Коэффициент разрыхления грунта при разработке котлована: что это такое, таблица первоначального и остаточного на основании СНиП, порядок расчета и пример

Коэффициент уплотнения необходимо определять и учитывать не только в узконаправленных сферах строительства. Специалисты и обычные рабочие, выполняющие стандартные процедуры использования песка, постоянно сталкиваются с необходимостью определения коэффициента.

Факторы и свойства строительного песка

Коэффициент уплотнения – это зависимость плотности, то есть массы определенного объема, контролируемого образца к эталонному стандарту.

Эталонные показатели плотности выводятся в лабораторных условиях. Характеристика необходима для проведения оценочных работ о качестве выполненного заказа и соответствии требованиям.

Для определения качества материала используются нормативные документы, в которых прописано эталонные значения. Большинство предписаний можно найти в ГОСТ 8736-93, ГОСТ 7394-85 и 25100-95 и СНиП Дополнительно может оговариваться в проектной документации.

В большинстве случаев коэффициент уплотнения составляет 0,95-0,98 от нормативного значения.

Вид работ Коэффициент уплотнения
Повторная засыпка котлованов 0,95
Заполнение пазух 0,98
Обратное наполнение траншей 0,98
Ремонт траншей вблизи дорог с инженерными сооружениями 0,98 – 1

«Скелет» – это твердая структура, которая имеет некоторые параметры рыхлости и влажности. Объемный вес обычно рассчитывается на основании взаимозависимости массы твердых частиц в песке, и той, которую бы приобрела смесь, если бы вода занимала всё пространство грунта.

После достижения максимальной плотности определяется коэффициент.

Виды земляных сооружений

Строительство зданий и коммуникационных сооружений сопряжено с проведением трудоемких земляных работ. Под ними подразумевают разработку грунта при рытье котлованов и траншей, его транспортировку, складирование.

Земляными сооружениями являются насыпи, выемки. Они могут быть постоянного типа и временного. Первые делают для продолжительной эксплуатации. К ним относятся:

  • каналы;
  • плотины;
  • водохранилища;
  • дамбы и прочие сооружения.

Временные выемки – это траншеи и котлованы. Они предназначены для проведения последующих строительных работ.

Котлован – это выемка, ширина и длина которой практически не отличаются заметно по размерам. Они необходимы для сооружения фундаментов под постройки.

Траншея же представляет собой борозду большой протяженности по сравнению со своим поперечным сечением. Предназначена она для монтажа коммуникационных систем.

По требованиям ГОСТ 23407-78 рытье котлованов, траншей в населенных пунктах, местах движения транспорта, либо людей, должно сопровождаться созданием защитных ограждений. Их устанавливают по периметру рабочего участка. На них размещают предупреждающие знаки и надписи, а ночью задействуют даже сигнальное освещение. Также специально оборудуют мостики для движения людей.

Откосы – это наклонные боковые стенки выемок или насыпей. Важной характеристикой их является уклон (крутизна). Окружающие откосы горизонтальные поверхности называются бермами.

Под дном выемки понимают ее нижнюю, плоскую часть. Бровка является верхней кромкой созданного откоса, а подошва – нижней частью.

Проведение земляных работ на стройплощадке

При эксплуатации земляных сооружений они не должны:

  • изменять своих очертаний и линейных размеров;
  • просаживаться;
  • размываться водой или поддаваться действию осадков.

Прокладка водопроводов, подземных линий электропитания, канализации, строительство фундаментов под здания не обходятся без рытья траншей, либо котлованов. В строительстве приняты специальные определения для обозначения элементов конструкций данного типа. Все работы обязательно должны проводиться со строгим соблюдением правил безопасности, чтобы свести к минимуму возможность возникновения несчастных случаев.

Читайте также:  Отмостка вокруг дома: материалы и инструменты, монтаж своими руками

Разновидности котлованов

Рытье выемок под основание сооружения – это ответственное дело, требующее больших временных, денежных, трудовых затрат. Котлованы принято разделять сегодня по следующим признакам:

Виды земляных сооружений
  • наличию откосов;
  • применению креплений, предназначенных для предотвращения осыпей грунта;
  • типу боковых поверхностей (стенок).

Стенки котлованов могут быть:

  • вертикальные;
  • наклонные;
  • ступенчатые.

Котлован

Чтобы земляные работы выполнить правильно, вначале проводят исследования на стройплощадке. Эти мероприятия включают такие операции:

  • анализ свойств грунта: установление его группы и вида;
  • определение нагрузок от возводимой постройки;
  • вычисление глубины выемки;
  • установление наличия старых коммуникаций;
  • определение глубины залегания подземных вод;
  • анализ погодных условий местности.

Выбор способа проведения работ определяется в зависимости от следующих факторов:

  • типа и габаритов строимой конструкции;
  • глубины заложения фундамента;
  • объема предстоящей деятельности.

Если планируется сооружение мелкозаглубленного основания ленточного, либо столбчатого типа, то грунт можно разрабатывать без привлечения техники, вручную. Когда необходимо построить дом, имеющий подвал, либо цокольный этаж, тогда в работах понадобится задействовать землеройные механизмы.

Для извлечения основной массы грунта из выемки часто используют экскаваторы различных видов, оснащенные обратной, либо прямой лопатой. Работы, связанные с рытьем котлована, следует выполнять, не нарушая при этом плотность грунта на дне фундамента. Это требование реализуется на практике путем его недобора, величина которого составляет от 5 до 20 см.

Зачистку земли с боков и со дна выемки до плановой отметки производят вручную рабочие. При этом следует обязательно следить за укреплением ее стен с помощью откосов, либо за счет монтажа специальных конструкций. Выпадение осадков и подъем грунтовых вод весной, летом, воздействие морозов зимой – все это способствует разрушению котлована.

Грунт из котлована сразу же должен быть вывезен или размещен на стройплощадке не ближе, чем через 1 м от его края. Для отвода почвенных вод создают дренажную систему.

Важным моментом при рытье котлованов является создание рабочего пространства нужных по правилам размеров. Оно должно занимать не менее полуметра от фундаментной опалубки до подошвы уклона. Крутизну откосов котлована выбирают по таблицам или графикам, приведенным в СНиП

Зачем нужно определять разрыхление грунта

В комплексе при строительстве должно быть обеспечено следующее:

Предварительный анализ грунтового разрыхления и трамбовки помогает понять дальнейшую последовательность действий. Грунт всегда уплотняется по мере естественного или механического влияния на него.

Значит его итоговый объем уменьшается. Это нужно учитывать при возведении на участке здания. Но при освобождении почвы работает обратная схема. Параметр рыхления зависит от состава, влажности, плотности и сцепления. Коэффициент позволяет выявить возможное увеличение объема земли после ее извлечения из котлована, что важно для перевозки.

Зачем нужно определять разрыхление грунта

Разрыхлять специально грунт не приходится. Это естественный процесс, который происходит из-за разрыва связей между грунтовыми частичками. Стоимость земляных работ в соответствии с этим увеличивается. Коэффициент разрыхления суглинка, горных пород, песка и т.д. разный.

Коэффициент разрыхления грунта, суглинка

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

[adsense]

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.

Читайте также:  Возводим фундамент из асбестоцементных труб

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.

Различия грунта, таблица видов грунта, виды грунта по ГОСТу

Основные различия грунтов заключаются в их составе, особенности структуры и залегания. У каждой разновидности материала свои характеристики, на основании которых производится их классификация.

Используется грунт для разных работ – строительства, промышленного производства, благоустройства садово-парковых зон и придомовых территорий. При этом наибольший интерес представляют пески, супеси и глина.

Эти материалы отличаются физическими характеристиками. Песок при снижении влажности не теряет в объеме, не обладает пластичными свойствами. Глина при намокании – расширяется, обладает высоким показателем пластичности.

В строительстве наиболее востребованы глинистые почвы, которые подразделяются на несколько видов в зависимости от показателя пластичности. Определить разновидность можно самостоятельно, воспользовавшись одним из предложенных методов.

Таблица видов грунта

Вид грунта Определение с помощью ладони Определение по скатыванию в шнур
Супеси В структуре – подавляющее большинство приходится на песчинки и пылеобразные частицы Шнур невозможно скатать или сделать это очень сложно
Суглинки Если растирать в руке, будут явно ощущаться песчинки. Можно скатать шнур диаметром 10 мм или небольшие шарики, которые при нажатии растрескиваются по краям
Глины При растирании не чувствуются твердые частицы Скатываются в прочный и длинный шнур длиной до 10 мм и шарики, которые при сдавливании не растрескиваются.

Супесь представляют собой песок, в котором содержится до 5,0 — 10,0% примесей. У суглинков примесные компоненты составляют от 10,0 до 30,0%, по своим характеристикам они находятся между глинами и песком, в зависимости от количества примесей делятся тяжелые, средние и легкие.

Читайте также:  Выбор и устройство фундамента под гараж из пеноблоков

Глина – это горная порода, состоящая из мельчайших фракций с минимальным количеством песчинок. В естественном состоянии этот материал практически всегда находится в увлажненном состоянии.

Плодородный грунт, чернозем с органическими компонентами неравномерно сжимаются и плохо выдерживают нагрузки, поэтому используются для выращивания тепличных культур, обустройства парковых зон, цветников, облагораживания придомовых территорий.

Основные виды грунта по ГОСТу распределяются на три больших группы — скальные, дисперсные, мерзлые.

Что обозначает понятие коэффициент разрыхления?

С коэффициентом разрыхления грунта приходится иметь дело не только проектировщикам, но и строителям в ходе работы. Данную характеристику используют для сравнения действительной плотности почвы на стройплощадке с номинальной.

Разумеется, для учета надежнее было бы применить взвешивание материала, но это часто невозможно осуществить по ряду причин. Тогда приходится прибегать к объемному учету, где не требуется специальное оборудование.

Такой способ позволяет выявить разницу между количеством грунта добытого в карьере, имеющегося на складе и используемого на строительной площадке.

Поскольку объемы земли до и после извлечения различаются, то расчеты с участием коэф. придется перевозить грунта.

Коэффициент первоначального разрыхления (Кp) – это значение, обозначающее увеличение количества почвосмеси в результате разработки и складирования в насыпях, по сравнению с ее изначальным состоянием в уплотненном виде.

Характеристики почв представлены в таблице:

Из таблицы видно, что коэффициент первоначального рыхления напрямую зависит от плотности. Так что, чем тяжелее грунт в естественном состоянии, тем больше он займет места после выборки. Данный показатель учитывается при вывозке извлеченной земли.

Также существует коэф. остаточного разрыхления (Кop) – показатель степени усадки грунта, уложенного в насыпь, под воздействием определенных факторов:

  • слеживания,
  • контакта с влагой,
  • утрамбовки механизмами.

Данное значение учитывают при определении количества необходимого материала, который требуется доставить на стройплощадку, а также при ссыпании для хранения и уничтожения земли.

Чтобы подсчитать стоимость земляных работ, необходимо сделать соответствующие подсчеты. Зная размер планируемого котлована, высчитывают объем грунта. Его перемножают на коэффициент первоначального рыхления.

Полученное значение и будет фактически подвергнуто разработке с помощью спецтехники и потом вывезено со строительного объекта. Полученную цифру и надо умножить на стоимость разработки, погрузки и транспортировки для 1 м3 грунта.

Коэффициенты разрыхления до и после разработки грунта различны. Они приведены в таблице в процентах:

Устройство распорной системы котлована

Не смотря на все инженерно-технические ухищрения, иногда, особенно для глубоких котлованов в тяжёлых грунтовых условиях и плотной городской застройке, шпунтовое ограждение может оказаться недостаточно прочным для удержания давления грунтовой массы.

На последнем этапе возведения котлована на помощь приходят 2 технологии крепления ограждений.

Вид на распорную систему котлована вблизи автомагистрали и соседних строений

Устройство распорной системы котлована

Первая из них — распорная система. По периметру устанавливается обвязочный пояс из металлопроката, равномерно распределяющий нагрузку по всему поясу. В пояс упираются распорки — как между противоположными стенками, так и между дном. Все конструкции выполняются в соответствии с точным механическим расчётом и изложены в ППР (плане производства работ).

Но распорная система крадёт внутреннее пространство выемки, которая и устраивалась специально для свободного манёвра в процессе строительных работ. Особо нагруженные конструкции распорных систем создают невероятно стеснённые условия для строителей. Это сокращает производительность и удлиняет сроки сдачи объекта.