Модуль упругости и коэффициент уплотнения щебня

Обновлено: 13.05.2024

ЩЕБЕНЬ И ГРАВИЙ ИЗ ПЛОТНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД И ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ

Методы физико-механических испытаний

Mauntainous rock road-metal and gravel, industrial waste products for construction works methods of physical and mechanical tests

* По данным официального сайта Росстандарт

ОКС 91.100.15, здесь и далее по тексту. -

Примечание изготовителя базы данных.

ПРЕДИСЛОВИЕ

1 РАЗРАБОТАН институтом ВНИПИИстромсырье с участием институтов СоюздорНИИ, НИИЖБ, АО "ЦНИИС", АО "НИИЭС" Российской Федерации

ВНЕСЕН Госстроем России

2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 10 декабря 1997 г.

За принятие проголосовали

Наименование органа государственного управления строительством

Госстрой Азербайджанской Республики

Министерство градостроительства Республики Армения

Минстройархитектуры Республики Беларусь

Агентство строительства и архитектурно-градостроительного контроля Министерства экономики и торговли Республики Казахстан

Минархстрой Кыргызской Республики

Министерство территориального развития, строительства и коммунального хозяйства Республики Молдова

Госстрой Республики Таджикистан

3 ВЗАМЕН ГОСТ 3344-83, ГОСТ 7392-85 в части методов физико-механических испытаний, ГОСТ 8269-87

5 Издание (ноябрь 2018 г.) с Изменениями N 1, 2, Поправками (ИУС 2-2003, 4-2003, 1-2004).*

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: Поправками (ИУС 4-99, 2-2003, 4-2003, 1-2004)". - Примечание изготовителя базы данных.

Изменение N 2 принято Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) (протокол N 34 от 10.12.2008 г.)

За принятие изменения проголосовали национальные органы по управлению строительством следующих государств: AM, KG, MD, RU, UZ, TJ, UA [коды альфа-2 по MK (ИСО 3166) 004]

Дату введения в действие настоящего изменения устанавливают указанные национальные органы по управлению строительством*

* Дата введения в действие на территории Российской Федерации - 2009-09-01.

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 9, 2019 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

При разработке настоящего стандарта использованы международные стандарты: ИСО 6274-82* "Бетон - Ситовой анализ заполнителей", ИСО 6782-82* "Заполнители для бетона - Определение насыпной плотности", ИСО 6783-82* "Заполнители крупнозернистые для бетона - Определение плотности частиц и поглощения воды - Метод гидростатического взвешивания".

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

В 4.3 использованы положения ИСО 6274-82 в части требований к набору сит и методике испытания при определении зернового состава; в 4.16, 4.18 - ИСО 6783-82 в части требований к методике испытания при определении средней плотности зерен щебня (гравия) и водопоглощения; в 4.17 - ИСО 6782-82 в части требований к методике испытания при определении насыпной плотности.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на щебень и гравий [(далее - щебень (гравий)] из плотных горных пород (в том числе попутно добываемых вскрышных и вмещающих пород и некондиционных отходов горных предприятий) и отходов промышленного производства (в том числе из шлаков черной и цветной металлургии и тепловых электростанций) со средней плотностью зерен от 2,0 до 3,0 г/см, применяемых в качестве заполнителей для тяжелого бетона, а также дорожных и других видов строительных работ, и устанавливает порядок выполнения физико-механических испытаний.

Область применения физико-механических испытаний приведена в приложении А.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.326-89 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическая аттестация средств измерений*

* На территории Российской Федерации действуют ПР 50.2.009-94 "Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств измерений".

ГОСТ 8.513-84 Государственная система обеспечения единства измерений. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения**

** На территории Российской Федерации действуют ПР 50.2.006-94 "Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведения поверки средств измерений".

ГОСТ 166-89 Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 195-77 Натрий сернистокислый. Технические условия

ГОСТ 310.1-76 Цементы. Методы испытаний. Общие положения

ГОСТ 310.3-76 Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема

ГОСТ 310.4-81 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии

ГОСТ 450-77 Кальций хлористый технический. Технические условия

ГОСТ 577-68 Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм. Технические условия

ГОСТ 1277-75 Серебро азотнокислое. Технические условия

ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Технические условия

ГОСТ 2184-77 Кислота серная техническая. Технические условия

ГОСТ 3749-77 Угольники поверочные 90°С*. Технические условия

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 3765-78 Аммоний молибденовокислый. Технические условия

ГОСТ 4166-76 Натрий сернокислый. Технические условия

ГОСТ 4171-76 Натрия сульфат 10-водный. Технические условия

ГОСТ 4214-78 Кислота кремниевая водная. Технические условия

ГОСТ 4461-77 Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 5632-72 Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки

ГОСТ 5817-77 Кислота винная. Технические условия

ГОСТ 6563-75 Изделия технические из благородных металлов и сплавов. Технические условия

ГОСТ 6613-86 Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия

ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия

ГОСТ 8030-80 Иглы для шитья вручную. Технические условия

ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8269.1-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы химического анализа

ГОСТ 8711-93 Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 2. Особые требования к амперметрам и вольтметрам

ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний

ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия

ГОСТ 9639-71 Листы из непластифицированного поливинилхлорида (винипласт листовой). Технические условия

ГОСТ 10110-87 Круги алмазные отрезные формы 1А1R. Технические условия

ГОСТ 10197-70 Стойки и штативы для измерительных головок. Технические условия

Программа «ПДУ-ГРУНТ» разработана ООО «СКБ Стройприбор» и предназначена для обработки результатов проведенных измерений приборами ПДУ–МГ4 «УДАР» и ПДУ–МГ4.01 «УДАР».

Программа позволяет значительно уменьшить трудоемкость по обработке полученных с помощью этих приборов измерений, сделать необходимые расчеты, провести визуализацию числовых данных, позволяющую наглядно представить особенности площадки для строительства, выявить аномальные участки грунта.

С помощью программы «ПДУ-ГРУНТ» можно выполнить следующие действия:

1. Рассчитать коэффициенты уплотнения грунта

Большая экспериментальная работа по исследованию влияния влажности и степени уплотнения грунтов на показатели механических свойств выполнена В.М. Сиденко, О.Т. Батраковым и Ю.А. Покутневым. В результате получены эмпирические формулы, связывающие модуль упругости с относительной влажностью и коэффициентом уплотнения грунта.

Известно, что с увеличением плотности сухого грунта показатели прочности и деформируемости грунтов возрастают. В количественном отношении зависимость показателей механических свойств грунтов от коэффициента уплотнения и влажности можно представить эмпирической формулой О.Т. Батракова.

Лабораторные методы определения коэффициента уплотнения, регламентируемые государственными стандартами обладают высокой трудоемкостью отбора проб и требуют значительных затрат времени на лабораторное определение плотности и влажности грунта. Поэтому возникает острая необходимость в развитии методов экспресс оценки степени уплотнения грунтов, выполняемой непосредственно на строительном объекте.

Программа позволяет рассчитать коэффициент уплотнения глин, суглинков, оснований из песка (крупного, среднего, мелкого, пылеватого и однородного по указаниям СНиП “Автомобильные дороги”) по известному модулю упругости Eи относительной влажности W. В программе имеются функции для расчета относительной влажности грунта, а также поправочных коэффициентов при проведении параллельных измерений с помощью прибора ПДУ–МГ4 «УДАР» модуля упругости E и коэффициента уплотнения с помощью прибора стандартного уплотнения.

2. Расчет коэффициента уплотнения щебеночных оснований

Коэффициент уплотнения щебня по известному модулю упругости рассчитывается по известной для данной фракции щебня минимальной пористости nmin и по расчетной пористости n, исходя из модуля упругости.

Зависимость между пористостью щебня n, модулем упругости Е, размером фракций и дробимостью щебня описывается эмпирическим уравнением полученным на основе экспериментальных данных Санкт-Петербургского филиала СоюздорНИИ (Салль А.О.).

3. Вычисления коэффициента уплотнения грунта пользователя

Пользователь может установить свою зависимость между модулем упругости измеренным прибором ПДУ-МГ4 «УДАР» и коэффициентом уплотнения. Для чего проводятся параллельные измерения модуля упругости Е и коэффициента уплотнения с помощью прибора стандартного уплотнения ПСУ.

Результаты измерения заносятся в таблицу программы, по которой рассчитывается зависимость в виде полинома, порядок полинома задается пользователем. Чем выше порядок полинома, тем точнее аппроксимируются табличные значения.

4. Вычисление высоты падения груза

В некоторых случаях возникает потребность в уменьшении глубины вовлекаемых в измерения слоев (переувлажненный грунт; измерение модуля упругости только верхнего слоя; измерение модуля упругости над водоотводными трубами и т.д.). Глубина вовлекаемых в измерения слоев связана с высотой падения груза и модулем упругости грунта. Программа, по введенным пользователем параметрам, рассчитает высоту падения груза и погрешность измерения модуля упругости в соответствии с рассчитанной высотой падения.

5. Перевод измеренного модуля упругости в показания других приборов

Часто бывает, что перед приобретением ПДУ-МГ4 «УДАР» для измерения модуля упругости использовались приборы изготовленных на других предприятиях. В программы имеется возможность перевода измеренного значения модуля упругости ПДУ-МГ4 «УДАР» в значения модуля упругости германского прибора ZFG (и его модификаций) или в значения модуля упругости при статическом испытании грунта. Введенные коэффициенты перевода получены по результатам испытаний проведенных на предприятии изготовителе.

Пользователь может откорректировать зависимость на основе собственных параллельных испытаний двух приборов.

6. Расчет общего модуля упругости многослойной конструкции

Расчет модуля упругости многослойной конструкции производится в соответствии с межгосударственными отраслевыми дорожными нормами "ПРОЕКТИРОВАНИЕ НЕЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД" МОДН 2-2001 двумя методами:

«Расчет по известным Е_i». Расчет общего модуля упругости рассчитывается исходя из известного модуля упругости каждого слоя и его толщины. Задается количество слоев от 2 до 4, модуль упругости для каждого слоя Е1, Е2, Е3, Е4 и толщина слоя h1, h2, h3 (толщина последнего слоя не задается);

«Расчет по типу грунта». Расчет общего модуля упругости когда задается тип грунта каждого слоя, толщина, его механические характеристики и влажность. Например: Трехслойная конструкция. Третий слой – глина, коэффициент уплотнения 0,98, относительная влажность 0,55; Второй слой песок крупный, коэффициент уплотнения 0,98, h2 = 30 см; Первый слой щебень, фракция 40 - 70 мм, дробимость 300, коэффициент уплотнения 0,98, h1 = 50 см. По введенным данным рассчитывается вначале модуль упругости каждого слоя, а затем общий модуль упругости.

7. Вычисления коэффициентов постели грунта С1 и С2

В программе имеется возможность приближенно рассчитать коэффициенты постели грунта С1 и С2. Расчеты проводятся в соответствии с СП 50-101-2004 по измеренным силе и деформации и установленном для данного грунта коэффициентом Пуассона. Границу сжимаемой толщи рассчитывается по глубине вовлеченных в измерение слоев грунта. Глубина, вовлеченных в измерение слоев грунта, определяется по рассчитанным напряжениям, возникающим в грунте при вертикальном нагружении круглым жестким штампом ПДУ-МГ4 «УДАР».

8. Построение 3D-изображения модуля упругости на строительной площадке

При контроле степени уплотнения целесообразно сгущение сетки контроля, то есть уменьшения расстояния между определением модуля упругости грунта. Сгущение сетки контроля дает преимущество, связанное с возможностью выявления мест с неоднородным уплотнением, то есть с резко отличающимся модулем упругости и коэффициентом уплотнения. Наличие таких участков негативно сказывается на ровности покрытий. Связано это с тем, что грунт с более высоким коэффициентом уплотнения испытывает остаточные деформации меньшей величины, по сравнению с грунтом с меньшей степенью уплотнения. Как известно глубина неровности в рассматриваемой точке покрытия обусловлена разностью остаточных деформаций в этой точке и точке с наименьшей деформацией. Поэтому устранение участков с неоднородным уплотнением в процессе строительство земляного полотна позволяет уменьшить интенсивность деградации ровности покрытия при эксплуатации дороги.

Программа имеет возможность построения 3D-изображения распределения модуля упругости по поверхности строительной площадки, при помощи которого становятся видимыми:

участки, содержащие пустоты;
подземные коммуникации, заложенные на малой глубине;
участки грунта после засыпки;
участки с прочими аномальными характеристиками.

Для построения 3D-изображения на поверхности строительной площадки наносится сетка. Расстояния между узлами сетки (шаг сетки) должно быть одинаковое и задаваться в диапазон от 1,5 до 250 метров. В узлах сетки проводятся измерения модуля упругости в соответствии с руководством по эксплуатации прибора ПДУ-МГ4 «УДАР».

В программе указывается количество строк, количество столбцов, а так же шаг сетки в метрах. Минимальное количество узлов сетки 5 х 5, максимальное 50 х 50. Программа вычисляет промежуточные значения модуля упругости с помощью сплайн интерполяции, строятся как плоское так и 3D-изображение. При построении плоского изображения числовое значение модуля упругости отображается цветом. Минимальное значение модуля упругости отображается темно синим цветом, максимальное - темно красным, промежуточные значения отображаются в соответствии с установленной в программу палитрой цветов.

В качестве примера приведен участок площадки с засыпанной траншеей. На рисунках хорошо видны габариты траншеи и ее расположение на площадке.

Рисунок 1 - Вид траншеи после засыпки грунта. Сетка с количеством узлов 10 х 10. Шаг сетки 1,5 метра.

Рисунок 2 – Вид засыпанной траншеи изображенной в виде 3D-поверхности.

При выборе щебня важно учитывать такой показатель, как коэффициент уплотнения. Данный критерий показывает, насколько можно уменьшить объем материала, сохранив при этом такую же массу за счет трамбовки либо естественной усадки. Этот показатель используют, чтобы определить количество заполнителя, как при покупке, так и непосредственно в процессе строительства.

Ввиду того, что после трамбовки насыпной вес щебня какой-либо фракции увеличится, необходимо сразу учесть запас материала. А чтобы не купить лишнего, необходим поправочный коэффициент.

Коэффициент уплотнения (Ку) – это очень важный показатель, который необходим не только для правильного составления заказа материалов, но и для того, чтобы предусмотреть дальнейшую усадку гравийного слоя после его нагрузки строительными конструкциями. Более того, зная коэффициент уплотнения, можно прогнозировать устойчивость самих строительных объектов. Ввиду того, что коэффициент трамбовки – это, по сути, степень уменьшения объема, то он может меняться в зависимости от 4-х факторов:

Способа и параметров загрузки (к примеру, с какой высоты выполняют засыпку).
Особенностей транспорта, посредством которого материал доставляется на объект, и расстояния до стройплощадки – ведь даже неподвижная масса в результате проседания под собственным весом постепенно уплотняется.
Фракции щебня и содержания зерен меньшей крупности, чем нижняя граница конкретного класса щебня.
Лещадности – игольчатые камни дают меньшую усадку, чем кубовидные.

Следует помнить, что прочность бетонных конструкций, фундаментов зданий и автомобильных дорог напрямую зависит от точности определения степени уплотнения. Однако также не стоит забывать о том, что трамбовка на площадке зачастую выполняется только по верхнему слою, а в этом случае расчетный коэффициент не всегда соответствует фактической усадке основания. Особенно часто это происходит, когда строительством занимаются не профессионалы, а любители. В соответствии с требованиями технологии, каждый слой засыпки необходимо укатывать и проверять отдельно.

Еще один параметр, который обязательно следует учитывать, – это то, что степень трамбовки рассчитывается для массы, которая сжимается без бокового расширения, то есть ограничена стенками, что не дает ей расползаться. На площадке такие условия для засыпки любой фракции щебня создаются не всегда, поэтому небольшая погрешность сохраняется. Этот факт следует учитывать, прежде всего, при расчете осадки крупных конструкций.

Уплотнение при транспортировке

Следует отметить, что найти какое-то стандартное значение сжимаемости на самом деле непросто, так как слишком много факторов оказывают на него влияние. (Все они перечислены выше). Коэффициент уплотнения щебня поставщик может указывать в сопроводительной документации, хотя ГОСТ 8267-93 и не требует этого напрямую. Однако при транспортировке гравия, в особенности его больших партий, зачастую выявляют значительную разницу объемов при загрузке и на строительном объекте, куда он был доставлен. Поэтому поправочный коэффициент, который учитывает уплотнение щебня, обязательно вносится в договор и контролируется в пункте приема. Единственное упоминание в действующем ГОСТ: коэффициент уплотнения, независимо от фракции, не должен быть выше 1,1. Поставщики, безусловно, знают об этом, и, дабы избежать возвратов, стараются сделать небольшой запас. К измерениям часто прибегают во время приемки, когда щебень доставляют на стройплощадку, так как заказывают его не тоннами, а кубометрами. Для этого кузов грузовика с находящимся в нем щебнем, нужно обмерить изнутри рулеткой, после чего рассчитать объем доставленного гравия, а потом умножить его на коэффициент 1,1. Такой расчет позволит приблизительно определить, сколько кубов было засыпано в кузов грузовика до отправки. Если полученная с учетом уплотнения цифра будет меньше той, что указана в сопроводительных документах, значит, кузов автомобиля был недогружен. Равна или больше указанной в документах – можно смело разгружать щебень.

Уплотнение на площадке

Следует обратить внимание, что приведенная выше цифра – 1,1 – учитывается только при транспортировке. На стройплощадке, где трамбовка щебня выполняется искусственно, с применением виброплиты или катка, данный коэффициент может возрасти до 1,52. При этом исполнителям необходимо точно знать степень усадки гравийной засыпки. Обычно этот параметр значится в проектной документации. Однако если в точном значении нет необходимости, пользуются усредненными показателями, которые указаны в СНиП 3.06.03-85:

Щебень фракции 40-70, как правило, имеет уплотнение 1,25-1,3 (если его марка не ниже М800). До М600 – от 1,3 до 1,5. Для мелких и средних классов 5-20 и 20-40 мм данные показатели не установлены, так как зачастую они используются только при расклинцовке верхнего несущего слоя из зерен 40-70.

Лабораторные исследования

Коэффициент уплотнения принято рассчитывать на основании данных лабораторных испытаний, в ходе которых массу щебня подвергают трамбовке и проверке на различных приспособлениях. Здесь существует несколько методов: замещение объемов (ГОСТ 28514-90); стандартное послойное уплотнение щебня (ГОСТ 22733-2002); экспресс-методы с использованием одного из трех типов плотномеров: статического, водобаллонного либо динамического.

Результаты получают либо сразу же, либо по истечении 1-4 дней, в зависимости от того, какой способ для исследования выбран. Стоимость одной пробы стандартного испытания составляет 2500 рублей. Всего необходимо провести не меньше пяти таких проб. Если данные нужны срочно, например, в течение дня, используют экспресс-методы по итогам отбора минимум 10 точек. Стоимость каждой точки составляет 850 рублей. Кроме того, придется оплатить выезд лаборанта на место – еще около 3 тысяч рублей. Однако без точных данных на строительстве крупных объектов не обойтись. Кроме того, солидной строительной организации необходимо наличие официальных документов, которые подтверждают соблюдение подрядчиком требований проекта.

Можно ли узнать степень трамбовки самостоятельно?

Да, коэффициент можно определить как в полевых условиях, так и для нужд частного строительства. Для этого необходимо сначала узнать насыпную плотность по каждому размеру: 5-20, 20-40, 40-70. Она напрямую зависит от минералогического состава материала, но при этом незначительно. Гораздо большее влияние на объемный вес имеют фракции щебня. Для расчета можно пользоваться усредненными данными:

Более точные данные плотности для конкретной фракции щебня можно определить лабораторным путем либо путем взвешивания известного объема строительного щебня с последующим несложным расчетом:

Насыпной вес = масса / объем.

После этого смесь укатывают до того состояния, в котором она будет использоваться на площадке, и измеряют рулеткой. А затем вновь производят расчет формуле, приведенной выше, получая в итоге 2 разных плотности – до и после трамбовки. Поделив обе цифры, получаем коэффициент уплотнения для конкретного материала. При одинаковом весе проб можно просто найти отношение двух объемов – результат будет аналогичным. Следует обратить внимание на то, что если показатель после трамбовки разделить на первоначальную плотность, то полученное в ответе число будет больше единицы – по сути, это коэффициент запаса материала на уплотнение. В строительстве им пользуются в том случае, если известны конечные параметры гравийной подушки и для заказа необходимо определить количество щебня выбранной фракции. При обратном вычислении получается значение меньше единицы. Однако эти цифры равнозначны и при расчетах важно понимать, какую именно следует брать.

СМЕСИ ЩЕБЕНОЧНО-ГРАВИЙНО-ПЕСЧАНЫЕ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ И ОСНОВАНИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И АЭРОДРОМОВ

Crushed stone-sandy mixtures for road and airfield surfacings and bases. Specifications

Дата введения 2011-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и МСН 1.01-01-96* "Система межгосударственных нормативных документов в строительстве. Основные положения"

* Документ не был принят на территории Российской Федерации. - Примечание изготовителя базы данных.

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом "Дорожный научно-исследовательский институт" (ОАО "СоюздорНИИ") Российской Федерации

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации в строительстве ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) (протокол от 21 октября 2009 г. N 36)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование органа государственного управления строительством

Агентство по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства

Министерство строительства и развития территорий

Министерство регионального развития

Агентство по строительству и архитектуре при Правительстве

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 апреля 2010 г. N 63-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 25607-2009 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2011 г.

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2018 г.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на готовые щебеночно-песчаные, гравийно-песчаные и щебеночно-гравийно-песчаные смеси, применяемые для устройства покрытий, оснований и дополнительных слоев оснований автомобильных дорог и оснований аэродромов и укрепления обочин автомобильных дорог, а также на щебень, применяемый для устройства оснований по способу заклинки.

Настоящий стандарт не распространяется на заполнители для тяжелого и мелкозернистого бетона, асфальтобетонных смесей и готовые смеси для оснований и покрытий, обработанные неорганическими и органическими вяжущими материалами.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте приведены ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 3344-83 Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства. Технические условия

ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 6613-86 Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия

ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8269.0-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний

ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний

ГОСТ 22733-2002 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности

ГОСТ 24104-2001 Весы лабораторные. Общие технические требования*

ГОСТ 25584-90 Грунты. Метод лабораторного определения коэффициента фильтрации

ГОСТ 28622-90 Грунты. Метод лабораторного определения степени пучинистости

ГОСТ 29329-92* Весы для статического взвешивания. Общие технические требования

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Технические требования

Щебеночно-песчаные, гравийно-песчаные и щебеночно-гравийно-песчаные смеси (далее - готовые смеси) и щебень, применяемый для устройства оснований по способу заклинки, должны соответствовать требованиям настоящего стандарта и изготовляться по технологическому регламенту, утвержденному предприятием-изготовителем.

3.1 Требования к щебню для устройства оснований по способу заклинки

3.1.1 Щебень, применяемый для устройства оснований по способу заклинки, должен соответствовать требованиям ГОСТ 8267 по зерновому составу, прочности, истираемости, морозостойкости, содержанию пылевидных и глинистых частиц, глины в комках, содержанию дробленых зерен в щебне из гравия и устойчивости структуры щебня против железистого и силикатного распадов.

Марка по дробимости щебня из осадочных горных пород не должна быть ниже 400.

Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в щебне не должно превышать 25%.

3.1.2 Щебень в зависимости от выполняемой функции при устройстве оснований подразделяют на основной и расклинивающий. В качестве основного применяют щебень фракций 40-80 или 80-120 мм. В качестве расклинивающего для фракции 40-80 мм применяют щебень фракций 5-10 и 10-20 мм (смесь фракций 5-20 мм), готовые смеси С6, С11 (см. таблицу 3); для фракции 80-120 мм применяют щебень фракций 5-20 и 20-40 мм (смесь фракций 5-40 мм), готовые смеси С5, С10 (см. таблицу 3).

3.1.3 Щебень из изверженных и метаморфических пород марки по дробимости 600 и ниже, щебень из осадочных пород марки 400 и щебень из гравия марки 600 и ниже характеризуют показателями пластичности и водостойкости.

3.1.4 Марка щебня по пластичности должна соответствовать требованиям, приведенным в таблице 1.

Щебень сегодня является самым практичным, дешевым, эффективным, а соответственно и распространенным материалов. Его добывают при помощи измельчения горной породы, чаще всего сырье получают при помощи взрывных работ в карьерах. При этом порода разрушается на различные по размеру куски, а от фракции сильно зависит и коэффициент уплотнения щебня.

Фракция

Гранитный щебень является наиболее распространенным вариантом, потому что обладает высоким уровнем устойчивости к температурным воздействиям и практически не поглощает воду. Прочность гранита соответствует всем техническим требованиям. Наиболее популярные фракции гранита:

Каждая разновидность имеет различные сферы применения, преимущественно используется мелкая фракция шлака для:

приготовление балластных слоев, которые необходимы для ЖД путей и дорог;

На основании чего выбирать относительное уплотнение

Коэффициент уплотнения сильно зависит от различных показателей и характеристик материала, обязательно следует учитывать:

средняя плотность, обычно устанавливается производителем, но в целом колеблется в пределах от 1,4 до 3 г/см³. Это один из ключевых параметров, используемых в расчетах;
лещадность для прогнозирования плоскости щебня;
фракционная сортировка, меньше размер зерна – больше плотность;
устойчивость материала к морозам, зависит от породы;
радиоактивность щебня. Первый класс можно использовать везде, а второй только для загородных дорог.

Разновидности и характеристики

Для строительства могут использоваться различные виды щебня, ассортимент сегодня достаточно большой, но и свойства также значительно отличаются.

В зависимости от типа породы выделяют следующие основные сырьевые группы:

гравийный;
известняковый;
гранитный;
вторичный.

Гранитная порода наиболее прочная, так как это материал, который остается после остывания магмы. В связи с высокой прочностью породы, ее сложно обрабатывать. Производится на основании ГОСТ 8267-93.

Широкое распространение приобрел щебень 5-20 мм, так как может применяться практически для всех видов строительства.

Гравийная разновидность более сыпучая, соответственно коэффициент уплотнение щебня более высокий. Добывается при измельчении горных пород, из-за этого более дешевый материал, но и менее прочный.

Известняковый вариант – это остатки осадочной горной породы.

Материал является одним из достаточно дешевых вариантов, так как приготовляется из известняка, но и качественные характеристики невысокие.

Вторичный щебень – это отходы от строительных работ, то есть остатки асфальта, кирпича, бетона и т.д.

Естественно, что такой щебень самый дешевый, а часто его можно достать бесплатно.

Качественные параметры значительно ниже остальных групп, поэтому используется только в сооружениях, которые не предоставляют высоких требований к прочности.

Более подробно о характеристиках щебня смотрите на видео:

Зачем знать коэффициент уплотнения по ГОСТу

Коэффициент уплотнения регулируется СНИП, а также ГОСТ, где указывается соответствующие, рекомендуемые параметры плотности.

Благодаря значениям можно определить насколько можно уплотнить щебень, то есть уменьшить физический объем материала.

При этом трамбовка происходит намеренно (например, виброплитой) и ненамеренно (при перевозке). Преимущественно значение колеблется в пределах 1,05-1,52.

Нормативные документы указывают коэффициент уплотнения песка, щебня по ГОСТу:

смесь песка и гравия – 1,2;
песок – 1,15;
керамзит – 1,15;
щебень из гравия – 1,1;
грунт – 1,1 (1,4).

На практике существует несколько причин для определения коэффициента:

используется для расчета необходимого количества закупаемых материалов. Благодаря такому подходу исключаются дополнительные расходы на приобретение лишнего щебня или партийную закупку;
также цифра используется, чтобы, когда произойдет уплотнение щебня виброплитой, узнать на сколько сядет уровень.

Формула определения необходимого количества материала имеет следующий вид:

Объем предназначенной к заполнению формы (м3) * удельную массу (кг/м3) * коэффициент уплотнения

Подставив числа можно достоверно определить количество задействованного материала, но нужно учесть некоторые нежелательные воздействия: остатки шлака на месте рассыпания, возможно немного меньший вес довезенного материала. Поэтому следует рассчитывать с небольшим зазором.

Есть специальные таблицы с усредненной информацией по весу гравия в зависимости от фракции. Для примера 0-5 мм щебня в 1 м3 приблизительно 1,5 т, а рассчитать коэффициент уплотнения щебня 40 70 можно, учитывая приблизительную массу в 1,47 т/м3.

Практическое определение количества материала

В реалиях жизни можно определить коэффициент таким путем:

замерять размер бортов грузового автомобиля;
определить общий объем щебня;
результаты следует просто умножить на стандартный коэффициент уплотнения для соответствующей фракции с учетом трамбовки при перевозке;
благодаря такому расчету легко определить реальное количество привезенного щебня

Коэффициент уплотнения (запас прочности) по таблице СНИП

Нормальное значение уплотнения щебня представляется в виде таблицы СНИП. Существует определенная формула, благодаря которой можно рассчитать коэффициент уплотнения, важнейшим условием является фракция. Итак, рассмотрим насыпную плотность материала:

Фракция, мм	Насыпная плотность
Фракция, мм	Гранитный щебень	Гравийный щебень
0-5	1500
5-10	1430	1410
5-20	1400	1390
20-40	1380	1370
40-70	1350	1340

Для получения более достоверных данных можно взвесить определенный объем щебня, затем провести расчет на основании формулы:

Вес = масса / объем.

Затем необходимо укатать смесь в такое состояние, которое будет использоваться на площадке, затем замеряется площадь. Выполняется расчет снова, по той же самой формуле. Таким образом получается 2 цифры: плотность до трамбовки и после.

Необходимо разделить полученные цифры и определить коэффициент относительного уплотнения щебня.

Если пробы имеют одинаковый вес, можно элементарно высчитать соотношение обоих объемов, цифра должна быть такая же.

Коэффициент уплотнения щебня по СНИП не дает жестких норм необходимого уровня трамбовки, но есть рекомендованные нормы и незначительный разброс в зависимости от минерального состава материала. Данный параметр указывает на возможность уменьшения объема щебня при сохранении той же массы.

Уплотнение происходит при определенных условиях, воздействии извне. Коэффициент уплотнения щебня (Ку) описывает таблица СНИП. Числовое значение поставляется в виде пропорции между лабораторно созданными пробами материала и обычной плотности.

Документом (ГОСТ 8269.0–97) нормируется несколько основных методов использования исчислений:

соотношение истинной плотности к натуральной породе;
средняя плотность к горной породе;
плотность насыпи и количества пустоты в ней.

Щебень имеет определенные классификации и отмечаются соответствующей маркировкой, которая описывается в ГОСТ 8267-93. В частности, этот стандарт фиксирует методику определения коэффициента. Преимущественно показатель содержится на этикетке продукта или в сопроводительной, технической документации.

Предприятие заказывает исследование в специальных лабораториях, где на определение показателя необходимо 3 дня. С выездом на место проведения работы могут производиться пробы, но он будут стоить существенно больше. В среднем показатель находится в пределах 1,1-1,3.

Технология уплотнения грунта катком или виброплитой при помощи щебня

Преимущественно щебень используется для уплотнения верхнего слоя грунта. Предварительно проводится исследование почвы, бурят отверстие на 50-70 см вглубь, затем определяется наличие грунтовых вод, состава, типа грунта.

После прохождения тестов, в случае нормального состояния поверхности, можно использовать засыпку при помощи щебня.

Технология уплотнения грунта щебнем в промышленных условиях включает в себя использование крупногабаритной техники: бульдозеров, тракторов, экскаваторов, в небольших, домашних условиях, может применяться и обычная лопата. Также необходимо определить водянистость почвы, возможно ее придется увлажнить или наоборот подсушить.

После формирования котлована, засыпают щебнем и при помощи виброплиты или катка уплотняют его. Следует учитывать, что слой станет меньше после трамбовки. Рекомендуется делать углубление на 50 см, засыпая поверхность щебнем, но может потребоваться и другая глубина.

Трамбовка продолжается до тех пор, пока почва не перестает оседать, иначе фундамент обречен на крошение. Проверка уплотнения щебня может проводиться при помощи того же оборудования, определяя, есть ли движение в верхнем слое.

Уплотнение грунта щебнем нормируется документами СНИП, которые указывают количество и плотность насыпи. При этом важную роль играет уплотнение грунта, а затем уже совместно со щебнем.

Преимущественно процедура трамбовки сначала производится в вырытом котловане до засыпания материала, чтобы предотвратить продавливание грунта.
Подробно об уплотнении грунта щебнем смотрите в видео.

Цемент действительно можно назвать главной составляющей частью большинства зданий и сооружений. Перейдя по ссылке узнаете, как правильно развести цемент.

Сегодня плиточный клей широко применяется во время ремонта, с его помощью можно клеить самые разнообразные материалы. Тут все о его составе.

Для отделки фасада и стен домов и самых разных сооружений стали часто использовать декоративную штукатурку Короед. Здесь все о технологии ее нанесения.

Расценка на процедуру уплотнения может сильно колебаться в зависимости от компании подрядчика, качества и типа щебня, но особенно сильно зависит от удаленности участка стройки, а также сложности условий.

В некоторых случаях требуется повышенная плотность насыпи, когда окружающие условия склонны к разрушению фундамента, например, болотистые места, повышенная влажность, риск оползней и т.д.

Насыпная плотность для расклинцовки и других видов строительства

Достаточно часто нужно узнать плотность щебня насыпи после транспортировки в автомобиле. Эта процедура может быть полезна для определения необходимого устройства для трамбовки, количества бетона и его состава, для расклинцовки.

Рассчитать плотность насыпи можно на основании простой процедуры:

необходимо подготовить пустой сосуд для наполнения щебнем и взвешивания, необходимо определить его вес;
наполнить тару щебнем и взвесить;
необходимо определить чистую массу материала, то есть отнять от веса наполненного сосуда, его собственную массу;
разделить вес на объем сосуда.

При закладке фундамента необходимо четко достичь коэффициента уплотнения уставленного в нормативных документах. Иначе это чревато аварийностью и быстрым разрушение постройки, при чем данное замечание касается всех видов строительства.

После проведения мероприятия трамбовки необходимо замерять и проконтролировать плотность. Это можно сделать при помощи простого расчета, определить массу и объем засыпанного щебня и толщину слоя. Таким образом можно узнать, на сколько уменьшился объем материала после трамбовки.

Существует и специальное оборудование для определения эффективности трамбовки – плотномер.

Хорошим инструментов выступает БПД-КМ, который указывает фактическую плотность. Предназначение оборудования – это слежение за качеством и уровнем уплотнения грунта, гравия, щебенки.

При этом прибор весьма точный, расход в показаниях не превышает 0,01 г/ см³. В основании определения плотности прибором лежит методика описанная в документе ГОСТ 28514–19.

Заключение

Качественная процедура уплотнения предоставляет возможность исключить вероятность повреждений и деформации сооружения на долгий промежуток времени.

Следует обратить внимание, что если разделить плотность после трамбовки на изначальную, то цифра всегда получается несколько выше единицы – это коэффициент, который указывает запас прочности, то есть возможность уплотнения.

Цифра может использоваться в случаях, когда необходимо узнать количество щебня для проведения определенной работы, в основном засыпании подушки. Обратное исчисление показывает на сколько уплотнился материал, по сравнению с первоначальным значением, цифра меньше 1.

Читайте также: