Проверка уплотнения грунта плотномером

Измерение плотности материалов является простым способом предварительной оценки их качества. И, если с плотностью компактированных материалов всё достаточно просто – следует разделить массу тела на его объём, то с пористыми или порошковыми, дело обстоит сложнее: надо учитывать оба показателя плотности — чистую и по насыпному весу грунта. Наиболее простым прибором, при помощи которого можно установить плотность грунтов, считается динамический плотномер.

Конструкция и модификации

Динамический способ измерения плотности заключается в том, что определённый объём сыпучего материала взвешивается при его естественном падении с непрерывном потоке. Метод неприменим, если грунт резко неоднороден по фракциям, или забор исходного материала происходит с глубины более 300 мм, поскольку в этом случае влажность образцов оказывается резко неравномерной.

Динамическая плотность с применением динамического плотномера Д-51 (имеется и модернизированная версия прибора Д-51А, используя которую, можно определять динамическую плотность глинистых грунтов) устанавливается по величине относительного сопротивления внедрению в поверхность материала испытательного инструмента (зонда), по мере его ударного внедрения вглубь.

1. Сменный наконечник конической формы.
2. Направляющая штанга.
3. Гиря.
4. Муфта-наковальня.
5. Ручка.

При помощи динамического плотномера Д-51 можно производить не только простое, но и двойное зонидирование, точность которого заметно выше. Для этого вместо наконечника к зонду присоединяют специальный плоский штамп, при помощи которого можно выполнить дополнительное компактирование материала. Такой способ эффективен для грунтов, характеризующихся переменными показателями своей влажности.

По схожей технологии действует и универсальный плотномер ДПУ «Кондор», также используемый для оценки плотности песка и супеси.

Как работать плотномером?

Эксплуатационные возможности прибора, которые определяют границу его применяемости, таковы:

• Максимальная глубина внедрения измерительного наконечника, мм – 300.
• Усилие ударного воздействия на грунт, кг – 2,5.
• Поперечный размер конуса зонда, мм – 16.
• Угол при основании конуса, град – 60.
• Поперечный размер уплотняющего штампа, мм – 100.
• Диапазон практической оценки значений плотности материалов, КУ – 0,84…1,01.

КУ – коэффициент уплотнения, под которым понимают отношение фактической плотности грунта к аналогичному параметру в его сухом состоянии, при условии неизменности состава. Показатель КУ нормируется техническими требованиями ГОСТ 22733-2002.

Замер показателя плотности производят при помощи штанги, которую соединяют с наконечником. Для этого используют муфту-наковальню. В таком виде устройство динамический плотномер вертикально устанавливают на ровную поверхность, и, применяя гирю, вводят наконечник в материал. Глубину внедрения можно регулировать при помощи имеющейся на корпусе ручки, которая ограничивает высоту падения гири. Глубина должна быть достаточной, чтобы наконечник соприкоснулся с поверхностью наковальни. Для оценки плотности используют прилагаемые к плотномеру таблицы. В них приводятся графики зависимости количества ударов гири (которые следует нанести, чтобы измерительный стержень опустился на необходимую глубину) от коэффициента уплотнения.

Обычно указанные таблицы соответствуют наиболее распространённым типам грунтов – супесей, суглинков, пылевидного и мелкого песка.

В версии плотномера Д-51М имеется электронный блок-приставка, применение которого позволяет значительно повысить точность результатов зондирования грунта.

Как проверяется грунт по коэффициенту уплотнения?

Практическое применение таблиц заключается в том, что по шкале ординат выбранной таблицы проводится горизонтальная линия, отмечающая количество ударов, нанесённых гирей. После этого находим пересечение этой горизонтали с параболической кривой, соответствующей выбранному типу грунта и от этой точки восстанавливается перпендикуляр к оси абсцисс. В этом месте и считывается значение коэффициента уплотнения.

Если исследуемый грунт визуально неоднороден, то рядом – не ближе 300 мм от точки предыдущего внедрения зонда – производят следующий замер. Чрезмерное сближение точек измерения часто сопровождается обрушением полости, и искажает результат.

Рекомендуется вначале выполнить не менее 20 ударных циклов, чтобы обеспечить устойчивое заглубление измерительного зонда в исследуемый грунт. Затем, при следующих ударах, уже регистрировать в журнале их количество, тогда результат можно использовать для последующих работ с таблицами. Извлечение динамического плотномера Д-51 из грунта выполняют при помощи ручки.

Перед оценкой значений уплотнения рекомендуется установить относительную влажность исследуемого материала. Рекомендуется применять методики, которые установлены в ГОСТ 27733-2002 и в ГОСТ 5180-84.

Особенности применения метода двойного зондирования

Относительно грунтов, характеризующихся неоднородной влажностью определение динамической плотности выполняют в два этапа. Первый проводят так, как описано выше. При повторной оценке плотности используют штамп-основание. Для этого рядом с первичной лункой делают круглую в плане выемку диаметром 100 мм и глубиной 250 мм. Штамп строго вертикально помещают на дно и не менее, чем 40 циклами ударной нагрузки производят окончательное уплотнение грунта. Те слои грунта, которые оказываются в штампе, должны быть не менее 50 мм по высоте. Их также доуплотняют аналогичным способом.

После выравнивания грунта, находящегося над скважиной, штамп извлекают и забранный им объём тестируют на плотность указанным ранее способом, используя специальную таблицу, приведённую в паспорте динамического плотномера.

Плотномеры — это специальные строительные приборы, с помощью которых прямо на строительной площадке можно измерить плотность и степень уплотнения грунта и оценить его несущую способность. Плотномеры применяются для контроля качества уплотнения грунта при подготовке оснований под автомобильные и железные дороги, под фундаменты зданий, а так же для оценки качества уплотнения грунта после обратной засыпки котлованов и траншей фундаментов.

Суть работы плотномера заключается в следующем: прибор создаёт давление на поверхность грунта и измеряет деформацию грунта под этой силой. Таким образом с помощью плотномера можно определить максимальную нагрузку, которую может выдержать подопытный грунт без деформации.

Плотномеры можно применять для определения плотности грунтов, содержащих не более 25% частиц размером более 2 мм, то есть для песка, супеси, суглинка и глины.

По принципу действия плотномеры делятся на динамические и статические.

Статический плотномер для грунта

Статический плотномер состоит из рабочего наконечника, переходного стержня и рукоятки с динамометром. Рабочий наконечник представляет собой усечённый конус, он крепится через переходный стержень к рукоятке и углубляется в грунт. Далее человек берётся за рукоятку и давит на плотномер, а силоизмерительное устройство — динамометр — показывает величину оказываемого усилия в кгс/см2. Постепенно усиливая воздействие, можно определить ту нагрузку, которую способен выдержать грунт.

Динамический плотномер для грунта

При подготовке оснований под фундамент или при уплотнении грунта при обратной засыпке необходимо обеспечить степень уплотнения грунта 0,95-0,98. С помощью динамического плотномера можно измерить коэффициент уплотнения грунта. Динамический плотномер так же имеет рабочий наконечник, который заглубляется в грунт, направляющий стержень, наковальню, ударную гирю и ограничитель с затворным механизмом. Измерение плотности грунта происходит так: рабочий наконечник углубляется в грунт на 20 см, а затем забивают его ещё на 10 см с помощью ударной гири и считают количество ударов, которые для этого требуются. Техника удара: гирю поднимают вверх до ограничителя, отпускают затворный механизм, гиря падает на наковальню и создаёт нормированное усилие. По количеству ударов, необходимых чтобы забить плотномер на последние 10 см, определяется степень уплотнения грунта.

Примерные данные приведены в таблице:

Количество ударов	Коэффициент уплотнения грунтов (Ку)
	Песок	Супесь	Суглинок
9	—	0,91	—
10	0,91	0,92	—
11	0,92	—	—
13	0,93	0,93	0,90
14	—	—	0,91
15	0,94	—	—
16	—	0,94	—
17	—	—	0,92
18	—	0,95	—
19	0,95	—	0,93
21	—	0,96	—
22	0,96	—	0,94
26	—	0,97	—
27	0,97	—	—
28	—	—	0,95
30	0,98	—	—
35	—	0,98	—
36	—	—	0,96
37	0,99	—	—
44	1,00	—	0,97
49	—	0,99	—
52	—	—	0,98
57	—	—	0,99
58	—	1,00	—
63	—	—	1,00

Точные данные должны быть приведены в подобной таблице или в виде графика в паспорте плотномера.

Динамический электронный плотномер

Динамический электронный плотномер имеет электронно-вычислительное устройство, которое фиксирует измерения и на их основании рассчитывает показатели грунта. Такой плотномер состоит из съёмного штампа диаметром 150 мм или 300 мм, направляющего стержня, ударной гири, электронного устройства.

Для проведения измерения плотномер устанавливается на ровный участок грунта, на электронном устройстве задаётся количество испытаний, поднимается гиря до затворного механизма, затем затвор спускается, гиря падает и наносит удар, создавая нагрузку. Гиря может отскакивать вверх, и чтобы она не наносила повторный удар, её нужно подхватывать и поднимать обратно к затворному механизму.

Электронное устройство измеряет силу удара и деформацию грунта после каждого удара и на основе средних данных вычисляет максимально упругость грунта и допустимую нагрузку на него в МПа.

К этой статье есть подборка видео (количество видеороликов: 1)

В этой статье рассмотрены основные типы грунтов — скальный, крупнообломочный, песчаный и глинистый, каждый из которых имеет свои свойства и отличительные признаки.

Несущая способность грунтов – это его основанная характеристика, которую необходимо знать при строительстве дома, она показывает какую нагрузку может выдержать единица площади грунта. Несущая способность определяет, какой должна быть опорная площадь фундамента дома: чем хуже способность грунта выдерживать нагрузку, тем больше должна быть площадь фундамента.

Песчаный грунт более чем на половину состоит из частиц песка размером меньше 5 мм. В зависимости от размера частиц подразделяется на гравелистый, крупный, средний и мелкий. Каждый вид песка имеет свои свойства.

Глинистый грунт – это грунт, который более чем на половину состоит из очень мелких частиц размером менее 0,01 мм, которые имеют форму чешуек или пластин. К глинистым грунтам относятся супесь, суглинок и глина.

Коэффициент уплотнения грунта — это безразмерный показатель, исчисляющийся как отношение плотности грунта к его максимальной плотности и показывает насколько хорошо уплотнён грунт.

Плотность грунта – одна из важнейших характеристик в проектной документации, поскольку она в дальнейшем определяет величину усадки фундамента. Так же от плотности может зависеть оптимальный выбор техники, с помощью которой будут проводиться земляные работы. Для определения плотности лаборатория «СтройЛаборатория СЛ» использует метод режущего кольца, который позволяет получить результаты в течение 2-х дней.

Основные ГОСТы применяемые при испытании грунта:

• ГОСТ 21718-84. Материалы строительные. Диэлькометрический метод измерения влажности.
• ГОСТ 5180-2015. ГРУНТЫ. Методы лабораторного определения физических характеристик.
• ГОСТ 29269-91. ПОЧВЫ. Общие требования к проведению анализов.
• ГОСТ 12536-2014. ГРУНТЫ. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава.
• ГОСТ 22733-2002. ГРУНТЫ. Метод лабораторного определения максимальной плотности.
• ГОСТ 25584-90. ГРУНТЫ. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации.

Прайс-лист

Наименование испытания/Вид работ	Ед.	Стоимость за единицу, руб., без НДС
Определение плотности грунта методом режущего кольца	1 проба	от 650,00
Определение коэффициента уплотнения грунта с помощью приборов ДПУ, СПГ	1 участок	от 450,00
Анализ свойств грунта (определение влажности, плотности, максимального стандартного уплотнения)	1 проба	от 3500,00
Испытание образцов песчано-гравийной смеси в соответствии с требованиями РД 34.20.506 по показателям:

— весовое соотношение плотность

— удельное тепловое сопротивление

1 проба от 4900,00

** Приведенные выше цены на работы являются приблизительными и для каждого заказчика рассчитываются индивидуально.

Цели проверки уплотнения грунта:

Соблюдение нормативных и проектных показателей плотности грунта является важнейшим залогом надежности и устойчивости будущих сооружений. Определение коэффициента уплотнения грунта на стадии строительства дорог, жилых или производственных зданий – это обязательное условие дальнейшего продолжения работ. При значительных отклонениях полученных результатов от прогнозируемых значений, трамбовку песчаного слоя придется осуществлять повторно, что влечет дополнительные финансовые потери.

Определение коэффициента уплотнения грунта

В соответствии с нормативными требованиями, весь процесс получения данных можно условно разделить на несколько этапов:

• — визуальное изучение территории, определение наиболее проблемных участков;
• — песок (грунт) в точке замеров расчищается, при необходимости снимаются несколько сантиметров покрытия;
• — плотномер устанавливается в месте наблюдения, и под воздействием физической силы внедряется в слой песка (грунта);
• — данные, полученные с динамометра, привязываются к точке, числовое значение фиксируется и наносится на схему.

После проведения анализа результатов, дается заключение о реальном уплотнении грунта или песка, а также предоставляются рекомендации, касающиеся проведения дополнительных мероприятий, направленных на оперативное устранение проблем.