. Максимальная деформация лайнера и ендовы увеличивается на 48% и 39% соответственно. Положение, наиболее подверженное локальному короблению, находится рядом с линией пружины, и изменение смещения в этой точке также является наибольшим.

Реакция деформации гребня на жесткость засыпки более чувствительна и сложна. Распределение деформации гребня полностью отличается от распределения при стандартном уплотнении, а стандартная деформация меньше. Деформация изменилась в основном около макушки и пружины, а максимум проявляется на левой бедре и увеличился на 32%. В областях, поддерживаемых рыхлой засыпкой, радиальное смещение сильно увеличивается, и максимальное значение появляется около левого бока.

Разрушение трубопровода обычно начинается с положения максимальной деформации, и местное продольное изгибание наиболее вероятно происходит в положении максимальной разницы между окружной деформацией хвостовика и окружной деформацией впадины. В таблице 5 приведены приращения максимальной деформации трубы в различных местах при указанных выше десяти условиях обратной засыпки.

960765 58 960 58

20

9 9075 32

Состояние Гребень (%) Долина (%) Вкладыш (%) Разница между деформацией впадины и деформацией лайнера (%)
L01 0 0 0 0
L02 25 28 34 27 18764
9075 9075 907 907 907 907
L01-L02 5 13 16 12
L01-L03 20 28 23
22 13
L01-L02-L03 15 17 24 14
L01-R02 30 9076 4 32 38 30
L01-R03 19 33 40 42
L02-R03 9075 9075

Реакция трубы на рыхлую засыпку зависит не только от размера области с рыхлой засыпкой, но и от ее расположения, а расположение области с рыхлой засыпкой является критичнее, чем размер.Можно обнаружить, что труба предъявляла более высокие требования к уплотнению обратной засыпки в окружающей трубе (т. Е. Lay 02 и Lay 03), особенно к засыпке вута (т. Е. Lay 02). В случае рыхлой местной засыпки максимальное значение окружной деформации футеровки более восприимчиво, чем изменение окружной деформации впадины. Однако для основания трубы надлежащее снижение жесткости засыпки может снизить деформацию трубы. Когда Lay 02 и засыпка с прилегающей областью свободны на левой стороне трубы, хотя диапазон засыпки с низкой жесткостью расширился, вариация максимальной деформации трубы уменьшается.Когда рыхлая область засыпки распределяется слева и справа, асимметрия жесткости засыпки увеличивается, и максимальное приращение деформации больше, чем когда левая сторона однослойной засыпки рыхлая и имеет больше возможностей для местного коробления. трубы встречается.

6. Заключение

В документе сравнивается измеренное значение и расчетное значение для подземных двустенных гофрированных труб из ПНД, что показало, что трехмерная модель конечных элементов может быть эффективно использована для расчета деформации трубы под структурным полем.На основе конечно-элементной модели было изучено распределение деформации трубы под внешней нагрузкой. Были сделаны следующие выводы: (1) Тенденции распределения деформации облицовки и впадины очень похожи, и максимальная деформация внутренней стенки часто возникает около линии пружины, которая является областью, которая, скорее всего, будет локально изгибаться (2). ) Когда труба закапывается в хорошо утрамбованный грунт, наиболее опасным местом на внешней стене является отвод. Тем не менее, если засыпка вокруг трубы рыхлая, наиболее очевидное изменение окружной деформации гребня происходит около венца или перевертыша.(3) Когда в засыпке вокруг трубы имеется рыхлый участок, рядом с границей раздела между рыхлым участком засыпки и хорошо уплотненным участком, часто возникает максимальная окружная деформация, и точка, в которой радиальное смещение трубы изменяется наиболее часто. совпадает с максимальной точкой окружной деформации впадины. (4) Реакция трубы на рыхлую засыпку зависит не только от размера рыхлой зоны засыпки, но также и от местоположения зоны, и местоположения зоны при рыхлой засыпке важнее размера.(5) Уплотнение засыпки под навесом имеет наибольшее влияние на деформированное состояние и деформацию трубы. Таким образом, в процессе строительства необходимо убедиться, что степень уплотнения обратной засыпки в данном регионе была достаточно хорошей для требований спецификации.

Доступность данных

В статью включены данные рисунков и таблиц, использованные для подтверждения результатов этого исследования. Кроме того, конечно-элементные модели доступны у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Благодарности

Авторы выражают признательность за финансовую поддержку, оказываемую Национальной программой ключевых исследований и разработок Китая (№ 2016YFC0802400), Национальным фондом естественных наук Китая (№ 51978630, 51678536), Программой научных и технологических инноваций. Таланты в университетах провинции Хэнань (грант №19HASTIT043), Фонд исследований выдающихся молодых талантов Университета Чжэнчжоу (1621323001) и Программа инновационной исследовательской группы (в области науки и технологий) Университета провинции Хэнань (18IRTSTHN007).

Повышение жесткости и прочности грунтов обратной засыпки за счет оптимизации процедур и спецификаций уплотнения

Вибрационное уплотнение - наиболее эффективный способ уплотнения крупнозернистых материалов. Влияние частоты и амплитуды вибрации на плотность уплотнения различных материалов обратной засыпки (п.В данном исследовании изучались 4 природного песка (каменный песок № 24 и агрегаты № 5, № 8, № 43). Тестовые материалы были охарактеризованы на основе размеров частиц и параметров морфологии с использованием техники анализа цифровых изображений. Проведены мелкомасштабные лабораторные испытания на уплотнение с переменной частотой и амплитудой колебаний с использованием вибромолота и вибростола. Результаты показывают увеличение плотности с увеличением амплитуды и частоты вибрации. Однако увеличение плотности с увеличением амплитуды колебаний более выражено для крупных заполнителей, чем для песков.Сравнение максимальной плотности в сухом состоянии различных материалов для испытаний показывает, что значения плотности в сухом состоянии, полученные после уплотнения с использованием вибромолота, больше, чем значения, полученные после уплотнения с использованием вибростола при наивысшей амплитуде и частоте вибрации, доступной в обоих устройствах. В полевых условиях для засыпки грунта № 30 были проведены крупномасштабные испытания на уплотнение с помощью вибрационного катка для наблюдения за влиянием частоты вибрации и количества проходов на плотность уплотнения. Датчики акселерометра были прикреплены к барабану катка (Caterpillar, модель CS56B) для измерения частоты вибрации для двух различных настроек вибрации, доступных для катка.Результаты испытаний этого катка и почвы показывают, что более высокий уровень вибрации более эффективен. Испытания на прямой сдвиг и испытания на прямой сдвиг на границе раздела проводились для изучения влияния характеристик частиц крупнозернистых материалов обратной засыпки на сопротивление сдвигу на границе раздела фаз. Была обнаружена уникальная взаимосвязь между нормализованной шероховатостью поверхности и отношением угла трения на границе раздела в критическом состоянии между песчано-гравийной смесью со сталью и внутренним углом трения в критическом состоянии песчано-гравийной смеси.

Финансирование

Совместная программа исследований в области транспорта

История

Тип степени

Магистр наук в области гражданского строительства

Департамент

Гражданское строительство

Расположение кампуса

Руководитель 9/0002 West Lafayette Председатель комитета Д-р Моника Прецци

Советник / Супервайзер / Сопредседатель комитета

Д-р Родриго Сальгадо

Член дополнительного комитета 2

Др.

About the author

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *