ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ГРУНТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОБОРА СТАРДАРТНОГО УПЛОТНЕНИЯ
СоюзДорНИИ
В практике строительства часто прибегают к искусственному уплотнению грунтов с целью повышения их плотности, несущей способности, уменьшения водопроницаемости и осадок оснований. При уплотнении оснований обязателен контроль за качеством работ.
На процесс уплотнения наибольшее влияние влажность грунта. Установлено, что с изменением влажности грунта изменяется его способность уплотняться. Влажность, при которой достигается наибольшее уплотнение грунта называется оптимальной влажностью, а максимальная плотность, соответствующая этой влажности называется оптимальной плотностью грунта.
За показатель уплотнения обычно принимается удельный вес грунта в сухом состоянии γd(удельный вес скелета грунта) или сопротивление динамическому заглублению наконечника при использовании ударника СоюзДорНИИ. Ударник СоюзДорНИИ удобен для контроля степени уплотнению непосредственно на стройплощадке. В лабораторных условиях для определения оптимальной влажности и оптимальной плотности грунта используется прибор стандартного уплотнения СоюзДорНИИ..
Оптимальная влажность определяется проведением опытов с уплотнением грунта при нескольких значениях влажности (меньше максимальной молекулярной влагоемкости - см. Лабораторную работу №1).
При влажности грунта меньшей оптимальной минеральные частицы грунта требуют больших усилий для их сближения. При большей влажности, когда все поры заполнены водой и она воспринимает значительную часть нагрузки уплотнения, сближение частиц также затруднено и возможно разжижение грунта, особенно в супесях и песках. Поэтому работы по уплотнению грунтовых оснований целесообразно вести при оптимальной их влажности.
Количество воды, необходимое для увлажнения грунта до оптимальной влажности определяется по формуле:
Q=γw•V•(Wopt-W)
где Wopt - оптимальная влажность грунта (относительные единицы);
W- влажность грунта (относительные единицы);
γw - удельный вес воды, г/см;
V - объем образца грунта, см.
Последовательность проведения опытов.
1. Определяется вес разъемного цилиндра и поддона q1=_________Н
2 Грунт естественной влажности укладывается в толстостенный цилиндр до верхней его кромки слоями по 3-4 см с легким уплотнением поршнем.
3. Определяется вес прибора с грунтом q2.
4. Прибор собирается на рабочем месте с закреплением фиксатора на высоте 30 см от верха сбрасываемого груза.
5. Сбрасывается груз с высоты 30 см отдельными залогами по 15 ударов (число залогов для песков - 5, для глинистых грунтов - не менее 8) с измерением осадки грунта после каждого залога. Если при последних залогах разность в осадке не превысит 1 мм, то опыт заканчивается и производится отбор пробы грунта для определения влажности.
6. Результаты испытаний заносят в таблицу 15.
Высота цилиндра Н =_______ см.
Внутренний диаметр цилиндра В = _______см.
Объем цилиндра V=πD2H/4, V=__________см3
Таблица 15. Результаты испытания грунтов
№№ залога | вес цилиндра и поддона | удельный вес, г/cм3 | влажность грунта W | Осадка образца S, см | ||
пустой q1 | с грунтом q2 | грунта γ | скелета грунта γd | |||
Расчетные формулы:
Удельный вес грунта перед уплотнением:
γ=(q2-q1)/V=(_____-_____)/______=______Г/см3.
Удельный вес скелета грунта перед уплотнением:
γd= γ /(1+W)=______/(1+W)=_______г/см3.
Удельный вес скелета грунта после i-го залога:
γd,i= γdH/(H-Si)=_______/______=________ г/см3.
γd, г/см3
105 120 |
число ударов n
Рис. 9. График зависимости плотности скелета грунта от числа ударов при стандартном уплотнении грунта.
Работу выполнил
Работу принял
Дата «_____» 201 г.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 16. Нормативные значения удельного сцепления с, утла внутреннего трения φ и модуля деформации Ео для песчаных грунтов четвертичных отложений(табл. I, приложение 1 СНиП 2.02.01-83)
Наименование грунта | Характеристика грунта | Значение характеристик грунтов при коэффициенте пористости е равном | |||
0.45 | 0.55 | 0.65 | 0.75 | ||
гравелистые и крупные пески | с φ Ео | - | - - - | ||
пески средней крупности | с φ Ео | - - - | |||
пески мелкие | с φ Ео | - | |||
пески пылеватые | с φ Ео |
Таблица 17. Нормативные значения удельного сцепления с (кПа), угла внутреннего трения φ (град.) и модуля деформации Е0 (МПа) для пылевато-глинистых грунтов четвертичных отложений (табл. 2 и 3, приложение 1 СНиП 2.02.01-83)
Наим. грунта | Конс. | Хар-ки | Хар-ки грунта при коэф-те пористости е, равном | ||||||
л | грунта | 0,45 | 0,55 | 0,65 | 0,75 | 0,85 | 0,95 | 1,05 - | |
Супесь | 0- | с | - | - | |||||
0,25 | φ | - | - | - | |||||
Ео | - | - | |||||||
0,25- | с | - | - | ||||||
0,75 | φ | - | - | ||||||
Ео | - | - | |||||||
Сугли | 0- | с | - | ||||||
нок | 0,25 | φ | - | ||||||
Ео | - | ||||||||
0,25- | с | - | |||||||
0,5 | φ | - | |||||||
Ео | - | ||||||||
0,5- | с | - | - | ||||||
0,75 | φ | - | - | ||||||
Ео | - | - | |||||||
Глина | с | - | |||||||
0-0,25 | φ | - | |||||||
Ео | - | ||||||||
0,25- | с | - | _ | ||||||
0,5 | φ | - | - | к 18 | |||||
Ео | - | - | |||||||
0,5- | с | - | - | ||||||
0,75 | φ | - | - | ||||||
Ео | - | - | - |
Примечание: значение модуля деформации приведено для аллювиальных, делювиальных, озерных и озерно-аллювиальных пылевато-глинистых грунтов.
Таблица 18. Классификация крупнообломочных и песчаных грунтов в зависимости от гранулометрического состава
наименование грунта | Размер частиц <1 мм | % массы воздушно- сухого грунта |
Крупнообломочные грунты: | ||
Валунный (глыбовый) | >200 | >50 |
Галечниковый (щебенистый) | >10 | >50 |
Гравийный (дресвяный) | >2 | >50 |
Песчаные грунты: Песок гравелистый Песок крупный Песок средней крупности Песок мелкий Песок пылеватый | ||
>2 | >25 | |
>0,5 | >50 | |
>0,25 | >50 | |
>0,1 | ^ 75 | |
>0.1 | <75 |
Примечания:
1. Для установления наименования грунта последовательно суммируются проценты частиц исследуемого фунта: сначала крупнее 200 мм, затем крупнее 10 мм, далее крупнее 2 мм и т.д. Наименование фунта принимается по первому удовлетворяющему показателю в порядке расположения наименований в таблице.
2. В скобках указано наименование крупнообломочных фунтов в случае преобладания в их составе неокатанных частиц.
Таблица 19. Наименование частиц грунта в зависимости от их размеров
Наименование частиц грунта | размер частиц d, мм |
валунные (глыбовые) | >200 |
Галечниковые (щебенистые) | 200> d > 10 |
Гравийные (дресвяные) | 10> d > 2 |
Песчаные | 2 > d > 0.5 |
Пылеватые | 0.5> d > 0.005 |
Глинястые | d < 0.005 |
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация. - М.СИ 2013.
2. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. М., 1995.
3. СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений».
4. СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов».
5. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. М., 1986.
6. Цытович Н. А. Механика грунтов (краткий курс). М., 2011г.
7. Основания, фундаменты и подземные сооружения. Справочник проекти-ровщика/Под ред. Е.А.Сорочана, Ю.Г.Трофименкова. - М.: Стройиадат, 1985.
8. Чаповский Е.Г. Лабораторные работы по грунтоведению и механике грун-тов. - М.: Недра, 1975.