Показатели уплотнения грунтов.

Строительство искусственных насыпей и обратных засыпок выполняется материалами полученными при отрывке котлованов и траншей или материалами со специальными требованиями по однородности зернистого состава по деформационным и прочностным характеристикам. При устройстве плановых насыпей и засыпок в проекте должна быть указана требуемая степень уплотнения грунта.

Требуемая степень уплотнения грунта наиболее эффективно достигается при обеспечении его влажности на уровне оптимальной (). Величина оптимальной влажности определяется опытным путем в приборе стандартного уплотнения. По результатам испытания определяется зависимость изменения плотности скелета грунта () от величины влажности (), оптимальная влажность соответствует .

Схема к определению и при испытании в приборе стандартного уплотнения

Требуемая степень уплотнения грунта в земляном сооружении определяется по СНиП 3.02.01-87 “Земляные сооружения, основании и фундаменты”, в зависимости от толщины и передаваемых давлений в процессе эксплуатации (К_соm).

Для предварительной оценки параметров уплотненного грунта на период проектирования возможно использование расчетной методики, результаты которой необходимо подтвердить опытными данными в начале проведения работ.

При уплотнении механическими воздействиями уплотнение грунта возможно если он не достиг водонасыщенного состояния. При уплотнении грунтов они могут переходить во взвешенное состояние при достижении капиллярно-четочной влажности (S_r≈0,65). Для глинистого грунта по результатам опытных работ было установлено что оптимальная влажность может быть определена величиной или .

С учетом приведенных условий параметры уплотнения глинистого грунта можно определить: ;

- плотность породы твердых частиц грунта, предварительно может быть принята для супесей 2,7г/см³; для суглинков 2,71г/см³; для глин 2,74г/см³;

(0,95..0,97) коэффициент учитывающий наличие защемленного воздуха в порах грунта;

₀ – среднее значение оптимальной влажности, определенной расчетным путем.

Для песчаного грунта максимальное уплотнение соответствует плотному состоянию, с учетом данных о плотном состоянии песков разной крупности, принимается коэффициент пористости для гравелистых, крупных и средней крупности песков , для песков мелких и пылеватых . Степень влажности грунта соответствующая оптимальной влажности, принимается S_r≈0,62. Для принятых условий:

Коэффициент уплотнения грунта ;

Расчётное значение плотности грунта с заданным коэффициентом уплотнения составит:

 

При производстве работ по уплотнению грунта, его укладка осуществляется слоями (h₀), окончание уплотнения определяется путем оценки различных параметров в зависимости от применяемого оборудования. Изменение высоты уплотняемого слоя () служит технологическим параметром уплотнения при производстве работ и определяется при производстве опытных работ. Величина может быть вычислена

; ;

е_н – коэффициент пористости грунта в рыхлом состоянии, укладываемого в насыпь, определяется опытным путем, при известных ρ_н – плотности рыхлого грунта с оптимальной влажностью, ω₀ – оптимальная влажность грунта, ρ_s - плотности минерала твёрдых частиц грунта:

 

e_p – коэффициент пористости уплотненного грунта

h₀ – начальная высота слоя отсыпки грунта (до уплотнения).

Песчаные грунты сыпучие, характеризуются хорошей водоотдачей и быстро высыхают на воздухе, при укладке в насыпи их часто приходится дополнительно увлажнять до оптимальной влажности. Требуемое количество воды для увлажнения определяется из условий неизменения ее массы на единицу массы скелета из твердых частиц до и после уплотнения грунта. При известной массе грунта (М_г) требуемое количество воды для увлажнения составит:

- начальная влажность грунта в отн. ед.;

- оптимальная влажность грунта в отн. ед.

При известном объеме (V_г) рыхлого грунта требуемое количество воды для увлажнения составит

;

- плотность грунта до уплотнения и до увлажнения.

Глинистые грунты связные содержат связанную воду и очень медленно и неравномерно высыхают. При необходимости дополнительного увлажнения требуются специальное оборудование для подготовки грунта и длительное время его выдерживания для равномерного распределении влаги. В целом достижение оптимальной влажности для таких грунтов является процессом затратным. Глинистые грунты часто уплотняют без изменения влажности, при этом степень влажности уплотняемого грунта не должна превышать S_r≤0,85.

 

Пример 1. Верхний слой грунта на строительной площадке сложен песком пылеватым с характеристиками ; т/см³. Определить оптимальную влажность , максимальную плотность скелета и требуемую плотность скелета при .

 

- Оптимальная влажность при e=0,50:

;

- Максимальная плотность скелета грунта:

;

-Расчетная требуемая величина плотности скелета:

.

-Существующий грунт перед укладкой в обратную засыпку необходимо увлажнить до ; требуемое количество воды на 1000 кг песка

М – масса грунта; - масса воды.

 

 

Пример 2. Глинистый грунт слагает верхний слой грунтовой толщи и характеризуется: , .

 

Требуется определить параметры грунта в пазухах фундаментов при

- Оптимальная влажность грунта

принимаем .

- Максимальная плотность скелета грунта

.

- Расчетная величина плотности скелета

.

- Влажность грунта , перед укладкой грунт необходимо просушить. Количество удаляемой воды из грунта на 1000кг составит:

.

Пример 3. Строительная площадка сложена с поверхности песком пылеватым светло-коричневым: . Требуется определить коэффициент уплотнения грунта в условиях естественного залегания, на границах рыхлого и плотного сложения.

 

Принимается

Существующий слой грунта характеризуется .

Коэффициент уплотнения грунта в естественном состоянии: .

Коэффициент уплотнения на границе рыхлого сложения:

Коэффициент уплотнения грунта на границе перехода в плотное состояние

Пример 4. Обратная засыпка пазух фундамента с глубиной заложения 3,0 м выполняется песком средней крупности с характеристиками: ω=0,06; ;

. По проекту после уплотнения плотность грунта в сухом состоянии должна составлять . Вычислить оптимальную влажность, коэффициент пористости, коэффициент уплотнения грунта, и технологические параметры уплотнения с применением ручных механизмов. Коэффициент пористости грунта при максимальном уплотнении принимается e_min=0,45

 

Максимальная плотность скелета уплотненного грунта составляет:

;

Коэффициент уплотнения грунта по проекту составляет:

Оптимальная влажность уплотняемого грунта

;

; .

Требуемое количество воды для увлажнения грунта перед уплотнением в насыпанном объёме V_г=10м³; ω₀≈0,12:

Уплотнение грунта будет производится с помощью ручной трамбовки, высота отсыпаемого слоя рыхлого песка h₀≈30 см. Изменение высоты после уплотнения до расчётных параметров составит:

;

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: