Коэффициент разрыхления песка: Строительство: три главных коэффициента песка
Строительство: три главных коэффициента песка
Песок как природный материал может иметь разный состав и свойства. Это важно учитывать при проектировании и строительстве. Свойства песка отражают их показатели – коэффициенты уплотнения, фильтрации и разрыхления.
Коэффициент уплотнения
Благодаря порам между частицами, песок может иметь разную плотность. Разработка и погрузка уменьшает её, транспортировка, укатка, трамбовка – увеличивают. Заранее рассчитать эти изменения и помогает коэффициент уплотнения (Купл). Как его вычисляют? Высушив пробу песка, делят её массу на объём и узнают изначальную плотность. А в справочных таблицах есть полученные в лабораториях показатели максимальной плотности. Отношение первой величины ко второй и есть коэффициент уплотнения. Эта отвлечённое число (от 0 до 1), не имеющее единицы измерения.
Для чего важно знать Купл? В проектной документации сооружения обязательно указывается, каким он должен быть в каждом конкретном случае. И исполнителю работ необходимо уплотнить слой песка до заданной величины.
На практике часто используется коэффициент относительного уплотнения. Это отношение плотности сухого, уплотнённого до нужной величины песка, к его исходной плотности (например, при погрузке в карьере). Зная этот коэффициент, можно рассчитать реальное количество закупаемого материала, а значит, и транспортные расходы, продолжительность работ и др.
Коэффициент фильтрации
Благодаря пористости песка, влага проникает через его слой довольно свободно. Недаром даже сложилась поговорка: «как вода в песок». Вода движется сквозь разные типы песка с разной скоростью. Эту скорость и отражает коэффициент фильтрации (Кф). Он показывает, сколько метров в сутки проходит влага в данном песке. Стандартные величины Кф приведены в справочниках.
Учесть Кф особенно важно, если слой песка используют для дренирования и защиты от промерзания (основание проезжей части и обочины дорог, садово-парковые дорожки), для очистки сточных вод. Для этих целей, кстати, нужен песок с высоким Кф.
Водопроницаемость песка зависит от размера его частиц, количества и характера примесей. Мелкие частицы глины, пыли, заполняя поры, тормозят продвижение влаги. У крупнозернистого, хорошо промытого прибрежного речного песка Кф=5–20 м/сутки, тогда как у песка из карьера показатель намного ниже (Кф=0,5–7 м/сутки).
Зная Кф, можно оценить и пригодность песка для строительных смесей. Низкий Кф означает большое количество примесей, снижающих качество песка. Песок с высоким Кф дороже, имеет смысл выбирать его для изготовления бетона, тротуарной плитки, кладки кирпича, устройства стяжек. Если Кф невысок, песок вполне пригоден для пластичных штукатурных смесей, поднятия уровня земельного участка, засыпки ям и траншей. К тому же, такой песок дешевле.
Коэффициент разрыхления
В ходе работ с песком его масса не только уплотняется, но и разрыхляется. Во время выемки из карьера, рытье котлована и т. п. объём песка увеличивается. Учесть это при проектировании и выполнении работ помогает коэффициент разрыхления (Кр). Вычисляется он в процентах как отношение объёма рыхлого грунта к его первоначальному объёму. Величина Кр зависит от состава песка, его изначальной плотности и влажности (у влажного песка она выше).
Как правило, для расчётов берут из справочников готовый, уже вычисленный специалистами коэффициент. Чтобы рассчитать объём рыхлого песка, нужно знать его объём в уплотнённом состоянии.
Пример. Необходимо рассчитать транспортные расходы на перевозку песка, изъятого при разработке прямоугольного котлована с вертикальными стенками. Размеры котлована: 15 х 30 м, глубина 3 м, грунт – влажный песок. Задача решается так:
- определяем объём котлована: V=15 х 30 х 4 =180 (м?). Это объём изымаемого грунта в естественном состоянии;
- находим в справочнике Кр для влажного песка = 1,1–1,25%. Принимаем его, допустим, за 1,2%.
- рассчитываем объём разработанного разрыхлённого песка: V1 = 180 х 1,2 = 216 (м?).
Это и есть реальный объём песка, который предстоит вывезти.
Нередко Кр называют коэффициентом начального разрыхления и используют ещё и коэффициент остаточного разрыхления (Ко). Он показывает, насколько больше по сравнению с природным состоянием будет объём слежавшегося и уплотнённого песка. Ко применяют, когда песок собираются складировать, засыпать им траншеи и др.
Коэффициент разрыхления грунта – Энциклопедия по машиностроению XXL
Средняя работа операции копания при расчетном коэффициенте наполнения ковша, равном коэффициенту разрыхления грунта, составит [c.216]Принимаем коэффициент наполнения ковшей = 0,9 коэффициент разрыхления грунта (согласно табл. 7.1) Гр = 1,3. При условии достаточной мощности привода технически возможную производительность найдем по формуле (7.2) [c.235]
Коэффициент разрыхления грунта 201 Коэффициент трансформации 70 Коэффициент трения 39 Коэффициент уплотнения грунта 201, 268 Кран-балки 184 Краны 139, 161
[c. 366]
Таблица 115 Коэффициент разрыхления грунта |
Кр — коэффициент разрыхления грунта (табл. 9) [c.30]
В мягких грунтах забой разрабатывают прямой лопатой так, чтобы каждое последующее резание несколько перекрывало предыдущее (рис. 29). Величина перекрывания а возрастает с увеличением толщины стружки, высоты забоя и коэффициента разрыхления грунта. [c.86]
Ср — коэффициент разрыхления грунта [c.412]
Коэффициент влияния разрыхления грунта /[c.294]
Здесь k — коэффициент наполнения ковша ftp— коэффициент разрыхления грунта — коэффициент влияния трудности разработки.
[c.189]
Кр – коэффициент разрыхления грунта Ку – коэффициент, учитывающий уклон местности. [c.5]
Воронки обрушения образуются в породах с низким коэффициентом разрыхления, близким к единице, как, например, в аллювиальных грунтах Невадского полигона (рис. 22). При взрывах в крепких породах, подобных граниту, с коэффициентом разрыхления 1,3—1,5, если приведенные ЛНС значительно превышают оптимальный диаметр и глубины видимых воронок быстро достигают нулевых значений, то вместо воронок обрушения образуются выступающие над первоначальным уровнем поверхности купола дробленой породы (рис. 23). [c.57]
При разработке грунты увеличиваются в объеме за счет образования пустот между кусками. Степень такого увеличения объема оценивают коэффициентом разрыхления, равным отношению объема определенной массы грунта после разработки к ее объему до разработки (табл. 7.1). Значения коэффициента разрыхления колеблются от 1,08. .. 1,15 для песков до 1,45. .. 1,6 для мерзлых грунтов и скальных пород. После укладки грунта в отвалы и естественного или принудительного уплотнения степень их разрыхления уменьшается. Ее оценивают коэффициентом остаточного разрыхления (от 1,02. .. 1,05 для песков и суглинков до 1,2. .. 1,3 для скальных пород).
Коэффициент динамичности 36 Коэффициент остаточного разрыхления грунта 201 [c.366]
Коэффициент, учитывающий разрыхление грунта [c.237]
Коэффициент разрыхления /fep Категория грунта [c.240]
Коэффициент разрыхления грунта вводится в формулу производительности потому, что она должна отражать фактическое количество разработанного грунта, или, как говорят, объем грунта в плотном теле . Коэффициент использования машиньг по времени показывает отношение времени чистой работы к общему затраченному времени. Так, если, например, коэффициент равен 0,8, это значит, что 8/10 всего рабочего времени машина была использована на разработке грунта, а 2/10 — простаивала.
III – 9,44 IV – 13,73 V – 17,38 VI – 23,40 VII – 26,88 VIII – 33,14 масса скрепера = 25400 кг, в т. ч. тягача = II550 кг вместимость ковща q = 12 м ширина резания В = 3,03 м наибольшее заглубление 250 мм толщина отсыпаемого слоя = 450 мм разрабатываемый грунт – суглинок плотностью у = 1,7 т/м , коэффициент разрыхления кр = 1,3, удельное сопротивление резанию = 95 кПа участок разработки горизонтальный суммарная протяженность трассы транспортирования без уклонов – 1,6 км, с подъемами 8° – 0,5 км, со спусками 10° -0,9 км. [c.244]
Коэффициент уплотнения песка при трамбовке и транспортировке, таблица
Все нерудные сыпучие стройматериалы обладают пористой структурой — между частицами, из которых они состоят, находятся полости, наполненные воздухом. Поэтому любое длительное или сильное механическом воздействии меняет их плотность за счет удаления воздуха из пор или насыщения газом, то есть плотность постоянно меняется.
Оглавление:
- Описание показателя
- От чего зависит коэффициент?
- Плотность песчаного грунта
Что такое уплотнение?
Песок может быть и основой грунта. При любых земляных работах (рытье траншей или котлованов, трамбовка их дна) на песчаной почве также происходит изменение плотности. В строительстве для расчетов используют следующие параметры: насыпную плотность — отношение веса к объему в неутрамбованном состоянии; коэффициент уплотнения.
КУпл показывает, во сколько раз уменьшился объем после какого-либо механического воздействия. Его применяют во время выполнения следующих видов работ:
- устройство фундаментных подушек;
- подсыпка при строительстве или ремонте дорог;
- обратная засыпка траншей, их трамбовка;
- заполнение емкостей;
- определение соотношения компонентов различный строительных растворов или смесей.
Типы воздействий, которые меняют насыпную плотность:
- рыхление, промывка в процессе добычи;
- сила тяжести во время хранения;
- рыхление при погрузке на транспорт;
- тряска в процессе перевозки;
- трамбовка;
- рыхление во время обратной засыпки траншей или котлованов.
При расчетах необходимо учитывать, что параметр многократно подвергается изменениям.
Стандартная величина КУпл
Коэффициент уплотнения обязательно должен быть указан в документах при покупке любого песка. Особенно важен этот показатель, если цена установлена за единицу объема (м3) товара. Транспортировка его к заказчику неизбежно сопровождается трамбовкой. Для расчетов необходимого количества для конкретного вида работ нужно точно знать, на сколько меняется объем. Стандартный КУпл строительного песка — от 1,05 до 1,3. На эту цифру умножают требуемый объем. То есть, чтобы получить 1м3, заказывают от 1,05 до 1,3 м3.
От чего зависит:
- Место и способ добычи. Речной песок отличается от карьерного однородностью и более крупным размером частиц, что снижает значение параметра. То есть при транспортировке, прочих действиях его трамбовка меньше, чем у добытого в карьере.
- Количество примесей. Чем их меньше, тем больше показатель уплотнения.
- Вид транспорта. Минимальная трамбовка происходит, если его доставляют по морю, немного больше меняется объем при применении железных дорог, максимальная — во время перевозок автотранспортом.
- Расстояние. Длительность тряски во время перевозке напрямую связана с изменением объема сыпучего материала. Если нужна транспортировка на большие расстояния, делают запас не менее 30 % (КУпл 1,3).
- Тип оборудования. Если приходится уплотнять грунт ручными приспособлениями, то КУпл меньше, чем при использовании вибротрамбовок, виброплит или катков.
- Влажность. У сырого песка поры между частицами заполняются каплями воды, поэтому плотность под воздействием любых факторов меняется незначительно.
При земляных работах пользуются специальной таблицей с нормами КУпл.
Тип работ | Значение |
Засыпка пазух | 0,98 |
Обратная засыпка траншей | 0,98 |
Обратная засыпка котлованов | 0,95 |
Ремонтные у дорог | 0,98-1 |
Приведенный параметр используют не так, как КУпл при учете потерь объема после перевозки — необходимое количество не умножают, а делят на коэффициент.
Возможно, вас заинтересует статья Значения плотности для различных видов песка.
Коэффициент уплотнения песчаного грунта
Отношение фактической его плотности (в сухом виде) к максимально возможной.
Толщина слоя, см | 0 | 0,05-0,20 | от 0,20 |
до 200 | 0,91 | 0,93 | 0,94 |
от 200 до 400 | 0,92 | 0,94 | 0,95 |
от 401 до 600 | 0,93 | 0,95 | 0,96 |
от 601 | 0,94 | 0,96 | 0,97 |
Указанными параметрами пользуются так же, как при расчетах засыпки или ремонтных работах.
Есть еще одна используемая величина — коэффициент относительного уплотнения. Это показатель отношения требуемой плотности грунта, рассчитанной с учетом КУпл, к принятой при вычислении объемов.
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.
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.
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: