Коэффициент разрыхления грунта. Коэффициент разрыхления грунта — важный параметр строительных работ Коэф разрыхления грунта снип

При оценке стоимости работ при разработке грунтов значительную роль играют их влажность, плотность и разрыхляемость. Рассмотрим эти три категории.

Влажностью грунта, как это понятно из названия, именуется степень его насыщенности водой. Исчисляется она в процентном соотношении. Так, скажем, при влажности менее 5 процентов грунты относятся к сухим, в промежутке до 30 процентов – средне мокрыми, а выше – мокрыми.

Естественно, что трудоемкость, следовательно, и затраты повышаются при работе с мокрыми грунтами. Правда, исключением является глина – в мокром виде ее разрабатывать легче, но только до определенной степени, ведь со временем она становится липкой.

Масса кубического объема грунта в естественном состоянии (в так называемом плотном теле) называется плотностью и измеряется в тоннах на кубический метр. Так, скажем, у несцементированных грунтов плотность составляет от 1,2 тонны на кубический метр до 2,1, у скальных же – порядка 3,3 тонны на кубометр.

Разрыхляясь, грунты соответственно увеличиваются в объеме, и именно этот показатель учитывается при их транспортировке. Вычислить его помогает коэффициент разрыхления грунта (КР)– соотношение объема разрыхленного грунта к его объему в плотной массе.

Но после транспортировки на новом месте грунт уже не занимает того объема, которым обладал до разработки. Он дает усадку, которая называется коэффициент остаточного разрыхления (КОР).

Ниже наводятся показатели плотности и коэффициент разрыхления грунта для основных пород.

У песка рыхлого, сухого : плотность 1,2-1,6, коэффициент разрыхления (КР) – 1,05-1,15.

У песка влажного, супеси, суглинка разрыхленного : плотность 1,4-1,7, КР – 1,1-1,25.

У суглинка среднего, мелкого гравия и легкой глины : плотность 1,5-1,8, КР – 1,2-1,27.

У глины и плотного суглинка : плотность 1,6-1,9, КР – 1,2-1,35.

У тяжелой глины, сланцев, суглинка со щебнем и гравием, легкого скального грунта : плотность 1,9-2, КР – 1,35-1,5.

Исходя из этих показателей, и оценивается стоимость услуг по разработке, погрузке и транспортировке грунта: общий объем грунта умножается на коэффициент его разрыхления.

Строительные работы начинаются с разметки участка и разработки грунта под фундамент. Земляные работы занимают также первую строчку в строительной смете, и немалая сумма приходится на оплату техники, производящей выемку и вывоз грунта с участка. Для составления сметы и оценки стоимости работ мало знать габариты котлована, необходимо также учитывать особенности грунта. Одной из таких характеристик является коэффициент разрыхления грунта, позволяющий определить увеличение объема при выемке его из котлована

Коэффициент разрыхления грунта

Все грунты с точки зрения строительства можно разделить на две группы:

• Сцементированные, или скальные – каменные горные породы, разработка которых возможна только с применением технологий взрыва или дробления;
• Несцементированные, выборка которых проводится вручную или с помощью экскаваторов, бульдозеров, другой спецтехники. К ним относятся пески, глины, смешанные типы грунтов.

На сложность разработки и стоимость земляных работ влияют следующие свойства грунтов:

• Влажность – отношение массы воды, содержащейся в грунте, к массе твердых частиц;
• Сцепление – сопротивление сдвигу;
• Плотность, то есть масса одного кубического метра грунта в естественном состоянии;
• Разрыхляемость – способность увеличиваться в объеме при выемке и разработке.

Влажность грунт – это мера его насыщения водой, выраженная в процентах. Нормальная влажность лежит в пределах 5-25%,а грунты, имеющие влажность более 30%, считаются мокрыми. При влажности до 5% грунты принято называть сухими.

Образец влажного грунта

Сцепление влияет на сопротивление грунта сдвигу, у песков и супесей этот показатель лежит в диапазоне 3-50 кПа, у глин и суглинков – в пределах 5-200 кПа.

Плотность зависит от качественного и количественного состава грунта , а также от его влажности. Самыми плотными, и, соответственно, тяжелыми являются скальные грунты, наиболее легкие категории грунта – пески и супеси. Характеристики грунтов приведены в таблице:

Как видно из таблицы, коэффициент первоначального разрыхления грунта прямо пропорционален плотности грунта, иными словами, чем плотнее и тяжелее грунт в естественных условиях, тем больше объема он займет в выбранном состоянии. Этот параметр влияет на объемы вывозки грунта после его разработки.

Существует также такой показатель, как остаточное разрыхление грунта, он показывает, насколько грунт поддается осадке в процессе слеживания, при контакте с водой, при трамбовке механизмами. Для частного строительства этот показатель имеет значение при заказе гравия для выполнения подушки под фундамент и других работ, связанных с расчетом привозного грунта. Также он важен для складирования и утилизации грунтов.

Таблица - наименование грунта и его остаточное разрыхление %

Пример расчета коэффициента разрыхления грунта

Применение коэффициентов первоначального и остаточного разрыхления грунтов на практике можно рассмотреть на примере расчета. Предположим, что есть необходимость выполнить разработку грунта под котлован заглубленного ленточного фундамента с последующей отсыпкой гравийной подушки. Грунт на участке – влажный песок. Ширина котлована – 1 метр, общая длина ленты фундамента 40 метров, глубина котлована – 1,5 метров, толщина гравийной подушки после трамбовки – 0,3 метра.

• Находим объем котлована, а, следовательно, и грунта в естественном состоянии:

V к = 40 · 1 · 1,5 = 60 м 3 .

• Применяя коэффициент первоначального разрыхления грунта, определяем его объем после разработки:

V 1 = k р · Vк = 1,2 · 60 = 72 м 3 ;

где k р = 1,2 – коэффициент первоначального разрыхления грунта для влажного песка, принятый по среднему значению (таблица 1).

Для составления сметы и оценки стоимости работ мало знать габариты котлована, необходимо также учитывать особенности грунта. Одной из таких характеристик является коэффициент разрыхления грунта, позволяющий определить увеличение объема при выемке его из котлована.

Все грунты с точки зрения строительства можно разделить на две группы:

1. Сцементированные, или скальные – каменные горные породы, разработка которых возможна только с применением технологий взрыва или дробления;
2. Несцементированные — выборка которых проводится вручную или с помощью экскаваторов, бульдозеров, другой спецтехники. К ним относятся пески, глины, смешанные типы грунтов.

На сложность разработки и стоимость земляных работ влияют следующие свойства грунтов:

• Влажность – отношение массы воды, содержащейся в грунте, к массе твердых частиц;
• Сцепление – сопротивление сдвигу;
• Плотность — то есть масса одного кубического метра грунта в естественном состоянии;
• Разрыхляемость – способность увеличиваться в объеме при выемке и разработке.

Таблица разрыхления грунта.

Исходя из строительных норм и правил (СНИП ), КРГ (первоначальный), показатель плотности в соответствии категории, приведены в таблице:

Существуют также вычисления коэффициента остаточного разрыхления грунта, результат определяет, насколько почва поддается осадке при слеживании, при контакте с водой или утрамбовке. В строительстве эти расчеты имеют огромное значение для определения количества необходимого материала, а также их учитывают при складировании, утилизации земли.

Вся необходимая информация представлена далее в статье:

КР по СНИП.

Коэффициент разрыхления грунта по СНИП:

• КР рыхлой супеси, влажного песка или суглинка при плотности 1.5 составляет 1,15 (категория первая).
• КР сухого неуплотненного песка при плотности 1,4 составляет 1,11 (категория первая).
• КР легкой глины или очень мелкого гравия при плотности 1,75 составляет 1,25 (третья вторая).
• КР плотного суглинка или обычной глины при плотности 1,7 составляет 1,25 (категория третья).
• КР сланцев или тяжелой глины при плотности 1,9 составляет 1,35. Плотность оставляем по умолчанию, т/м3.

Рассчитываем самостоятельно.

Допустим, вы хотите разработать участок. Задача — узнать какой объем грунта получится после проведенных подготовительных работ.

Известны следующие данные:

1. ширина котлована — 1,1 м;
2. вид почвы — влажный песок;
3. глубина котлована — 1,4 м.

Вычисляем объем котлована (Xk):

Xk = 41*1,1*1,4 = 64 м3.

Теперь смотрим первоначальное разрыхление (по влажному песку) по таблице и считаем объем, который получим уже после работ:

Xr = 64*1,2 = 77 м3.

Таким образом, 77 кубов — это тот объем пласта, который подлежит вывозу по окончанию работ.

Для чего определяют разрыхления грунта?

Объемы почвы до разработки и после выемки существенно различаются. Именно расчеты позволяют подрядчику понять, какое количество грунта придется вывезти. Для составления сметы этой части работ учитываются: плотность почвы, уровень ее влажности и разрыхление.

В строительстве виды почвы условно делят на два основные вида:

1. сцементированный;
2. несцементированный.

Первый вид — называют скальным. Это преимущественно горные породы (магматические, осадочные и т.д.). Они водоустойчивы, с высокой плотностью. Для их разработки (разделения) применяют специальные технологии взрыва.

Второй вид — породы несцементированные. Они отличаются дисперсностью, проще обрабатываются. Их плотность гораздо ниже, поэтому разработку можно вести ручным способом, с применением специальной техники (бульдозеров, экскаваторов). К несцементированному виду относят пески, суглинки, глину, чернозем, смешанные грунтовые смеси.

Земляные работы.

Производство земляных работ на объекте связано с переработкой грунта,

результатами которых являются различного вида земляные сооружения.

В нашем проекте земляные сооружения будут следующих классификаций:

по отношению к поверхности грунта- выемка (котлован), насыпь (грунт в отвал), подземная выработка (под инженерные коммуникации);

по функциональному назначению- котлован, отвал, дорожные полотна, планировочные площадки, выработки;

по сроку службы- постоянные (котлованы, подземные выработки) и временные (насыпи, отвалы, планировочные площадки, дорожные полотна для строительства объекта)

по геометрическим параметрам и пространственной форме- будет считаться неглубоким (h к =3,25м), небольшой протяжённости (длина здания 132м) и простое по геометрической форме (прямоугольник).

Процессы по переработки грунта можно разделить на три группы: основные, подготовительные и вспомогательные. Основными процессами переработки, в результате которых создаются земляные сооружения проектных параметров, являются: разработка грунта выемках, укладка грунта в насыпи, погрузка и его перемещение в пределах стройплощадки, транспортировка грунта за её пределы, послойное разравнивание и уплотнение грунта, рыхление мёрзлых и трудно разрабатываемых грунтов, обратная засыпка пазух земляного сооружения. Подготовительные процессы осуществляются до начала основных процессов разработки грунта, а вспомогательные-до или в процессе возведения земляных сооружений. Весь этот комплекс процессов называют земляными работами .

Подготовительные процесс . В состав работ по подготовке строительной площадки под новое строительство входят: ограждение участка; расчистка территории и снос существующих строений; пере трассировка мешающих инженерных сетей; защита территории от стока поверхностных вод; прокладка временных коммуникаций и дорог; устройство временных бытовых, складских,

культурно-административных и других помещений.

После расчистки территории выполняют работы по созданию опорной геодезической сети, устанавливают обноску и производят геодезическую разбивку зданий и сооружений.

Вертикальную планировка выполняют для выравнивания естественного

рельефа площадок, отведенных под строительство различных зданий и сооружений, а также для благоустройства территорий. Земляные работы по вертикальной планировке включают выемку грунта на одних участках площадки, перемещение, отсыпку и уплотнение его на других участках (в зоне насыпи).

Вертикальную планировку площадок на участке выемок осуществляют до устройства на них коммуникаций и фундаментов, а на участках насыпей - после устройства этих сооружений.

От тщательности выполнения заданий подготовительного периода в большой степени зависит успех проведения всех основных строительно-монтажных работ по возведению или реконструкции зданий и сооружений, инженерных сетей и пусковых комплексов. Объем работ подготовительного периода определяется в ПОС и уточняется в ППР.

До начала работ по отрывке котлована (траншей) следует производить срезку растительного грунта в пределах размеров котлована или траншей, обычно на глубину 0,1-0,2 м с помощью бульдозера или скрепера и перемещают в специально выделенные места-бурты, а затем используют в местах озеленения или отвозят в другие места для рекультивации земли.

Для возведения подземной части зданий производят разработку котлованов под фундаменты каркаса здания и под оборудование, засыпку не просадочными грунтами пазух фундаментов и их уплотнение, а также отрывку траншей для устройства вводов инженерных и различных внутренних подземных коммуникаций.

Земляные работы относят к наиболее тяжёлым и трудоёмким видам строительных работ, поэтому для повышения производительности труда внедряется механизированность земляных работ, которая в современном строительстве достигла 98%, повысив тем самым производительность труда в 20-30 раз от ручного труда. Для выполнения значительных объёмов земляных работ используют разнообразную строительную технику-экскаваторы, бульдозеры, скреперы, средства гидромеханизации, взрывную технику.

Процессы при земляных работах:

1. Снятие растительного слоя.

2. Подготовка и рыхление грунта (в зимний период).

3. Вертикальная планировка территории.

4. Разработка грунта экскаватором.

5. Выгрузка грунта в отвал или в транспортное средство.

6. Транспортирование грунта автосамосвалами.

7. Разработка недобора грунта.

8. Обратная засыпка в пазухи выемки (после возведения подземной части объекта).

9. Уплотнение грунта.

Характеристика грунтов, в зависимости от группы приводится в ЕНиР . Супесь- группа грунта I для разработки экскаватором, II группа для разработки бульдозером. Свойство грунта увеличиваться в объеме при его разработке вследствие нарушения связанности между частицами грунта называется разрыхлением грунта . Это свойство характеризуется двумя коэффициентами: К п.р. - коэффициент первоначального разрыхления; К о.р. - коэффициент остаточного разрыхления. Эти показатели принимаются по ЕНиР, в которых они приведены в процентах. Например, для грунта-супесь коэффициент первоначального разрыхления будет равен К пр = 1+ (12-17%)=1+0,14=1,14, а коэффициент остаточного разрыхления К ор = 1+ (3-5%)=1+0,04=1,04.

Показатели разрыхления грунтов

Для обеспечения устойчивости земляных сооружений их возводят с откосами, крутизна которых характеризуется отношением высоты к заложению (рис.2):

Где: т - коэффициент заложения.

Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса α, при котором грунт находится в состоянии предельного равновесия.

Рис.2. Крутизна откоса

В нашем случае m=0,85 для супеси из таблицы «Допустимая крутизна откосов»,

где Н – высота откоса; а - заложение откоса или проекция откоса на горизонт;

m -коэффициент откоса.

Рытье котлованов и траншей с откосами без креплений в нескальных грунтах выше уровня грунтовых вод (с учетом капиллярного поднятия) или в грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижения, допускается при глубине выемки и крутизне откосов согласно нижеследующей таблице. В таблице приведены углы естественного откоса и наибольшая допустимая крутизна. В нашем случае- супесь от 3до 5 м глубина- 1:0,85.

1.1.Подсчёт объёма земляных работ при устройстве котлована.

Подсчет объемов земляных масс, подлежащих разработке, сводится к определению объемов различных геометрических фигур, на которые земляное сооружение может быть разбито. При этом, прежде всего, необходимо установить размеры земляного сооружения с учетом допустимой крутизны откосов котлована (траншей). Для этого нужно построить поперечные и продольные профили земляного сооружения. По заданному виду грунта принимается допустимая крутизна откоса.

Объем котлована, имеющего постоянные по всему периметру откосы и прямоугольное основание, можно определить по формуле:

V k =h k /6

a к в =а к н +2mh к а к н =а 1 +2×0,1+2×0,6=4,2+0,2+1,2=5,6м

b к в =b к н +2mh к b к н =b 1 +2×0,1+2×0,6+L зд -1м=2,7+0,2+1,2+132-1=135,1м

m =0, 85 h к =3,15+0,1=3,25м

а к в =а к н +2mh к =5,6+2×0,85×3,25=11,125м

b к в =b к н +2mh к =135,1+2×0,85×3,25=140,625м

V к =3,25 /6 =3755,12м 3

Полный объём грунта под котлован, нашего строящегося здания будет состоять

из трёх таких котлованов по исходным данным: 3×3755,12м 3 =11265,36м 3 = V к,

подбираем объём ковша экскаватора от объёма грунта по таблице, это будет 1,0 м 3 ковш с режущей кромкой для грунта-супесь.

При некоторых строительных работах происходит разработка грунта для закладки фундамента.Для планирования работ, связанных с выемкой и вывозом земли, следует учитывать некоторые особенности : разрыхление, влажность, плотность.

Представленная ниже таблица коэффициента разрыхления грунта поможет вам определить увеличение объема почвы при ее выемке из котлована.

Виды

• Скальные, каменные, горные и сцементированные породы – разработка возможна лишь с применением дробления или с использованием технологии взрыва.
• Глина, песок, смешанные типы пород – выборка производится вручную или механизировано с помощью бульдозеров, экскаваторов или другой специализированной техники.

Свойства

• Разрыхление – увеличение объема земли при выемке и разработке.
• Влажность – соотношение массы воды, которая содержится в земле, к массе твердых частиц. Определяется в процентах: грунт считается сухим при влажности менее 5%, превышающий отметку 30% – мокрый, в диапазоне от 5 до 30% – нормальная влажность. Чем более влажный состав, тем более трудоемкий процесс его выемки, исключением является глина (чем более сухая – тем сложнее ее разрабатывать, слишком влажная – приобретает вязкость, липкость).
• Плотность – масса 1 м3 грунта в плотном (естественном) состоянии. Самые плотные и тяжелые скальные породы, наиболее легкие – песчаные, супесчаные почвы.
• Сцепление – величина сопротивления к сдвигу, песчаные и супесчаные почвы имеют показатель – 3–50 кПа , глины, суглинки — 5–200 кПа .

Исходя из строительных норм и правил (СНИП), коэффициент разрыхления грунта (первоначальный), показатель плотности в соответствии категории, приведены в таблице:

Проанализировав таблицу, можно сказать, что первоначальный коэффициент разрыхления грунта прямо пропорционален диапазону плотности, проще говоря, чем более плотная и тяжелая почва в природных условиях, тем больший ее объем при разработке.

Существуют также вычисления коэффициента остаточного разрыхления грунта, результат определяет , насколько почва поддается осадке при слеживании, при контакте с водой или утрамбовке. В строительстве эти расчеты имеют огромное значение для определения количества необходимого материала, а также их учитывают при складировании, утилизации земли.

Как рассчитать проведение необходимых работ

Для расчета необходимых работ следует знать геометрические размеры планируемого котлована. Далее умножьте коэффициент первоначального разрыхления на объем земли в природном состоянии.

В результате вы получите объем, который будет изъят из строительного карьера. Теперь очень просто рассчитать количество изъятой земли для складирования, погрузки, транспортировки для утилизации.

Посмотрите видео : ВИДЫ ГРУНТА. ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УЧАСТКА