Установление несущей способности грунта (табличные значения) находящегося под проектируемым или реконструируемым фундаментом начинают с геологической разведки. Для этого на строительной площадке из скважин или шурфов отбираются и исследуются пробы грунта.
Сначала производится классификация грунта. Гранулометрическим и/или методом отмучивания находится состав грунта и определяется его название.
Затем исследуются физические характеристики грунта. Методом режущего кольца устанавливается плотность грунта, методом высушивания и взвешивания определяется влажность, а скручиванием грунта в жгут и испытание балансирным конусом — консистенция грунта.
Далее делаются дополнительные лабараторные исследования грунта или производится еще несколько вычислений расширяющих количество физических характеристик грунтов.
При невозможности точного установления типа грунта самостоятельно, наличие на участке органических, мерзлых, насыпных грунтов и при любых других сомнениях в классифицировании грунта, для определения несущей способности грунта, нужно привлекать лицензированные геологические организации.
Определение коэффициента размягчения материала
Уровень отвественности здания
Здание или сооружение должно быть отнесено к одному из следующих уровней ответственности: повышенный, нормальный и пониженный (статья 4 пункты 7–10 действующего технического регламента о безопасности зданий и сооружений Федерального закона №384-ФЗ) .
К повышенному уровню отвественности относятся: особо опасные, технически сложные или уникальные объекты.
К пониженному — здания и сооружения временного (сезонного) назначения, а также здания и сооружения вспомогательного использования, связанные с осуществлением строительства или реконструкции либо расположенные на земельных участках, предоставленных для индивидуального жилищного строительства.
Все остальные здания и сооружения относятся к нормальному уровню отвественности.
Формулировка идентификации зданий относящихся к третьему (пониженному) уровню отвественности — расплывчатая. Непонятно, описанны две группы зданий и сооружений: временные и вспомогательные или три группы — временные, вспомогательные и индивидуальные?
В Белоруссии жилые индивидуальные дома высотой не более 2 этажей относят к третьей группе отвественности и в России жилые здания высотой до 10 м раньше тоже относили к этой группе. В новом техническом регламенте ясности в этом вопросе нет. Видимо его каждому придется решать самостоятельно. От выбора уровня отвественности зависит объем геологических изысканий и методика расчета фундаментов.
Определение расчетного сопротивления основания R по таблицам
Этот метод применяется для предварительного и окончательного расчета оснований для зданий третьего уровня ответственности находящихся в благоприятных условиях. Либо для предварительного расчета оснований для зданий второго уровня отвественности находящегося в любых, в том числе и неблагоприятных инженерно-геологических условиях.
Контракты FIDIC в строительстве, Российская Федерация, 06.10.2021. Онлайн сессия вопрос-ответ.
«Благоприятными» считаются условия, при которых слои грунта в основании залегают горизонтально (уклон слоев не превышает 0,1), а сжимаемость грунта не увеличивается по крайней мере до глубины, равной двойной ширине самого большого отдельного фундамента и четырем ширинам ленточного (считая от уровня его подошвы).
Для фундаментов шириной bo = 1 м и глубиной заложения do = 2 м значения расчетного сопротивления основания (Ro ) приведены в таблицах 11–15. С увеличением или уменьшением глубины заложения фундамента изменяется несущая способность грунта основания. В этом случае расчетные сопротивления основания (R) на различных глубинах следует определять по формулам:
где b — ширина фундамента, м; d — глубина заложения подошвы, м ; γ’— расчетное значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента, кН/м³; k1 — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными грунтами и песками, k1 = 0,125; для оснований сложенных пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами, k1 = 0,05; k2 — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными песчаными грунтами — k2 = 0,25, сложенных супесями и суглинками —k2 = 0,2; глинами — k2 = 0,15.
| Крупные | 600 (6) | 500 (5) |
| Средней крупности | 500 (5) | 400 |
| Мелкие: маловлажные влажные и насыщенные водой |
400 (4) 300 (3) |
300 (3) 200 (2) |
| Пылеватые: маловлажные влажные насыщенные водой |
300 (3) 200 (2) 150 (1,5) |
250 (2,5) 150 (1,5) 100 (1) |
| Супеси | 0,5 | 300 (3) | 300 (3) |
| 0,7 | 250 (2,5) | 200 (2) | |
| Суглинки | 0,5 | 300 (3) | 250 (2,5) |
| 0,7 | 250 (2,5) | 180 (1,8) | |
| 1 | 200 (2) | 100 (1) | |
| Глины | 0,5 | 600 (6) | 400 (4) |
| 0,6 | 500 (5) | 300 (3) | |
| 0,8 | 300 (3) | 200 (2) | |
| 1,1 | 250 (2,5) | 100 (1) |
| Супеси | 300 (3) / 150 (1,5) | 350 (3,5) / 180 (1,8) | 200 (2) | 200 (2) |
| Суглинки | 350 (3,5) / 180 (1,8) | 400 (4) / 200 (2) | 250 (2,5) | 300 (3) |
В числителе приведены значения Ro, относящейся к незамоченным просадочным грунтам со степенью влажности Sr ≤ 0,5; в знаменателе — значения Ro, относящиеся к таким же грунтам с Sr ≥ 0,8, а также к замоченным грунтам.
Расчетное сопротивление грунта основания Ro — это такое безопасное давление, при котором сохраняется линейная зависимость осадок фундаментов, а глубина развития зон местного нарушения прочности под его краями не превышает размера 1/4 ширины подошвы фундамента.
Пример определения расчетного сопротивления грунта основания по таблицам
Определить расчетное сопротивление основания фундамента, имеющего размеры подошвы 2,5×2,5 м, глубину заложения 1 м; здание бесподвальное, III класса. Основание на всю разведанную глубину сложено песком средней крупности, средней уплотненности (γ’ = 20 кН/м³). Подземные воды не обнаружены.
Для определения расчетного сопротивления основания правомерно использовать табличные значения величин Ro. Согласно табл. 2 Ro = 400 кПа. По формуле получим: R = Ro [1 +k1(b — bo) / bo] (d + do) /2do = 400 [1 + 0,125(2,5 — 1)/ 1 ](1 + 2)/2×2 = 356 кПа.
Определение расчетного сопротивления основания R по физическим характеристикам грунта
Этот метод применяется для окончательного расчета оснований для зданий второго уровня ответственности.
Расчетное сопротивление грунта основания определяется по формуле:
где m1 и m2 — коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 16; k — коэффициент, k = 1, если характеристики свойств грунтов определены опытным путем, k = 1,1, если характеристики приняты по справочным таблицам; M1, M2, M3 — коэффициенты, принимаемые по табл. 17; kz — коэффициент, при b < 10 м — kz =1 при b > 10 м — kz = z/b + 0,2 (здесь z = 8 м); b — ширина подошвы фундамента, м; γ — осреднен ное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³; γ’ — то же для грунтов, залегающих выше подошвы; с — расчетная величина удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа; db — глубина подвала, т.е. расстояние от уровня планировки до пола подвала, м. Для сооружений с подвалом шириной менее 20 м и глубиной свыше 2 м принимается db = 2 м, при ширине подвала больше 20, db = 0; d1 — глубина заложения фундамента бесподвальных сооружений от уровня планировки (м) или приведенная глубина заложения фундаментов от уровня пола подвала, определяемая по формуле: d1 = hs + hcfγcf / γ’ ,здесь hs — толщина слоя грунта выше подошвы фундамента под подвалом: hcf — толщина пола подвала; γcf — расчетное значение удельного веса материала пола подвала, кН/м³.
| Крупнообломочные с песчаным заполнителем и песчаные, кроме мелких и пылеватых | 1,4 | 1,2 | 1.4 |
| Пески мелкие | 1,3 | 1,1 | 1,3 |
| Пески пылеватые маловлажные и влажные | 1,25 | 1,0 | 1,2 |
| Пески насыщенные водой | 1,1 | 1,0 | 1,2 |
| Пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылеватоглинистым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя I L ≤ 0,25 | 1,25 | 1,0 | 1,1 |
| То же при 0,25 < I L ≤ 0,5 | 1,2 | 1,0 | 1,1 |
| То же при I L > 0,5 | 1,1 | 1,0 | 1,0 |
Примечания:
1. К сооружениям с жесткой конструктивной схемой относят сооружения, конструкции которых специально приспособлены к восприятию усилий от деформации оснований (подраздел 5.9 СП 22.13330.2011).
2. Для зданий с гибкой конструктивной схемой значение коэффициента m2 принимают равным единице.
3. При промежуточных значениях L/H коэффициент m2 определяют интерполяцией.
4. Для рыхлых песков m1 и m2 принимают равными единице.
| 0 | 0 | 1,00 | 3,14 |
| 1 | 0,01 | 1.06 | 3,23 |
| 2 | 0,03 | 1,12 | 3,32 |
| 3 | 0,04 | 1,18 | 3,41 |
| 4 | 0,06 | 1,25 | 3,51 |
| 5 | 0,08 | 1,32 | 3,61 |
| 6 | 0,10 | 1,39 | 3,71 |
| 7 | 0,12 | 1,47 | 3,82 |
| 8 | 0,14 | 1,55 | 3,93 |
| 9 | 0,16 | 1,64 | 4,05 |
| 10 | 0,18 | 1.73 | 4,17 |
| 11 | 0,21 | 1,83 | 4,29 |
| 12 | 0,23 | 1,94 | 4,42 |
| 13 | 0,26 | 2,05 | 4,55 |
| 14 | 0,29 | 2.17 | 4.69 |
| 15 | 0,32 | 2,30 | 4,84 |
| 16 | 0,36 | 2,43 | 4,99 |
| 17 | 0,39 | 2,57 | 5,15 |
| 18 | 0,43 | 2,73 | 5,31 |
| 19 | 0,47 | 2,89 | 5,48 |
| 20 | 0,51 | 3,06 | 5,66 |
| 21 | 0,56 | 3,24 | 5,84 |
| 22 | 0,61 | 3,44 | 6,04 |
| 23 | 0,69 | 3,65 | 6.24 |
| 24 | 0,72 | 3,87 | 6,45 |
| 25 | 0,78 | 4,11 | 6,67 |
| 26 | 0,84 | 4,37 | 6,90 |
| 27 | 0,91 | 4,64 | 7,14 |
| 28 | 0,98 | 4,93 | 7,40 |
| 29 | 1,06 | 5,25 | 7,67 |
| 30 | 1,15 | 5,59 | 7,95 |
| 31 | 1,24 | 5,95 | 8,24 |
| 32 | 1,34 | 6,34 | 8,55 |
| 33 | 1,44 | 6,76 | 8,88 |
| 34 | 1,55 | 7,22 | 9,22 |
| 35 | 1,68 | 7,71 | 9,58 |
| 36 | 1,81 | 8,24 | 9,97 |
| 37 | 1,95 | 8,81 | 10,37 |
| 38 | 2,11 | 9,44 | 10,80 |
| 39 | 2,28 | 10,11 | 11,25 |
| 40 | 2,46 | 10,85 | 11,73 |
| 41 | 2,66 | 11,64 | 12,24 |
| 42 | 2,88 | 12,51 | 12,79 |
| 43 | 3,12 | 13,46 | 13,37 |
| 44 | 3,38 | 14,50 | 13,98 |
| 45 | 3,66 | 15,64 | 14,64 |
Пример определения расчетного сопротивления грунта основания по физическим характеристикам грунта
Определить расчетное сопротивление основания фундамента наружной стены бесподвального двухэтажного здания длиной 10 м Фундамент ленточный, его габариты: ширина Ь = 1,0 м; глубина заложения d1 =1,8 м, db = 0.
Характеристики свойств грунтов определены в лаборатории; число определений позволило выполнить статистическую обработку данных. От поверхности до уровня подошвы фундамента залегает насыпной грунт, его Удельный вес γ’ = 17 кН/м³. Под подошвой фундамента на всю разведанную глубину (9 м) суглинок мягкопластичный I L = 0,6 ). Расчетные значения: удельного веса γ = 20 кН/м³, угла внутреннего трения φ = 15°; удельного сцепления c = 30 кПа.
По табл. 17 для значения φ = 15° находим значения безразмерных коэффициентов: М1 = 0,32; М2 = 2,30; М3 = 4,84.
По табл. 16 коэффициент m1 = 1,1 (I L > 0,5); коэффициент m2 = 1,0 ( соотношение L/H здания более 4).
Коэффициент кz = 1, поскольку ширина фундамента b < 10 м.
Для приведенных данных получим: R = (m1m2 / k) [M1kzbγ + M2d1γ’ + (M2 — 1) dbγ’ + M3с] = (1,1 × 1 / 1) [(0,32 × 1 × 1,0 × 20) + (2,30 × 1,8 × 17) + (4,84 × 30) ] = 244 кПа.
Источник: ostroykevse.com
СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений. Часть 4
s zp,i — среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента (см. пп. 2-4);
hi и Еi — соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;
n — число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.
При этом распределение вертикальных нормальных 2 напряжений по глубине основания принимается в соответствии со схемой, приведенной на рис. 1.
1 В настоящем приложении, кроме специально оговоренных случаев, приняты следующие единицы:
для линейных величин – м (см), для сил – кН (кгс); для напряжений, давлений и модулей деформации – кПа (кгс/см 2 ); для удельного веса – кН/м 3 (кгс/см 3 ).
2 Далее для краткости слово «нормальное» опускается.
Примечание. При значительной глубине заложения фундаментов расчет осадки рекомендуется производить с использованием расчетных схем, учитывающих разуплотнение грунта вследствие разработки котлована.
2. Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента: s zp – по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, и s zp,c – по вертикали, проходящей через угловую точку прямоугольного фундамента, определяются по формулам:
s zp = a p0; (2)
s zp,c = a p0 / 4, (3)
где a — коэффициент, принимаемый по табл.1 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной: о = 2z/b при определении уzp и о = z/b при определении уzp,c;
p0 = p — s zg,0 — дополнительное вертикальное давление на основание (для фундаментов шириной b ? 10 м принимается р0 = р);
р — среднее давление под подошвой фундамента;
s zg,0 — вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента (при планировке срезкой принимается s zg,0 = g d, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой s zg,0 = g dn, где g / — удельный вес грунта, расположенного выше подошвы, d и dn – обозначены на рис.1).
Рис.1. Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве DL – отметка планировки; NL — отметка поверхности природного рельефа; FL — отметка подошвы фундамента; WL — уровень подземных вод; В,С — нижняя граница сжимаемой толщи; d и dn глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и поверхности природного рельефа; b — ширина фундамента; р — среднее давление под подошвой фундамента; р0 — дополнительное давление на основание; s zg и s zg,0 – дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; s zp и s zр,0 – дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы; Нс – глубина сжимаемой толщи.
Коэффициент a для фундаментов
x = 2z / b
Прямоугольных с соотношением сторон h = l / b, равным
Источник: www.vashdom.ru
Коэффициент разрыхления грунтов – что это и как его рассчитать
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:
Расчет коэффициента разрыхления грунта
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.
- 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.
Распространенные проблемы и ошибки процесса
При выполнении поставленных строительных задач могут возникнуть проблемы в том случае, если будут неправильно произведены расчеты по засыпке, нарушится соблюдение технических требований по СНиП, а также безопасности.
К распространенным ошибкам строителей относят:
- Плохо проведенные подготовительные работы.
- Неправильный выбор грунтовой смеси.
- Сухой засыпаемый материал.
- Недостаточная трамбовка.
- Использование толщины засыпки более 500 мм (а должно быть до этой отметки).
- Несоответствие материала с грунтом вокруг здания.
- Засыпка плодородной почвы, что является недопустимым явлением, так как органический слой может способствовать образованию грибка и плесени в пазухах.
- Неправильное хранение грунта или его промерзание.
- Работы в неподходящих погодных условиях (мороз, ливни).
Чтобы не допускать ошибок, необходимо придерживаться схемы плана работ, который принят инженером и установлен соответствующими инструкциями.
Остаточное разрыхление
Этот показатель отражает состояние слежавшегося грунта. Известно, что пласты, разрыхленные в процессе разработки участка, со временем слеживаются. Происходит их уплотнение, осадка. Естественный процесс ускоряет действие воды (дожди, искусственное орошение), повышенная влажность, трамбовка механизмами. В данном случае рассчитывать этот показатель нет необходимости — он уже известен и его можно посмотреть в таблице, размещенной выше.
Цифры, отражающие остаточное разрыхления, имеют значение как в крупном (промышленном), так и частном строительстве. Они позволяют вычислить объемы гравия, который уйдет под фундамент. Кроме того, показатели важны для складирования выбранного грунта или его утилизации.
Коэффициент разрыхления грунта: пример расчета при использовании и его в строительстве
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:
Таблица — различные категории грунта
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:
Vк = 40 · 1 · 1,5 = 60 м3.
Применяя коэффициент первоначального разрыхления грунта, определяем его объем после разработки:
V1 = kр · Vк = 1,2 · 60 = 72 м3;
где kр= 1,2 – коэффициент первоначального разрыхления грунта для влажного песка, принятый по среднему значению (таблица 1).
Следовательно, объем вывоза грунта составит 72м3.
Находим конечный объем гравийной подушки после трамбовки:
Vп = 40 · 1 · 0,3 = 12 м3.
Находим по таблице 2 максимальные значения первоначального и остаточного коэффициента разрыхления для гравийных и галечных грунтов и выражаем их в долях.
Первоначальный коэффициент разрыхления kр = 20% или 1,2; остаточный коэффициент разрыхления kор = 8% или 1,08.
Вычисляем объем гравия для выполнения гравийной подушки конечным объемом 12 м3.
V2 = Vп ·kр/kор=12 · 1,2/1,08 = 13,33 м3.
Следовательно, объем необходимого для отсыпки гравия составит 13,3м3.
Конечно, такой расчет является весьма приблизительным, но он даст вам представление о том, что такое коэффициент разрыхления грунта, и для чего он используется. При проектировании коттеджа или жилого дома применяется более сложная методика, но для предварительного расчета стройматериалов и трудозатрат на строительство гаража или дачного домика вы можете ее использовать.
Коэффициент первоначального разрыхления
Перечень категорий грунта с параметрами по первоначальному разрыхлению:
- коэффициент разрыхления песка влажного, супеси, рыхленного суглинка при плотности около 1,5 тонн на кубический метр равен около 1,2 (плюс-минус 1-2 десятых долей);
- песок рыхлый невлажный: при плотности примерно в 1,4 равен 1,1;
- простой суглинок, разноразмерный гравий, легкая глина: в среднем 1,6 и 1,2;
- обычная глина, плотный суглинок: примерно 1,7 и 1,4;
- тяжелая глина, нетяжелый горный грунт, сланцы, суглинок с щебнем, гравием: около 2 и 1,4.
Таблица Разрыхления Грунта
Исходя из строительных норм и правил (СНИП), КРГ (первоначальный), показатель плотности в соответствии категории, приведены в таблице:
| Категория | Наименование | Плотность, тонн / м3 | Коэффициент разрыхления |
| І | Песок влажный, супесь, суглинок, разрыхленный | 1,4–1,7 | 1,1–1,25 |
| І | Песок рыхлый, сухой | 1,2–1,6 | 1,05–1,15 |
| ІІ | Суглинок, средний -мелкий гравий, легкая глина | 1,5–1,8 | 1,2–1,27 |
| ІІІ | Глина, плотный суглинок | 1,6–1,9 | 1,2–1,35 |
| ІV | Тяжелая глина, сланцы, суглинок со щебнем, гравием, легкий скальный грунт | 1,9–2,0 | 1,35–1,5 |
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 таблице:
| Наименование | Первоначальное увеличение объема после разработки, % | Остаточное разрыхление, % |
| Глина ломовая | 28–32 | 6–9 |
| Гравийно-галечные | 16–20 | 5–8 |
| Растительный | 20–25 | 3–4 |
| Лесс мягкий | 18–24 | 3–6 |
| Лесс твердый | 24–30 | 4–7 |
| Песок | 10–15 | 2–5 |
| Скальные | 45–50 | 20–30 |
| Солончак, солонец | ||
| мягкий | 20–26 | 3–6 |
| твердый | 28–32 | 5–9 |
| Суглинок | ||
| легкий, лессовидный | 18–24 | 3–6 |
| тяжелый | 24-30 | 5-8 |
| Супесь | 12-17 | 3-5 |
| Торф | 24-30 | 8-10 |
| Чернозем, каштановый | 22-28 | 5-7 |
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:
- ширина котлована — 1,1 м;
- вид почвы — влажный песок;
- 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:
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.
Расчет объема грунта для вывоза
Необходимо проводить и дополнительные вычисления. Например, по объему почвы, которая подлежит вывозу помимо устранения строительного мусора (который также требует трудозатрат).
Исходные данные по котловану:
- ширина – 3 м;
- глубина – 3 м;
- суммарная фундаментная длина – 60 м;
- почва — глина.
- Определить котлованный объем: Vk = 60x3x3= 540 м3.
- Просчет коэффициента разрыхления глины: Kp = 1,2х540 = 648 кубических метров.
Расчет объема лишнего грунта после обратной засыпки
Объемы обратной засыпки вычисляются с учетом того, что проект планируемого здания предполагает наличие подвала. Обратная засыпка карьера будет делаться тогда лишь для пазух по периметру, учитывая коэффициент остаточного разрыхления.
Формула: Vпазух = Vкотлована-S*h. S — площадь здания по контуру блоков фундамента, а h — пазушная глубина. Например, Vпазух = 2000-355*3,5 = 757,5 м3.
Грунт обратной засыпки, как правило, подлежит уплотнению слоями. Засыпают его бульдозерами, а уплотняют электротрамбовочной машиной. Объем последней работы исчисляется в кубических метрах.
Зачем нужно определять разрыхление грунта
Объемы почвы в момент добычи и после окончания процесса существенно отличаются. Предварительная оценка степени разрыхления грунта позволяет оценить будущие строительные работы и финансовые затраты, которые понадобятся для вывоза добытой земли или ее трамбования.
Даже после естественного или механического уплотнения под воздействием вышележащих слоев, осадков или работы строительной техники, материал не займет того объема, который был до начала работ. Каждый тип земли имеет свой показатель разрыхления, зависящий от состава, влажности, плотности и сцепления.
Понятие коэффициента разрыхления грунта
Коэффициент разрыхления — показатель, который необходимо рассчитать не только проектировщикам, но и специалистам, непосредственно работающим на стройплощадке. Наиболее точный способ расчетов — взвешивание разработанной земли. Конечно, в большинстве случаев применить его нереально.
Для различных видов пород строительными нормами и правилами (СНиП) устанавливается стандартный показатель, указывающий насколько увеличится V почвы после извлечения из места естественного залегания. Чем выше плотность добытой земли, тем больше она разрыхляется после извлечения. Это явление объясняется тем, что после извлечения разрываются связи между компонентными частицами почвы.
Показатель позволяет осуществить перевод объема грунта в твердом теле в аналогичный показатель (в м3) в рыхлом состоянии.
Общие указания
1.1. В настоящем cборнике содержатся нормы на разработку и перемещение грунтов и на сопутствующие работы в промышленном, жилищно-гражданском, транспортном и водохозяйственном строительстве, при сооружении линий электропередачи и связи, трубопроводов и др. Нормы на горно-вскрышные работы предусмотрены в сб. 2, на земляные конструкции гидротехнических сооружений — в сб. 36 элементных сметных норм на строительные конструкции и виды работ.
1.2. При пользовании сборником следует:
способы производства работ, дальность перемещения грунта, характеристики землеройных машин и транспортных средств принимать по проектным данным с учетом указаний и рекомендаций, приведенных ниже в настоящей технической части;
классификацию грунтов по трудности разработки производить, руководствуясь их краткой характеристикой, приведенной в табл. 1, 5 и 6. При этом среднюю плотность грунтов в естественном залегании, указанную в гр. 3 табл. 1, за определяющий показатель классификации принимать не следует.
1.3. В нормах, за исключением табл. 34-44 и 126, предусмотрена разработка грунтов естественной влажности и плотности, не находящихся во время разработки под непосредственным воздействием грунтовых вод.
При разработке траншей для магистральных трубопроводов в пустынных и безводных районах из норм табл. 34-41 исключаются водоотливные установки.
Затраты на разработку мокрых грунтов необходимо определять применением к нормам коэффициентов, приведенных в разд. 3 Технической части.
Стоимость водоотливных работ при разработке грунтов следует исчислять только на объем грунта, лежащего ниже проектного уровня грунтовых вод.
При водоотливе из котлованов площадью по дну до 30 м и траншей шириной по дну до 2 м, за исключением траншей для уличных и внеплощадочных коммуникаций, следует применять нормы, приведенные в табл. 88; при водоотливе из котлованов площадью по дну более 30 м , из траншей шириной по дну более 2 м, а также из траншей для внеплощадочных и уличных коммуникаций должны составляться калькуляции на основании проектных данных о силе притока воды, продолжительности производства водоотливных работ и применяемых водоотливных средств.
1.4. Нормирование разработки выемок, каналов, котлованов и траншей в послойно залегающих грунтах различных групп по трудности разработки следует производить по соответствующим нормам на отдельные группы.
Источник: utilizator.club