Понятие и способ расчета
Проведение строительных работ любой сложности и масштаба, обязательно связаны с изучением характеристики почвы, на которой они будут проводиться. Плотность грунта или почвы – одна из существенных характеристик и физических свойств, пренебречь которыми для качественного проведения работ невозможно. Исследования должны касаться: определения сопротивления, расчета коэффициента его уплотнения и удельного давления на него. Итогом такого изучения станет определение плотности и пригодности для строительства объекта.
Рассчитывается соотношением массы к занимаемому ею объему и измеряется плотность грунтов в кг на м3. Она имеет несколько показателей: твердых частиц, скелета и сухой породы.
Методы определения
Определение плотности проводится в соответствии с ГОСТ 5180-84. Он предусматривает разные методики определения в зависимости от видов почв. Так, для тех, которые можно разрезать ножом – глина, суглинки, супеси и пески, применяют метод режущего кольца. Для связанных – метод парафирования. У скальных пород определяется непосредственным измерением вырезанного образца.
Плотность частиц грунта или твердой фракции – это средняя всех его составляющих: органических, минеральных и других веществ. Она равна объему твердых частиц к их массе. Таким образом, она зависит от состава и видов входящих веществ. Для разных видов веществ эти характеристики, как правило, постоянны и известны. Например, средняя плотность частиц грунта для глин -2,74 г/ см3, супесей – 2,7 г/ см3, песков – 2,66 г/ см3, суглинков – 2,71 г/ см3.
Пористость
Плотность частиц грунта и количество каждого вида вещества в общей массе почвы, еще недостаточно характеризует ее. Потому что не определяют ее пористость или влажность. Для исследований отбираются образцы при естественной влажности. Для дисперсионных – она в пределах от 1,3 до 2,2 г/см3. Для более точного определения необходимо рассчитать этот показатель для ненарушенной или естественной структуры. Он носит название плотность скелета грунта. Для этого в расчет берут твердые составляющие почвы и их массу делят на единицу объема. Как видно в расчет берутся вещества, не содержащие влагу. Потому этот показатель именуется еще плотность сухого грунта. Она определяется экспериментально и высчитывается по величине уплотнения и влажности.
Уплотнение и его коэффициент
Уплотнение или перемещение частиц веществ, входящих в состав почвы, без изменения их физико-химического состояния для целей, поставленных в ходе инженерно-строительных работ. Результатом таких действий является перераспределение частиц и увеличение числа контактов между ними. Механизм – вытеснение из породы воздуха и жидкостей. При максимальном показателе – остается не более 5% воздуха. Для этих целей применяют различные методы: укатку, трамбование, вибрирование, намыв, замачивание, взрывы и сочетание нескольких методов одновременно.
Эффект, которого можно добиться с применением перечисленных методов, неодинаков для разных типов почвы. Поэтому определено понятие – коэффициент уплотнения грунта и разработаны методики его расчета.
Для уплотнения грунта определение коэффициента необходимо при проектировании и строительстве различных видов зданий, сооружений, дорог, мостов и других объектов.
Согласно требованиям проектной документации, ГОСТ и СНИП коэффициент уплотнения грунта должен быть установлен и выдержан. Рассчитывается коэффициент как отношение плотность сухого грунта или скелета на участке, где ведутся работы – контрольный участок, к плотности такого же, прошедшего соответствующую процедуру в лабораторных условиях. Такое соотношение, согласно нормативам, не должно быть менее 0,95 – 0,98.
Он – один из основных показателей и критериев, качественно проведенных работ, гарантирующих надежность и долговечность построенного объекта.