Технология отбора проб для контроля уплотнения грунта

Обновлено: 05.10.2024

Контроль за качеством строительства заключается в проверке соответствия строительных работ, а также строительных материалов и изделий, от которых зависит качество строительной продукции, требованиям проектов, СНиП технических регламентов, стандартов.

Результаты некачественной работы могут привести не только к значительным экономическим потерям, но и привести к аварийной ситуации, которая в свою очередь может угрожать жизни и здоровью. Поэтому контроль качества строительства, а именно качество произведенной работы, на сегодняшний день является основным в сфере строительного контроля.

Работы с основаниями и фундаментами зданий и сооружения являются основополагающими при строительстве объектов. Сооружение будет считаться надежным и безопасным только в том случае, если правильно и четко выполнены все рабочие процессы. Одним из важнейших этапов является нулевой цикл, который включает в себя работы по подготовке грунта, установке инженерных сетей, строительстве самого фундамента. Контроль качества строительства на данном этапе чрезвычайно важен, так как результаты некачественно-произведенных работ могут проявиться не сразу, а спустя несколько лет после ввода в эксплуатацию.

В данной статье будут описаны основные методы определения плотности грунтов оснований зданий и различных сооружений при строительном контроле.

Существуют две основных группы методов определения степени уплотнения грунтов оснований:

Косвенный метод – основанный на экспресс методах определения физико-механических параметров;

Прямой метод – основан на лабораторных испытаниях.

1. Косвенные методы определения плотности грунтов оснований зданий и сооружений.

1.1. Определение плотности грунта электромагнитным методом (на примере прибора SDG-200).

Принцип работы прибора – электромагнитный, что выгодно отличает прибор SDG 200 от радиоизотопных приборов предыдущего поколения (методы радиоизотопных определений плотности и влажности ГОСТ 23061-2012). Электрическое поле передается через материал от контактной пластины прибора SDG 200, при этом измеряется полное сопротивление, которое используется при вычислении величины плотности для данного типа грунта.

Рис 1. Измерение плотности грунта прибором SGD-200.

Достоинства:

Широкий диапазон измеряемых параметров (основное преимущество);
Относительная простота схемы измерений.

Для правильной работы прибор SDG-200 необходимо настроить на тот тип грунта, который будет оцениваться с его помощью. С этой целью образцы грунта, отобранные на участках проведения работ однократно испытывают в лаборатории, определяя следующие параметры:

Гранулометрический состав
Максимальную плотность
Оптимальную влажность
Предел пластичности
Предел текучести
Поправку по плотности (поправка вносится в прибор после того, как внесены все предыдущие параметра, и сделан контрольный замер на испытываемом грунте, поправка рассчитывается как разница между показаниями прибора и плотностью образцов, отобранных с данного покрытия, определенной в лаборатории)

· Погрешности измерений при неверных настройках параметров свойств оследуемого грунта (основной недостаток);

· Достаточно-длительное время проведения измерения при малом участке обследования.

Точность показаний прибора SDG-200 напрямую зависит от точности вводимых в прибор данных. После того как данные грунту внесены в прибор, пользователь сохраняет их и прибор готов к работе на данном типе грунта.

1.2. Определение плотности грунта методом штампа (на примере прибора ПДУ-МГ4 УДАР).

Плотномер состоит из нагрузочной плиты, с закрепленными на ней тензодатчиком силы, акселерометром и упругим элементом, штанги с грузом и электронного блока.

Параметры силового взаимодействия нагрузочной плиты с контролируемым основанием поступают в электронный блок и обрабатываются микроконтроллером.

Результаты испытания (модуль упругости, нагрузка и деформация) отображаются на графическом дисплее и автоматически архивируются.

Плотномеры снабжены функцией связи с ПК с возможностью последующей обработки данных и распечатки протокола испытаний.

1.3. Определение плотности грунта с помощью пенетрометров.

Самые распространенные на сегодняшний день экспресс-методы определения плотности грунтов оснований на строительных объектах – пенетрационные методы, основанный на силе реакционного сопротивления грунта при погружении рабочего наконечника плотномера под статической/динамической нагрузкой.

1.3.1. Пенетрометр типа В-1.

Принцип действия: степень уплотнения грунта оценивают показателем удельного сопротивления пенетрации, определяемым расчетом по величине прилагаемого усилия при заглублении рабочего наконечника. Плотность грунта определяется отклонением стрелки индикатора, возникающим при деформации динамометрического кольца.

Фактическое значение степени уплотнения определяется исходя из полученных результатов замеров по таблице 1 с учетом типа грунта (для примера показаны значения для наконечника D=11,3 мм).

Перед возведением здания или любой другой конструкции необходимо провести анализ грунта, который позволит определить его основные характеристики. Отсутствие этих данных может привести к серьезным проблемам как в ходе строительства, так и во время эксплуатации данного объекта. Лабораторные испытания позволяют определить ряд важных показателей, к которым относится:
- весовая влажность;
- прочность грунта;
- устойчивость почвы к нагрузкам и различным деформациям;
- суммарная влажность мёрзлых грунтов;
- влажность на границе текучести и раскатывания;
- плотность сухого образца;
- максимальная плотность;
- зерновой состав;
- наличие глинистых и пылевидных частиц;
- коэффициент фильтрации песчаных грунтов и др.

Получить максимально точные и достоверные результаты можно лишь в том случае, если соблюдаются все требования и нормы, которые указаны в проектной документации и действующем ГОСТе. Особое внимание стоит уделить правилам отбора проб грунта. Несоблюдение технологии отбора образцов может повлечь за собой получение неверных данных о геологии почвы, что в итоге приведет к ошибкам и неправильным выводам, которые повлияют на прочность и срок службы будущего сооружения.

Схема отбора проб грунта

Отбор проб грунта – это один из самых важных этапов строительных работ. Точность всех исследований зависит от оборудования, опыта специалиста, который выполняет данную операцию, а также от соблюдения всех требований. Даже малейшие ошибки могут исказить итоговые результаты испытаний или вовсе не позволят их провести.
Все работы по отбору проб грунта проводятся согласно ГОСТ 12071-2014. В нем прописаны все условия и требования, которые необходимо соблюдать во время данной операции.
Различают и условия отбора проб для разных видов проверок. К примеру, при отборе образцов для микробиологического исследования в керне должны присутствовать только те микроорганизмы, которые есть в данной почве. Очень важно сохранить их до начала испытаний керна и исключить попадание посторонних микроорганизмов. В противном случае данные будут искажены, что в итоге повлияет на результаты исследования.

В целом процесс сбора образцов происходит в три этапа:
· отбор проб;
· лабораторные испытания образцов;
· интерпретация результатов и подготовка документов.
Точность всех данных, которые указаны в протоколе, имеет высокую степень важности, особенно при согласовании проектов строительства. Все итоги исследования оформляются в следующих документах:
· схема отбора проб грунта;
· акт установления фонового содержания химических веществ в почве;
· акт отбора проб грунта;
· протокол проведения измерений о содержании химических веществ в грунте.

Схема отбора проб грунта содержит информацию о местоположении фоновых участков, пробных площадок и точек отбора проб с указанием порядкового номера пробной площадки. Схема и другие документы хранятся в лаборатории, которая производила все измерения. Срок хранения составляет 3 года с момента проведения данных работ.
Площадь пробной площадки должна составлять как минимум 250 квадратных метров. Оптимальная форма площадки – это квадрат, но в любом случае итоговая схема (глубина, площадь и протяженность участка) зависит от целей исследования.

Методы отбора проб грунта

Несмотря на то, что процесс сбора образцов происходит в три этапа, сама методика отбора проб грунта может быть разной. Всего существует три способа взятия образцов:
· точечный способ. Отличается тем, что с каждого слоя грунта извлекается образец небольшого объема;
· бороздовой способ. Данный метод предполагает взятие образцов из борозд, которые проведены по всему пласту породы;
· валовый способ. В данном случае на лабораторный анализ отправляется вся взятая из выработки порода.

Чаще всего бороздовой и валовый способ применяются для того, чтобы изучить возможности использования грунта в качества строительной площадки или стройматериала.
Выбор в пользу определенного способа отбора грунта зависит от условий, особенностей почвы и других факторов. Выбранный метод отбора должен учитывать миграцию отдельных ингредиентов в зависимости от физических параметров объекта и условий окружающей среды, например, от температуры. Данные методические рекомендации не предназначены для отбора проб со льда или вечномерзлых грунтов.

Комплект для отбора проб грунта

Для отбора проб используют различные инструменты. Их выбор зависит от типа грунта:
· скальные почвы повышенной прочности. Для отбора проб используются одинарные или двойные колонковые трубы;
· скальные низкой плотности. Применяется двойная колонковая труба;
· дисперсные крупнообломочные. В данном случае используется желонка;
· плотные и рыхлые пески. Забивной стакан или виброзонд с клапаном либо одинарная колонковая труба;
· глинистые почвы (твёрдые, пластинчатые и текучие суглинки). Для отбора образцов используется вдавливаемый или забивной стакан с клапаном, виброзонд, одинарная либо двойная колонковая труба. Выбор конкретного инструмента зависит от определенных факторов;
· органо-минеральные грунты. В качестве рабочего инструмента используется буровая ложка либо виброзонд с клапаном;
· торфы и другие органические почвы. Для выборки образцов используется буровая ложка;
· мёрзлые грунты. В данном случае используется забивной стакан, двойная либо одинарная колонковая труба.

Для отбора проб в монолитных грунтах используются грунтоносы, режущие кольца и обычная лопата. В некоторых случаях применяется нож.

Отбор проб грунта кольцом

Отбор проб грунта кольцом, транспортировка и хранение образцов производится в соответствии с требованиями, указанными в ГОСТ 12071-2014. Сам метод применяется при работе с грунтами, которые легко поддаются вырезке, с супермёрзлыми почвами, с массивной криогенной структурой, а также с грунтами, не способными сохранять свою форму без кольца.

В соответствии с требованиям ГОСТа выбирается кольцо-пробоотборник. Его толщина и угол заточки должны соответствовать типу грунта. Кольцо-пробоотборник изготавливают из стали и покрывается антикоррозийным слоем. Также в качестве исходного материала могут выступать и другие материалы, которые не уступают стали по своей прочности и коррозийной стойкости. Все кольца нумеруют, замеряют внутренний диаметр и высоту. Допустимая погрешность не должна превышать 0,1 миллиметр. По результатам исследований измерений вычисляют и объем кольца.

Отбор проб грунта методом режущего кольца происходит следующим образом:

· с внутренней стороны кольцо необходимо смазать вазелином или другой смазкой. Для сохранения естественного уровня влажности при бурении запрещено использовать промывочную жидкость;
· верхнюю часть грунта выравнивают, срезая все излишки;
· на зачищенной плоскости устанавливают режущее кольцо и специальным прессом либо вручную вдавливают его, после чего фиксируют границу образца;
· снаружи кольца грунт обрезают, тем самым формируя столбик, который примерно на 2 миллиметра больше, чем диаметр самого кольца;
· по мере срезания режущее кольцо для отбора проб лёгким нажимом насаживают на грунт. При этом очень важно не допускать перекосов. В противном случае итоговые данные будут искажены;
· после заполнения кольца почва подрезается примерно на 10 миллиметров ниже, чем расположен край режущего кольца.

На завершающем этапе грунт отделяют, взвешивают и упаковывают для транспортировки в лабораторию. Упаковка используется для того, чтобы сохранить первоначальную структуру и уровень влажности керна.
Для упаковки образцов используют тару, которая обеспечивает хранение мелких частиц. Чаще всего для этих целей используют синтетическую плёнку, полиэтилен или водостойкий картон. Для образцов, которые требуют сохранения влажности, используют бюксы с плотно закрывающейся крышкой. Допускается использование жёстких гильз из пластика. В него помещают керн, который плотно обёрнут в полиэтилен. Торцы плотно закрывают пластиковой крышкой. Внутрь тары укладывают этикетку со всей информацией о почве.

Её предварительно заворачивают в полиэтилен, чтобы защитить от влаги. Также содержание этикетки допускается наносить на саму тару.
Стоит отметить, что метод режущих колец из-за своей простоты и доступности является наиболее приемлемым и распространённым.

Отбор проб при уплотнении грунта

Отбор образцов при уплотнении грунтов производят из шурфов на глубине от 50 сантиметров по сетке. Она определяется местными условиями и зависит от литологического состава почвы. Величину отсыпаемого слоя проверяется при помощи мелких шурфов: в свежеотсыпанный слой до уплотненной поверхности предыдущего слоя погружается металлический стержень и замеряется его толщина. Зимой необходимо дополнительно проверить выполнение условий, которые предъявляются к мерзлым грунтам.

Количество отбираемых проб уплотненного грунта зависит от характера и объёма работ, характеристики грунта и других условий, в которых проводится отбор образцов. Ориентировочно порядок отбора кернов устанавливается следующий:

· на дорожной насыпи: расстояние от 20 до 30 метров;
· на насыпях вертикальной планировки схема отбора проб грунта при уплотнении образца будет следующей: в шахматном порядке через каждые 20-40 метров;
· в засыпаемых траншеях отбор проб осуществляется по оси траншеи;
· в гидротехнических сооружениях (к ним относятся дамбы и плотины) отбор кернов осуществляется в карьерах и насыпях.

Если толщина уплотняемого слоя составляет менее 30 сантиметров, то пробы отбирают из его средней части. При большей толщине производится отбор 2-х проб по высоте слоя. При линейных работах отбор образцов рекомендуется выполнять в шахматном порядке.
После проведения всех работ в полевую книжку записывают дату отбора, расстояние от центральной оси, номер цилиндра. Очень важно сохранить структуру керна и его исходную плотность. В случае недоуплотнения почвы необходимо выяснить причины и принять необходимые меры к доведению плотности до той, которая указана в проектной документации.

Согласно правилам отбора проб грунта, если почва подверглась доуплотнению, то в итоговый журнал вносят те данные, которые были получены после повторных работ.

Акт отбора проб грунта

После отбора образцов составляется акт отбора проб. В нём указываются:
· порядковый номер керна;
· дата проведения исследований;
· цель;
· время отбора;
· название и наименование предприятия, которое проводило данные работы;
· используемые инструменты;
· тип пробы;
· сведения об упаковке;
· условия отбора керна и его агрегатное состояние;
· химический состав отхода (указывается, только если он известен);
· ГОСТ или иной документ, регламентирующий отбор проб;
· отметка о передаче керна в испытательную лабораторию;
· дополнительные сведения.

Вся информация записывается карандашом или ручкой, которая исключает обесцвечивание или расплывание записей.

Заключение

Отбор проб осуществляется для дальнейших исследований с целью определения свойств грунта. Дальнейшие проверки позволяют определить его прочность и другие характеристики, которые влияют на ход строительства и дальнейшую эксплуатацию сооружения.

В зависимости от гидрогеологических условий местности и других факторов специалисты выбирают наиболее подходящий способ отбора образцов. С учетом исследований отобранные образцы могут подвергаться консервации, охлаждению или заморозке. Но в большинстве случаев они должны оставаться в исходном положении. Срок хранения кернов зависит от типа грунта. При нарушении условий и сроков хранения дальнейшие исследования не проводятся.

Строительная лаборатория ООО “Бюро “Строительные исследования” занимается испытаниями конструкций и материалов в Санкт-Петербурге и Москве

Основная специализация лаборатории:

Бесплатно вызвать лаборанта на объект или задать вопрос эксперту можно:

3. Написать нам на почту

4. А также в комментариях к публикации.

Подписывайтесь на наши социальные сети и YouTube канал, там много интересной информации и лайфхаков.

В Инструкции даны указания по обследованию в резервах мелкозернистых грунтов, не содержащих крупных частиц (размером более 5 мм), грунтов с большим содержанием крупных частиц (до 30 %) и каменных материалов, из которых возводятся насыпи, по испытанию характерных образцов материалов в лаборатории, а также по назначению требуемой плотности земляного полотна. Приведены рекомендации по организации и проведенгию полевого контроля за уплотнением грунтов и способы, с помощью которых может быть достигнута требуемая плотность.

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА СССР

ИНСТРУКЦИЯ
ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ
ТРЕБУЕМОЙ ПЛОТНОСТИ
И КОНТРОЛЮ ЗА УПЛОТНЕНИЕМ
ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Утверждена
Министерством транспортного строительства СССР
12 марта 1969 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Министерство транспортного строительства СССР

Ведомственные строительные нормы

Инструкция по определению требуемой плотности и контролю уплотнения земляного полотна автомобильных дорог

Внесен а
Государственным всесоюзным дорожным научно-исследовательским институтом (Союздорнии)

Утвержден а
заместителем министра транспортного строительства СССР 12 марта 1969 г.

Срок введения -
1 августа 1969 г.

1.1. Одно из основных требований при строительстве автомобильных дорог - возведение устойчивого земляного полотна.

При этом важное значение приобретает правильное проведение работ по искусственному уплотнению грунтов или других материалов, из которых возводится земляное полотно. Недостаточное уплотнение приводит к деформациям земляного полотна, вследствие чего нарушается ровность покрытия и могут разрушаться дорожная одежда и насыпи.

Для обеспечения надлежащего качества работ при возведении земляного полотна должен быть организован технический контроль за проведением операций по искусственному уплотнению.

1.2. Технический контроль за уплотнением земляного полотна включает:

а) обследование (до начала земляных работ) проектируемых резервов и лабораторные испытания образцов грунтов и других материалов, предназначаемых для возведения земляного полотна;

б) текущий полевой контроль за уплотнением в процессе устройства земляного полотна.

1.3. Обследование резервов выполняет проектная организация .

1.4. Текущий полевой контроль выполняют лаборатории строительных организаций . В случае необходимости лаборатории строительных организаций дополнительно обследуют резервы, требующие уточнений или ранее не обследованные проектными организациями.

2.1. Грунты и другие материалы в резервах (карьерах, выемках) обследуют в процессе изыскательских работ и рабочего проектирования шурфованием или бурением. Количество шурфов или буровых скважин устанавливают в зависимости от сложности грунтового профиля. Ориентировочно в сравнительно однородных грунтах на каждые 5000 м 3 грунта, отсыпаемого в насыпь, закладывается одна выработка. При разнородных грунтах количество шурфов увеличивают (один на каждые 1500 - 2000 м 3 грунта).

Обследование проводят на глубину проектируемой разработки.

На основе визуального осмотра из грунтов в шурфах или выбуренных кернов отбирают характерные образцы весом 3 - 3,5 кг для исследования в лаборатории. Каждый образец, отправляемый в лабораторию, должен быть снабжен паспортом с указанием места и даты взятия пробы и мощности данного слоя грунта.

Для подбора составов смесей и проведения лабораторных испытаний грунтов, предназначенных для обработки вяжущими, отбирают средние пробы весом 40 - 60 кг при мелкозернистых грунтах и 80 - 100 кг - крупнообломочных.

При обследовании резервов определяют естественную плотность и влажность грунтов и материалов. Характерные образцы подвергают испытанию для определения состава материалов, вида грунта, его оптимальной влажности и требуемой плотности, а также группы и класса каменных материалов. По данным близрасположенных метеостанций составляют график изменения влажности грунтов (почвы) в районе трассы в течение строительного сезона.

3.1. Требуемую плотность g _{ск 0} назначают по максимальной стандартной плотности, установленной методом стандартного уплотнения в приборе Союздорнии (приложение 1), и по заданному коэффициенту уплотнения K.

для мелкозернистых грунтов

для грунтов с включениями частиц крупнее 5 мм (до 30 %)

Величину минимально допустимого коэффициента K назначают при проектировании земляного полотна в зависимости от дорожно-климатической зоны, категории дороги и расположения слоя грунта по высоте насыпи (табл. 1).

Понижение величины минимального коэффициента уплотнения допускается не более чем в 10 % случаев и не должно превышать по абсолютной величине 0,04. Разница между значениями коэффициента уплотнения по поперечному сечению в верхнем слое земляного полотна для дорог с капитальными покрытиями не должна превышать 0,02 и при других типах покрытий - 0,04.

3.2. При наличии в карьере нескольких слоев характерных разновидностей грунта, когда разработка карьера ведется экскаваторами, за требуемую плотность принимают среднее значение плотностей, определенных для каждого из них:

где g _{ск 1} . g _ск _n - требуемые плотности грунтов (материалов) в отдельных слоях, г/см 3 ;

h₁ . h_n - толщины слоев, см.

В случае систематических отклонений плотности грунта, достигаемой при уплотнении в насыпи, от требуемой на 0,06 г/см 3 или более (как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения) следует уточнить требуемую плотность, проведя стандартное уплотнение грунта, взятого из насыпи в месте отбора проб.

3.3. Требуемые плотности при возведении земляного полотна из грунтов с содержанием частиц крупнее 5 мм более 30 % (гравелистых, щебенистых и т.п.), а также при возведении земляного полотна из слабых каменных материалов (известняки, мергели, сланцы, отходы горнодобывающей промышленности и т.п.) устанавливают пробным уплотнением машинами тяжелого типа. Получаемую в этом случае максимальную плотность грунта или каменного материала при наиболее эффективном режиме работы уплотняющих машин (см. п. 4.15) принимают за требуемую.

Значение минимального требуемого коэффициента уплотнения

Часть земляного полотна

Глубина расположения слоя от поверхности покрытия, м

Усовершенствованные покрытия капитального типа

Покрытия усовершенствованные, облегченные и переходного типа

Выемки, нулевые места и естественные основания под низкие насыпи

В зоне промерзания

Ниже зоны промерзания

* В IV - V зонах принимается равной 0,8 м.

Примечани я. 1. Большие значения коэффициента уплотнения принимаются при цементобетонных и цементогрунтовых покрытиях и основаниях, а также при усовершенствованных облегченных покрытиях.

2. В IV - V дорожно-климатических зонах может оказаться целесообразным более значительное уплотнение верхних слоев земляного полотна с тем, чтобы использовать их как нижние конструктивные слои дорожного покрытия.

Кроме того, если окажется возможным, необходимо установить плотности устойчивых насыпей, возведенных из аналогичных материалов и находящихся в эксплуатации не менее трех лет. Для этого обследуют не менее двух-трех насыпей и определяют объемные веса скелета грунта на глубине не менее 1,0 - 1,5 м от поверхности земляного полотна в шурфах у кромки проезжей части. Полученные значения объемных весов скелета грунта принимают за требуемую плотность при возведении насыпей из подобных же материалов. Плотность грунтов, полученная при пробной укатке, не должна быть меньше установленной при обследовании существующих насыпей.

При устройстве насыпей из каменных материалов 1 - 4 класса требования к их плотности не устанавливают, однако должны соблюдаться общие правила возведения насыпей (послойная их отсыпка и уплотнение машинами трамбующего или вибрационного действия).

Малосвязные и несвязные грунты (супеси и пески) эффективно уплотнять при влажности в пределах 0,8 - 1,2W₀. При одноразмерных песках минимальное значение влажности составляет 6 - 8 %, так как в противном случае уплотнение песков окажется весьма затруднительным.

4.1. Текущий контроль за уплотнением земляного полотна (табл. 2) осуществляют полевые лаборатории при дорожно-строительных подразделениях, а также контрольные посты при машинно-дорожных отрядах, работающие под общим руководством центральной лаборатории треста или управления.

Полевые лаборатории обслуживают в среднем 3 - 6 объектов, на которых выполняется в смену до 8 - 10 тыс. м 3 земляных работ.

Контрольные посты создаются при каждом машинно-дорожном отряде (экскаваторном, скреперном и т.п.), выполняющем в смену до 2 - 3 тыс. м 3 земляных работ.

4.2. Контрольные посты ежедневно следят за отсыпкой грунта и работой уплотняющих машин, а также с помощью имеющегося оборудования (приложение 3) отбирают пробы грунта для определения плотности прибором Ковалева. Полученные значения плотностей сопоставляют с требуемыми.

При контроле за качеством уплотнения грунтов с включениями гравелистых частиц, а также в зимних условиях, когда применение прибора Ковалева невозможно, определение плотности грунта осуществляют методом лунок или методом парафинирования (см. приложение 1) с отбором образцов мерзлого грунта.

Перечень основных работ, выполняемых при текущем контроле за уплотнением земляного полотна

Техническая документация (приложение 2 )

Послойно определяет плотность грунтов насыпей в процессе их возведения

за послойной отсыпкой грунта по всей ширине насыпи,

оптимальной толщиной уплотняемого слоя,

числом проходов (ударов) грунтоуплотняющей машины по одному месту,

влажностью грунта при его уплотнении

Дополнительно обследует резервы (совместно с центральной лабораторией)

Устанавливает рациональный режим работы уплотняющих машин - пробное уплотнение (совместно с центральной лабораторией)

Контролирует определение плотности грунта в земляном полотне (совместно с центральной лабораторией)

Определяет коэффициент относительного уплотнения

Определяет физико-механические свойства грунтов резервов, в том числе коэффициент неоднородности песка (факультативно) совместно с центральной лабораторией

Определяет оптимальную влажность и максимальную плотность характерных грунтов в резервах (карьерах); устанавливает рациональный режим работы уплотняющих машин и контролирует определение плотности грунта в земляном полотне (совместно с полевой лабораторией); осуществляет методическое руководство и контроль за деятельностью подведомственных лабораторий и контрольных постов, инструктирует работников лабораторий; содействует обеспечению полевых лабораторий необходимым оборудованием и следит за исправностью контрольных и измерительных приборов

В зимних условиях, ввиду разуплотнения грунта при его замерзании, коэффициент уплотнения K, который определяется на основе испытания образцов мерзлого грунта, отбираемых из уплотненных слоев насыпи, принимают равным:

где K_факт - фактический коэффициент уплотнения, установленный на образцах мерзлого грунта;

b - величина поправки, равная для связных грунтов 0,03 - 0,04, для несвязных - 0,01 - 0,02.

4.3. Влажность грунта каждого слоя, подготовленного для уплотнения, измеряют один раз в смену.

Количество образцов для определения плотности грунта назначают в зависимости от ширины уплотняемого слоя b высоты насыпи. В слоях, имеющих ширину менее 20 м, берут три образца с каждого поперечника (один - по оси проезжей части и два - на обочинах на расстоянии 1,5 - 2 м от откоса); в слоях с шириной, превышающей 20 м, берут не менее пяти образцов с поперечника (по оси насыпи, в 2 м от откосов и между этими точками). Поперечники располагают через 200 м при невысоких насыпях (до 2 - 3 м); при высоте насыпи более 3 м поперечники располагают через 50 м.

Кроме того, отбирают пробы грунта из каждого уплотненного слоя над трубами, в конусах и в местах сопряжений с мостовыми сооружениями.

Количество проб из грунтов высокой связности (тяжелые суглинки и глины), а также отбираемых методом лунок или в мерзлом состоянии может быть уменьшено в два раза.

4.4. Пробу грунта берут из середины уплотненного слоя при его толщине до 30 см; при большей толщине уплотненного слоя отбирают две пробы по высоте слоя.

Пробы рекомендуется отбирать во всех слоях по одной вертикали.

Качество уплотнения определяют сравнением полученных значений объемного веса скелета грунта g _ск со значениями требуемой плотности g _{ск 0}. При этом дастся оценка:

отличн о, если у 90 % испытанных образцов коэффициенты уплотнения грунта земляного полотна не ниже требуемых (табл. 1), а у 10 % образцов отклонение в сторону понижения не превышает 0,02;

хорош о, если у 90 % испытанных образцов коэффициенты уплотнения грунта всех слоев земляного полотна не ниже требуемых (табл. 1), у 5 % образцов отклонение в сторону понижения не превышает 0,02, а у 5 % образцов отклонение не превышает 0,04;

удовлетворительн о, если у 90 % испытанных образцов коэффициенты уплотнения грунта всех слоев земляного полотна не ниже требуемых, а у 10 % образцов отклонение в сторону понижения не превышает 0,04.

При возведении насыпей из каменных материалов 1 - 4 класса качество их уплотнения проверяют пробными проходами тяжелого моторного катка (10 - 12 т). Деформация поверхности насыпи (осадка под вальцами катка) при пробных проходах не должна превышать 5 мм.

4.5. Грунт отсыпают на нижележащий слой только после достаточного его уплотнения.

4.6. Полевая лаборатория проводит работы, связанные с дополнительным обследованием грунтов резервов и уточнением расчетных параметров при уплотнении грунта, установлением рационального режима работы имеющихся грунтоуплотняющих машин; совместно с Центральной лабораторией систематически осуществляет контроль за качеством уплотнения насыпей в процессе возведения земляного полотна. Кроме того, начальник полевой лаборатории обязан периодически проверять работу контрольных постов.

4.7. Дополнительное обследование резервов, намеченных к разработке, проводят перед началом основных земляных работ, а если установлено несоответствие грунтовых условий проектным данным, то и в процессе земляных работ.

При дополнительном обследовании резервов уточняют значения оптимальной влажности и требуемой плотности грунта и материалов, укладываемых в насыпь.

Одновременно отбирают пробы образцов без нарушения их естественного состояния для определения объемного веса грунта или каменных материалов резерва, необходимого для установления фактического объема земляных работ (см. пп. 4.24, 4.25).

4.8. Для уплотнения грунтов земляного полотна применяют следующие машины: кулачковые катки; решетчатые катки; прицепные, полуприцепные и самоходные пневмошинные катки; вибрационные, вибротрамбующие, трамбующие машины.

4.9. Основными технологическими показателями работы грунтоуплотняющих машин являются: уплотняющая способность (оптимальная толщина уплотняемого слоя грунта), возможность уплотнения грунтов различного состава и состояния, возможность работы как в летних, так и в зимних условиях и при стесненном фронте работ. Технологические особенности грунтоуплотняющих машин учитывают при составлении проекта организации работ и в процессе производства земляных работ.

4.10. Кулачковые катки целесообразно применять при уплотнении связных, комковатых грунтов и грунтов типа тяжелых суглинков и глин при влажности не более оптимальной.

Пневмошинные катки наиболее эффективны для уплотнения супесей, суглинков и глин при влажности их, близкой к оптимальной.

Вибрационные и вибротрамбующие машины целесообразно применять для уплотнения песков, супесей, гравийно-песчаных и щебеночно-песчаных смесей, гравия и щебня.

Трамбующие машины эффективны для уплотнения грунта во всех условиях возведения земляного полотна при влажности грунта, близкой к оптимальному значению.

При ограниченном фронте работ, наиболее целесообразны грунтоуплотняющие средства типа самоходных пневмошинных катков, вибрационных, вибротрамбующих и трамбующих машин и легкие трамбовки.

Использование грунтоуплотняющих машин в других условиях, кроме указанных выше, возможно (что должно устанавливаться пробным уплотнением), однако пониженная производительность и меньшая уплотняющая способность ведут к повышению стоимости работ по уплотнению грунта.

4.11. Уплотнение грунта проходами пневмоколесных землеройно-транспортных и транспортных машин в обычных условиях рассматривается как предварительное. Отдельные машины при определенных условиях могут использоваться для уплотнения грунта. Необходимое уплотнение грунта гусеничными машинами не достигается, поэтому их нельзя использовать в качестве уплотняющих средств.

4.12. Грунт уплотняют сразу же после отсыпки слоя. Количество грунтоуплотняющих машин и их производительность должны соответствовать производительности землеройного отряда. Пересыхание и особенно переувлажнение или замерзание отсыпанного грунта затрудняет процесс уплотнения, а зачастую делает его практически невозможным.

4.13. Эффективная работа уплотняющих машин во многом зависит от правильного назначения толщины слоя отсыпаемого грунта и числа проходов (ударов) машин по одному следу.

Толщина уплотняемых слоев грунтов и других материалов должна быть оптимальной. Назначается она, как и число проходов (ударов) уплотняющих машин по одному месту, в зависимости от типа машины и вида грунта (табл. 3).

Ориентировочные значения оптимальной толщины уплотняемого слоя и числа проходов уплотняющих машин

Контроль качества работ по уплотнению грунта

При устройстве грунтовой подсыпки под полы, обратных засыпках котлованов и траншей, возведении земляного полотна автомобильных и железных дорог постоянно контролируют соответствие производимых работ проекту и требованиям технических условий, качество подготовки оснований, степень уплотнения и влажность грунта.

За качеством работ по укладке и уплотнению грунта следует вести систематические контрольные наблюдения, организуемые силами строительной организации, представителями технического надзора заказчика и лицами, инспектирующими строительство.

Непосредственное осуществление контроля за плотностью и влажностью грунта, уложенного в насыпь или траншею, возлагается на полевую грунтовую лабораторию.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

На полевую грунтовую лабораторию также возлагаются:
а) проверка качества грунтов в выемках, карьерах и резервах с целью установления возможности их использования для отсыпки насыпей;
б) проведение пробного уплотнения грунта с целью уточнения требуемого количества ударов (проходок) грунтоуплотняющих машин по одному и тому же следу, а также толщины отсыпаемого слоя;
в) участие в освидетельствовании скрытых работ и их приемке.

При контроле укладки грунта проверяют: – качество выполненных работ по подготовке основания; – соответствие состава грунта принятому в проекте; – наличие в отсыпанном слое растительных и гумусированных грунтов, торфа, древесины, корней и сильно минерализованных переувлажненных и засоренных строительным мусором грунтов; – толщину отсыпаемого слоя; – соответствие толщины слоя отсыпаемого грунта принятому способу уплотнения; – количество проходок или ударов уплотняющих механизмов по уложенному слою; – соответствие типа и массы грунтоуплотняющего оборудования установленной норме; – подготовку поверхности ранее уплотненного слоя для отсыпки на него последующего слоя.

В процессе подготовки оснований проверяют тщательность очистки поверхности основания от растительного слоя, удаление линз и прослоек сильно засоленных грунтов или илистых отложений и т. д.

Отбор образцов для определения состава и плотности грунтов, оснований производят из шурфов на глубину 0,5 м и более по сетке, определяемой местными условиями в зависимости от литологического состава грунтов.

Величину отсыпаемого слоя проверяют с помощью мелких шурфов, замеряя его толщину или погружая металлический стержень (щуп) в свежеотсыпанный слой до уплотненной поверхности предыдущего слоя.

В зимнее время года дополнительно проверяют выполнение условий относительно количества мерзлого грунта, допускаемого при возведении насыпи или при засыпке траншей.

Для насыпей с нормируемой плотностью грунта основным критерием качества выполняемых работ является соответствие фактической плотности уложенного грунта требуемой.

Основными методами определения плотности скелета грунта, уложенного в сооружение, являются: – для глинистых и песчаных грунтов — взятие проб уложенного грунта с ненарушенной структурой металлическими цилиндрами или режущими кольцами и определение массы и влажности грунта; – для грунтов гравелисто-галечниковых и мелкозернистых с включением крупных фракций — взятие проб с нарушенной структурой из шурфа с последующим замером объема шурфа (путем засыпки его сухим песком), определением массы и влажности образца грунта.

Наряду с широко распространенным определением плотности грунта по плотности его скелета в последнее время получает распространение метод, основанный на использовании изотопов.

Распределение проб в плане и по высоте при устройстве грунтовых подсыпок под полы, обратной засыпке, котлованов и траншей, возведении земляного полотна должно быть равномерным, с тем чтобы этими пробами была обеспечена проверка степени плотности всех слоев грунта в различных частях сооружения.

Число отбираемых проб для проверки плотности скелета уплотненного грунта устанавливается в каждом конкретном случае в зависимости от характера и объема работ, характеристики грунта и местных условий.

Ориентировочно порядок отбора проб принимают следующий: – на дорожной насыпи пробы берут на расстоянии 20… 30 м с обеих сторон проезжей части; – на насыпях вертикальной планировки пробы отбирают в шахматном порядке через 20…40 м; – в засыпаемых траншеях пробы берут по оси траншеи; – в обратных засыпках пазух и около граней сооружения пробы отбирают на расстоянии от них не более 0,2 м; – в гидротехнических сооружениях (плотинах, дамбах) пробы отбираются в карьерах и насыпи.

При толщине уплотняемого слоя до 30 см пробы отбирают из его средней части, при большей толщине производят отбор двух проб по высоте слоя. При линейных работах пробы рекомендуется отбирать в шахматном порядке.

Место отбора проб должно фиксироваться замером расстояний от осей сооружения или других разбивочных знаков. При отборе проб в полевую книжку записывают: дату отбора пробы, пикет, расстояние от оси сооружения, номер цилиндра. При отборе проб уплотненного грунта необходимо обеспечить сохранность структуры и плотность грунта, которые он имеет в насыпи. В случае недоуплотнения грунта надо выяснить причины и принять меры к доведению плотности до требуемой проектом.

Недоуплотнение грунта может быть вызвано нарушением правил производства работ и неправильным использованием механизмов; недостаточной работой уплотняющего механизма.

Доуплотиение грунта достигается увеличением числа проходок (ударов) уплотняющих машин при обеспечении требуемой влажности грунта.

Сводку результатов лабораторных определений плотности и влажности грунта составляют за каждую смену. Кроме того, в сводке отмечают замеченные во время отбора проб и проверки уплотнения грунта недостатки, касающиеся состава и влажности грунта, порядка его отсыпки и уплотнения.

Если грунт подвергали доуплотнению и отбирали повторные пробы, то в итоговый журнал вносят величины плотности и влажности, полученные после отбора повторных проб.

Методы лабораторных испытаний плотности грунтов, уложенных в тело насыпей, определяются ГОСТ 22733—77.

Контролировать качество уплотнения грунтов можно следующими наиболее распространенными методами: стандартным, режущими кольцами, радиоизотопными, зондированием, вдавливанием штампа, парафинированием, методом лунок.

Выбор того или другого метода зависит от оснащенности лаборатории оборудованием, характера сооружения, объема возводимой насыпи и их классности.
Методом стандартного уплотнения определяют оптимальную влажность и максимальную стандартную плотность с помощью прибора СоюздорНИИ.

Метод режущих колец при определении плотности скелета грунтов в насыпях основан на определении плотности влажного грунта в объеме металлического кольца вместимостью 300…400 см3 (d/h=l), вдавленного в уплотненный слой, и влажности этого грунта.

В условиях полевых лабораторий метод режущих колец из-за простоты является наиболее приемлемым и распространенным.

В настоящее время получили наибольшее распространение в строительной практике радиоизотопные методы, так как грунтовые полевые лаборатории на крупных земляных сооружениях были оснащены приборами, в которых используется поглощение и рассеяние гамма-излучения и нейтронов.

Метод статического и динамического зондирования как один из видов контроля степени уплотнения грунтов в насыпях и обратных засыпках является наиболее оперативным и простым из всех существующих методов контроля.

Метод вдавливания штампа применяют для определения прочности грунтовых оснований. В частности, этот метод широко используют для контроля качества уплотнения грунтов оснований под полы промышленных зданий и под фундаменты.

Метод парафинирования применяют преимущественно при контроле за уплотнением грунта в зимних условиях.

Метод лунок используют при укладке обратных засыпок из щебенистых крупнообломочных грунтов или из грунта с мерзлыми комьями.

Качество уложенного в теле насыпи грунта можно считать допустимым, если число контрольных проб с плотностью грунта, отклоняющейся от заданной проектом, не превышает 10% общего числа контрольных проб, взятых на участке, и плотность скелета грунта в пробах должна быть не более чем на 0,5 г/см3 ниже плотности требуемой (минимальной).

На просадочных грунтах при уплотнении их тяжелыми трамбовками качество работ можно также определять путем контрольного определения отказа в любой точке котлована под фундаменты. Уплотнение признается удовлетворительным, если понижение отметки основания под действием удара трамбовки не превышает величины установленного отказа. Контрольное определение отказа производят двумя ударами трамбовки при сбрасывании ее с высоты, принятой при производстве работ, но не менее 4 м. Если по данным контрольного трамбования замеренная величина отказа окажется больше принятой, производят дополнительное трамбование. Контрольное трамбование выполняется трамбовкой с такой же массой, которая применялась при трамбовании грунта. Контрольное трамбование производят после дополнительного уплотнения разрыхленного поверхностного слоя грунта.

Перед возведением здания или любой другой конструкции необходимо провести анализ грунта, который позволит определить его основные характеристики. Отсутствие этих данных может привести к серьезным проблемам как в ходе строительства, так и во время эксплуатации данного объекта. Лабораторные испытания позволяют определить ряд важных показателей, к которым относится:

Все работы по отбору проб грунта проводятся согласно ГОСТ 12071-2014. В нем прописаны все условия и требования, которые необходимо соблюдать во время данной операции.

Различают и условия отбора проб для разных видов проверок. К примеру, при отборе образцов для микробиологического исследования в керне должны присутствовать только те микроорганизмы, которые есть в данной почве. Очень важно сохранить их до начала испытаний керна и исключить попадание посторонних микроорганизмов. В противном случае данные будут искажены, что в итоге повлияет на результаты исследования.

В целом процесс сбора образцов происходит в три этапа:

· лабораторные испытания образцов;

· интерпретация результатов и подготовка документов.

Точность всех данных, которые указаны в протоколе, имеет высокую степень важности, особенно при согласовании проектов строительства. Все итоги исследования оформляются в следующих документах:

· схема отбора проб грунта;

· акт установления фонового содержания химических веществ в почве;

· акт отбора проб грунта;

· протокол проведения измерений содержания химических веществ в грунте.

Площадь пробной площадки должна составлять как минимум 250 квадратных метров. Оптимальная форма площадки – это квадрат, но в любом случае итоговая схема (глубина, площадь и протяженность участка) зависит от целей исследования.

Несмотря на то, что процесс сбора образцов происходит в три этапа, сама методика отбора проб грунта может быть разной. Всего существует три способа взятия образцов:

· точечный способ. Отличается тем, что из каждого слоя грунта извлекается образец небольшого объема;

· бороздовой способ. Данный метод предполагает взятие образцов из борозд, которые проведены по всему пласту породы;

· валовый способ. В данном случае на лабораторный анализ отправляется вся взятая из выработки порода. Чаще всего бороздовой и валовый способ применяются для того, чтобы изучить возможности использования грунта в качества строительной площадки или стройматериала.

Выбор в пользу определенного способа отбора грунта зависит от условий, особенностей почвы и других факторов. Выбранный метод отбора должен учитывать миграцию отдельных ингредиентов в зависимости от физических параметров объекта и условий окружающей среды, например, от температуры. Данные методические рекомендации не предназначены для отбора проб со льда или вечномерзлых грунтов.

Для отбора проб используют различные инструменты. Их выбор зависит от типа грунта:

· скальные почвы повышенной прочности. Для отбора проб используются одинарные или двойные колонковые трубы;

· скальные низкой плотности. Применяется двойная колонковая труба;

· дисперсные крупнообломочные. В данном случае используется желонка;

· плотные и рыхлые пески. Забивной стакан или виброзонд с клапаном либо одинарная колонковая труба;

· глинистые почвы (твёрдые, пластинчатые и текучие суглинки). Для отбора образцов используется вдавливаемый или забивной стакан с клапаном, виброзонд, одинарная либо двойная колонковая труба. Выбор конкретного инструмента зависит от определенных факторов;

· органо-минеральные грунты. В качестве рабочего инструмента используется буровая ложка либо виброзонд с клапаном;

· торфы и другие органические почвы. Для выборки образцов используется буровая ложка;

· мёрзлые грунты. В данном случае используется забивной стакан, двойная либо одинарная колонковая труба;

· на дорожной насыпи: расстояние от 20 до 30 метров;

· на насыпях вертикальной планировки схема отбора проб грунта при уплотнении образца будет следующей: в шахматном порядке через каждые 20-40 метров;

· в засыпаемых траншеях отбор проб осуществляется по оси траншеи;

· в гидротехнических сооружениях (к ним относятся дамбы и плотины) отбор кернов осуществляется в карьерах и насыпях.

После проведения всех работ в полевую книжку записывают дату отбора, расстояние от центральной оси, номер цилиндра. Очень важно сохранить структуру керна и его исходную плотность. В случае недоуплотнения почвы необходимо выяснить причины и принять необходимые меры к доведению плотности до той, которая указана в проектной документации.

Читайте также: