GOST 22733-2002
MEZISTÁTNÍ STANDARD
PŮDA
Laboratorní metoda stanovení
maximální hustota
MEZISTATNÍ VĚDECKÁ A TECHNICKÁ KOMISE
O STANDARDIZACI, TECHNICKÉM PŘEDPISU
A CERTIFIKACE VE STAVEBNICTVÍ (MNTKS)
Moskva
Předmluva
1 VYVINUTO Státním institutem pro výzkum silnic (FSUE SoyuzdorNII)
PŘEDSTAVEN Státní stavební výbor Ruska
2 PŘIJATÉ Mezistátní vědeckotechnickou komisí pro normalizaci, technickou regulaci a certifikaci ve stavebnictví (MNTKS) dne 24. dubna 2002.
Název státu |
Název orgánu státního stavebního řízení |
Ázerbájdžánská republika |
Státní stavební výbor Ázerbájdžánské republiky |
Arménská republika |
Ministerstvo pro rozvoj měst Arménské republiky |
Kyrgyzská republika |
Státní inspekce pro architekturu a stavitelství pod vládou Kyrgyzské republiky |
Moldavská republika |
Ministerstvo ekologie, výstavby a územního rozvoje Moldavské republiky |
Ruská federace |
Gosstroy Ruska |
3 MÍSTO GOST 22732-77
4 Vstoupila V PLATNOST 1. července 2003 jako státní norma Ruské federace výnosem Státního stavebního výboru Ruska ze dne 27. prosince 2002 č. 170
GOST 22733-2002
MEZISTÁTNÍ STANDARD
PŮDA
Laboratorní metoda stanovení maximální hustoty
S.O.I.L.S.
Laboratorní metoda stanovení maximální hustoty
Datum zavedení 2003-07-01
Tato norma platí pro přírodní a uměle vytvořené rozptýlené zeminy a zavádí metodu pro laboratorní stanovení maximální hustoty suché zeminy a jejího odpovídajícího obsahu vlhkosti při jejich zkoumání pro stavební účely.
Norma neplatí pro organominerální a organické zeminy a zeminy obsahující částice větší než 20 mm.
Tato norma používá odkazy na následující normy:
GOST 166-89 Třmeny. Specifikace
GOST 427-75 Kovová měřicí pravítka. Specifikace
GOST 1770-74 Laboratorní sklo. Válce, kádinky, baňky, zkumavky. Všeobecné technické podmínky
GOST 5180-84 Půdy. Metody laboratorního stanovení fyzikálních vlastností
GOST 8269.0-97 Drcený kámen a štěrk z hustých hornin a průmyslového odpadu pro stavební práce. Metody fyzikálních a mechanických zkoušek
GOST 9147-80 Porcelánové laboratorní náčiní a zařízení. Specifikace
GOST 12071-2000 Půdy. Výběr, balení, přeprava a skladování vzorků
GOST 23932-90 Laboratorní sklo a vybavení. Všeobecné technické podmínky
GOST 24104-2001 Laboratorní váhy. Všeobecné technické požadavky
GOST 25100-95 Půdy. Klasifikace
GOST 29329-92 Váhy pro statické vážení. Všeobecné technické požadavky
GOST 30416-96 Půdy. Laboratorní testy. Obecná ustanovení.
V této normě jsou použity následující termíny s odpovídajícími definicemi.
Maximální hustota (standardní hustota) - nejvyšší hustota suché zeminy, které je dosaženo při zkoušení půdy standardní metodou zhutňování.
Optimální vlhkost - hodnota vlhkosti půdy odpovídající maximální hustotě suché půdy.
Standardní těsnění - zhutňování půdního vzorku vrstva po vrstvě (tři vrstvy) s konstantní hutnicí prací.
Standardní plán hutnění - grafické znázornění závislosti změny hustoty suché půdy na vlhkosti při zkoušení standardní metodou zhutňování.
Zbývající termíny používané v této normě jsou uvedeny v GOST 5180, GOST 12071, GOST 25100, GOST 30416.
4.1 Standardní metoda zhutňování spočívá ve stanovení závislosti hustoty suché zeminy na její vlhkosti při zhutňování vzorků zeminy s konstantní hutnicí prací a stálým zvyšováním vlhkosti půdy.
Výsledky zkoušek jsou prezentovány ve formě standardního grafu zhutnění.
4.2 Všeobecné požadavky na laboratorní testování půd, zařízení, přístrojů a laboratorních prostor jsou uvedeny v GOST 30416.
4.3 Ke zkoušení zemin standardní metodou zhutňování používat vzorky zeminy narušeného složení, vybrané z důlních děl (jámy, jámy, vrty apod.), ve výchozech nebo v uložených masivech zeminy určené pro použití ve stavbách v souladu s požadavky GOST 12071.
4.4 Počet po sobě jdoucích zkoušek zeminy se zvyšující se vlhkostí půdy musí být alespoň pět a také dostatečný k určení maximální hodnoty hustoty suché půdy podle standardního plánu zhutňování.
4.5 Přípustný nesoulad mezi výsledky paralelních stanovení získanými za podmínek opakovatelnosti, vyjádřený v relativních jednotkách, by neměl překročit 1,5 % pro maximální hodnotu hustoty suché půdy a 10 % pro optimální vlhkost.
Pokud rozdíly překročí přípustné hodnoty, je třeba provést dodatečné testování.
5.1 Zařízení pro testování půdy pomocí standardní metody zhutňování by mělo zahrnovat:
zařízení pro mechanizované nebo ruční zhutňování zeminy s břemenem padajícím z konstantní výšky;
formulář vzorku půdy.
Schéma instalace je uvedeno v příloze.
Poznámka - Je povoleno používat zařízení jiných konstrukcí, které podléhají srovnávacím zkouškám pro každý typ půdy.
5.2 Konstrukce zařízení na zhutňování půdy musí zajistit, aby břemeno o hmotnosti (2500 ± 25) g dopadalo podél vodicí tyče z konstantní výšky (300 ± 3) mm na kovadlinu o průměru (99,8-0,2) mm. Poměr hmotnosti břemene k hmotnosti vodicí tyče s kovadlinou by neměl být větší než 1,5.
5.3 Při mechanizovaném způsobu hutnění musí zařízení obsahovat mechanismus pro zvedání břemene do konstantní výšky a počítadlo úderů.
5.4 Forma pro vzorek zeminy se musí skládat z válcové části, misky, upínacího kroužku a trysky.
5.5 Válcová část formy musí mít výšku (127,4 ± 0,2) mm a vnitřní průměr (100,0 + 0,3) mm. Pevnost kovu válcové části formy v tahu musí být minimálně 400 MPa. Válcová část formy může být plná nebo sestávat ze dvou oddělitelných částí.
5.6 Instalace musí být umístěna na pevné vodorovné desce (betonové nebo kovové) o hmotnosti minimálně 50 kg. Odchylka povrchu od horizontály by neměla být větší než 2 mm/m.
5.7 Při zkoušení zeminy standardní metodou zhutňování se používají následující měřicí přístroje, pomocná zařízení a nářadí:
váhy pro statické vážení pro 2-5 kg průměrné třídy přesnosti podle GOST 29329;
laboratorní váhy pro 0,2-1,0 kg, 4. třída přesnosti podle GOST 24104;
pravítko o délce nejméně 300 mm podle GOST 427;
odměrné válce o objemu 100 ml a 50 ml s cenou dělení nejvýše 1 ml podle GOST 1770;
kovové testovací kelímky o objemu 5 litrů;
vážicí misky VS-1 s víčky;
mlecí zařízení nebo porcelánový hmoždíř s paličkou podle GOST 9147;
sušicí skříň;
sada sít s průměry otvorů 20, 10 a 5 mm;
exsikátor E-250 podle GOST 23932;
kovová špachtle;
laboratorní nůž s rovnou čepelí o délce nejméně 150 mm.
5.8 Laboratorní váhy musí být schopny vážit zeminu a plíseň během zkoušení s chybou ±1 g.
5.9 Měřicí přístroje musí být ověřeny nebo zkalibrovány a zkušební zařízení musí být předepsaným způsobem certifikováno.
6.1 Příprava vzorku půdy
6.1.1 Hmotnost půdního vzorku narušeného složení s přirozenou vlhkostí potřebná pro přípravu půdního vzorku musí být nejméně 10 kg, pokud jsou v půdě částice větší než 10 mm, a nejméně 6 kg, nejsou-li v půdě částice větší než 10 mm.
6.1.2 Vzorek půdy s narušeným složením předložený k testování se suší při pokojové teplotě nebo v sušárně, dokud není suchý na vzduchu. Sušení nesoudržných minerálních zemin v sušicí peci lze provádět při teplotě nejvýše 100 °C, soudržné - nejvýše 60 °C. Během procesu sušení se půda pravidelně promíchává.
6.1.3 Rozemlete půdní agregáty (bez drcení velkých částic) v mlecím zařízení nebo v porcelánovém hmoždíři.
6.1.4 Půda se zváží (mr) a prosít přes síta s otvory o průměru 20 mm a 10 mm. V tomto případě musí celá hmota půdy projít sítem s otvory o průměru 20 mm.
6.1.5 Zvažte proseté velké částice ( m k).
Pokud je hmotnost půdních částic větších než 10 mm 5 % nebo více, provede se další testování se vzorkem zeminy, který prošel sítem 10 mm. Pokud je hmotnost půdních částic větších než 10 mm menší než 5 %, zeminu dále prosejte přes síto s otvory o průměru 5 mm a určete obsah částic větších než 5 mm. V tomto případě se další testování provádí se vzorkem půdy, který prošel 5 mm sítem.
6.1.6 Z prosetých velkých částic se odebírají vzorky, aby se stanovil jejich obsah vlhkostiw ka průměrnou hustotou částicrkpodle GOST 8269.0.
6.1.7 Vzorky se odebírají z půdy, která prošla sítem, aby se stanovil její obsah vlhkosti ve stavu suchém na vzduchuw gpodle GOST 5180.
6.1.8 Vypočítejte obsah velkých částic v půdě NA, %, s přesností 0,1 % podle vzorce
, (1)
Kde m k - hmotnost prosetých velkých částic, g;
w g- vlhkost proseté půdy ve stavu vysušeném na vzduchu, %;
Tp - hmotnost půdního vzorku ve stavu suchém na vzduchu, g;
w k - vlhkost prosévaných velkých částic, %.
6.1.9 Z proseté půdy se odebere vzorek půdy pro testování metodou kvartování. (T ¢ p) o hmotnosti 2500 g.
Je povoleno provést celý zkušební cyklus s jedním vybraným vzorkem.
Při testování zemin obsahujících částice, které se snadno ničí během zhutňování, se odebírá několik samostatných vzorků. V tomto případě je každý vzorek testován pouze jednou.
6.1.10 Umístěte odebraný vzorek do kovového testovacího pohárku.
6.1.11 Vypočítejte množství vody Q, d, dodatečně zvlhčit vybraný vzorek na obsah vlhkosti prvního testu podle vzorce
, (2)
Kde T¢ p - hmotnost odebraného vzorku, g;
w 1 - vlhkost půdy pro první test, přiřazená podle tabulky, %;
w g - vlhkost proseté půdy ve stavu vysušeném na vzduchu, %.
(Překlep.)
Tabulka 1
6.1.12 Vypočtené množství vody se zavádí do vybraného vzorku půdy v několika fázích, přičemž se půda promíchává kovovou špachtlí.
6.1.13 Přeneste vzorek půdy z misky do exsikátoru nebo těsně uzavřené nádoby a udržujte jej při pokojové teplotě po dobu nejméně 2 hodin u nesoudržných půd a nejméně 12 hodin u soudržných půd.
6.2 Příprava instalace pro testování
6.2.1 Zvažte válcovou část formy ( t s).
6.2.2 Umístěte válcovou část formy na paletu bez upnutí šrouby.
6.2.3 Namontujte upínací kroužek na horní stranu válcové části formy.
6.2.4 Válcovou část formy upněte střídavě pomocí šroubů tácu a kroužku.
6.2.5 Otřete vnitřní povrch formy hadrem navlhčeným petrolejem, minerálním olejem nebo technickou vazelínou.
6.2.6 Umístěte sestavenou formu na základní desku.
6.2.7 Zkontrolujte vyrovnání vodicí tyče a válcové části formy a volný pohyb břemene po vodicí tyči.
7.1 Zkouška se provádí postupným zvyšováním vlhkosti půdy zkušebního vzorku. Během prvního testu musí vlhkost půdy odpovídat hodnotě uvedené v . Při každém dalším testu by měla být vlhkost půdy zvýšena o 1 - 2 % u nesoudržných zemin a o 2 - 3 % u soudržných zemin.
Množství vody k navlhčení zkušebního vzorku je určeno vzorcem (), přičemž se bere jakow g A w 1 vlhkost během předchozího a následujícího testu.
7.2 Vzorek půdy se testuje v tomto pořadí:
Přeneste vzorek z exsikátoru do kovové nádoby a důkladně promíchejte;
Do sestavené formy ze vzorku naložte vrstvu zeminy o tloušťce 5-6 cm a rukou lehce zhutněte její povrch. Zhutnění se provádí 40 údery břemene na kovadlinu z výšky 30 cm, upevněné na vodicí tyči. Podobná operace se provádí s každou ze tří vrstev zeminy, která se postupně vkládá do formy. Před naložením druhé a třetí vrstvy se povrch předchozí zhutněné vrstvy uvolní nožem do hloubky 1-2 mm. Před položením třetí vrstvy je na formu instalována tryska;
Po zhutnění třetí vrstvy vyjměte trysku a odřízněte přečnívající část zeminy v jedné rovině s koncem formy. Tloušťka vyčnívající vrstvy řezané zeminy by neměla být větší než 10 mm.
Poznámka - Pokud přesahující část zeminy přesahuje 10 mm, je nutné provést další počet úderů rychlostí jeden úder na 2 mm převýšení.
7.3 Prohlubně, které vzniknou po vyčištění povrchu vzorku úbytkem velkých částic, se ručně zasypou zeminou ze zbývající části vybraného vzorku a zarovnají se nožem.
7.4 Zvažte válcovou část formy se zhutněnou zeminou ( T i) a vypočítejte hustotu půdyr i, g/cm3, podle vzorce
, (3)
Kde m i - hmotnost válcové části formy se zhutněnou zeminou, g;
t s -hmotnost válcové části formy bez zeminy, g;
PROTI - kapacita formy, cm 3.
7.5 Vyjměte zhutněný vzorek zeminy z válcové části formy. V tomto případě se vzorky odebírají z horní, střední a spodní části vzorku pro stanovení vlhkosti půdy ( w i) ne GOST 5180.
Zemina vyjmutá z formy se přidá ke zbývající části vzorku v kelímku, rozdrtí a promíchá. Velikost agregátů by neměla přesáhnout největší velikost částic testované půdy.
Zvyšte vlhkost vzorku podle. Po přidání vody se zemina důkladně promíchá, přikryje vlhkou utěrkou a nechá působit minimálně 15 minut u nesoudržných zemin a minimálně 30 minut u soudržných zemin.
7.6 Druhá a další půdní zkouška by měla být provedena v souladu s -.
7.7 Zkouška by měla být považována za dokončenou, když se zvýšením obsahu vlhkosti vzorku během následujících dvou zkoušek dojde ke konzistentnímu poklesu hodnot hmotnosti a hustoty zhutněného vzorku půdy a také když při nárazech , dochází k vytlačování vody nebo uvolňování zkapalněné zeminy přes spáry forem.
Poznámka - Hutnění homogenního granulometrického složení a drenážních zemin se zastaví po objevení se vody ve spojích forem, bez ohledu na počet úderů při zhutňování vzorku.
7.8 Při testování je veden protokol, jehož podoba je uvedena v příloze.
8.1 Na základě hodnot hustoty půdy a vlhkosti získaných jako výsledek po sobě jdoucích testů se vypočítají hodnoty hustoty suché půdy r di, g/cm 3, s přesností 0,01 g/cm 3 podle vzorce
, (4)
Kde r i- hustota půdy, g/cm3;
w i- vlhkost půdy při příštím testu, %.
8.2. Sestavte graf závislosti změn hodnot hustoty suché půdy na vlhkosti (příloha ). Pomocí nejvyššího bodu grafu pro soudržné zeminy zjistěte hodnotu maximální hustoty (r d max) a odpovídající hodnota optimální vlhkosti (w opt).
8.3 U nesoudržných zemin nemusí mít standardní harmonogram zhutňování znatelně výrazné maximum. V tomto případě se za optimální hodnotu vlhkosti považuje 1,0 % - 1,5 % menší než vlhkost w i, při kterém se vytlačuje voda. Hodnota maximální hustoty se bere podle její odpovídající ordináty. V tomto případě je akceptováno 1,0 % pro štěrkovité, hrubé a středně velké písky; 1,5% - pro jemné a prašné písky.
byly ze vzorku odebrány, pak pro zohlednění vlivu jejich složení byla stanovena hodnota maximální hustoty suché půdy podle r ¢ d max podle vzorce, (5)
Kde p k - hustota velkých částic, g/cm 3 ;
NA- obsah velkých částic v půdě, %.
Optimální hodnota vlhkosti půdyw¢ opt, %, určeno vzorcem
w¢ opt = 0,01w opt(100 - K). (6)
8.5. Pro kontrolu správnosti testování soudržných zemin je zkonstruována „čára nulového obsahu vzduchu“, která ukazuje změnuhustota suché půdy před vlhkostí, když jsou její póry zcela nasyceny vodou.
Číselné dvojice r di A w izkonstruovat „čáru nulového obsahu vzduchu“ při hustotě půdních částicr surčeno zadáním hodnot vlhkosti pomocí vzorce
, (7)
Kde r s - hustota půdních částic, stanovená podle GOST 5180, g/cm 3 ;
r w- hustota vody rovna 1 g/cm3.
Jsou povoleny dvojice číselr di A w i aplikací.
Spodní část standardního grafu zhutnění by neměla překročit „čáru nulového obsahu vzduchu“.
8.6 Pokud je nutné porovnat nebo uvést hodnoty maximální hustoty a optimální vlhkosti půdy na hodnoty získané Proctorovými metodami, je povoleno použít koeficienty přechodu uvedené v příloze.
1 - paleta; 2 - odnímatelná forma; 3 - upínací kroužek; 4 - tryska; 5 - kovadlina; 6 - zátěž o hmotnosti 2,5 kg; 7 - vodicí tyč; 8 - omezující kroužek; 9 - upínací šrouby; 10 - vzorek půdy
VýkresA.1
OBJEKT _________________________________________________________________ Místo odběru vzorků půdy _________________________________________________________________ Hloubka výběru půdy (m) _____________ tloušťka vrstvy půdy (m) _____________ Typ půdy _______________________________________________________ Datum výběru ________________________________________________________________ Hmotnost vzorku půdy prosetého přes síto s otvory o průměru 20 mm (po rozemletí)m p, G ___________________________________________________________ Údaje o zbytku na sítu částic (po prosetí vzorku): a) hmotnost velkých částicm k, G ____ b) obsah vlhkosti velkých částicw k, % ____ c) průměrná hustota velkých částicr k, g/cm 3 __________________________________ Vlhkost půdy procházející sítemw g, % _______________________________ Hmotnost vzorků půdy odebraných pro testováním p, kg_____________________________ Maximální hustota suché půdyr d max, g/cm 3 ______________________________ Optimální vlhkost půdyw opt, % _______________________________________ Maximální hustota suché půdy s přihlédnutím k částicím větším než 5 nebo 10 mmr ¢ d max, g/cm 3 __________________________________________________________________________________ Optimální vlhkost půdy se zohledněním částic větších než 5 resp 10 mm w¢ opt, % ______ Datum testu _________________________ (začátek) ____________________ (konec) |
Tabulka B.1
Test č. |
Stanovení hustoty |
Stanovení vlhkosti |
Hustota suché půdy, g/cm 3 (podle ) |
||||||||
Hmotnost, g |
Hustota půdy, g/cm 3 (podle ) |
Váha č. |
Hmotnost, g |
Vlhkost w, % |
|||||||
formuláře t s |
tvoří se zhutněnou půdoum i |
zhutněná půdam i - t s |
prázdný pohár |
šálek s mokrou půdou |
šálek se suchou půdou |
absolutní |
průměrný |
||||
Měřítko grafu: vodorovně 1 cm - 1 % prow;
svisle 1 cm - 0,02 g/cm 3 pror d
Obrázek B.1
Tabulka D.1
Vlhkost w i, % |
Hustota suché půdyr di, g/cm3, při hustotě půdních částicr s |
||||
2,58 |
2,70 |
2,74 |
|||
2,45 |
|||||
2,13 |
2,15 |
||||
2,08 |
2,11 |
||||
2,04 |
2,06 |
||||
2,00 |
2,02 |
||||
1,96 |
1,98 |
||||
1,92 |
1,94 |
||||
1,89 |
1,91 |
||||
1,85 |
1,87 |
||||
1,82 |
1,83 |
||||
1,78 |
1,80 |
||||
1,75 |
1,77 |
||||
1,73 |
1,74 |
||||
1,65 |
1,67 |
1,69 |
1,69 |
1,71 |
|
1,62 |
1,65 |
1,65 |
1,66 |
1,68 |
|
1,60 |
1,62 |
1,63 |
1,64 |
1,65 |
|
1,57 |
1,59 |
1,60 |
1,61 |
1,63 |
|
1,54 |
1,57 |
1,58 |
1,59 |
1,60 |
|
1,52 |
1,54 |
1,55 |
1,56 |
1,57 |
|
1,50 |
1,52 |
1,53 |
1,54 |
1,55 |
|
1,48 |
1,50 |
1,51 |
1,51 |
1,53 |
|
1,45 |
1,48 |
1,49 |
1,49 |
1,50 |
|
Poznámka - Hustota půdních částicr sstanoveno podle GOST 5180 nebo v závislosti na typu půdy. |
w opt
r d max
w opt
r d max
w opt
r d max
w opt
Standardní metoda Proctor
1,0
1,0
0,99
1,02
0,96
1,03
0,97
1,02
Modifikovaná Proctorova metoda
1,02
0,87
1,05
0,84
1,06
0,85
1,06
0,88
Poznámka- Uvedení hodnot maximální hustoty a optimálního obsahu vlhkosti pro hlavní typy půdy, stanovené standardní metodou zhutňování, na hodnoty získané metodami Proctor, se provádí vynásobením odpovídajícími koeficienty uvedenými v tabulka.
Klíčová slova : hustota půdy, hustota suché půdy, vlhkost půdy, standardní hustota, optimální vlhkost půdy, standardní plán zhutňování
Efektivní zhutnění půdy je možné, když se přirozené (skutečné) hodnoty vlhkosti půdy blíží optimálním hodnotám. Optimální vlhkost – půdní vlhkost, při které je při standardním zhutnění dosaženo maximální hustoty suché půdy (půdního skeletu).
Optimální vlhkost se stanoví v laboratorních podmínkách nebo se přibližně vypočte z vlhkosti na mezi kluzu W T :
Kde – koeficient přechodu v závislosti na typu půdy
Maximální hustota je hlavní výchozí charakteristikou při přidělování koeficientu zhutnění zeminy v tělese násypu a sledování kvality zhutnění.
Optimální vlhkost slouží jako jedno z kritérií pro posouzení možnosti a způsobu využití zeminy pro výplň násypu a je také důležitým parametrem procesu hutnění.
Test se provádí na standardním lisovacím zařízení Soyuzdornia.
Obrázek 25 – Schéma zařízení Soyuzdornia pro standardní zhutňování půdy
1– paleta; 2 – dělený válec o obsahu 1000 cm 3 ; 3 – kroužek;
4 – tryska; 5–kovadlina; 6 – zátěž o hmotnosti 2,5 kg;
9 – upínací šrouby.
Na základě hodnot hustoty a vlhkosti zhutněných vzorků získaných jako výsledek zkoušek je určena hustota (suchého) skeletu půdy ( sk) s chybou do 0,01 g/cm 3
Sestrojte graf závislosti hustoty skeletu na vlhkosti půdy, na vodorovné ose vyneste vlhkost zhutněných vzorků v měřítku 1 cm -2 % a hustotu skeletu půdy na stupnici 1 cm - 0,05. g/cm 3 na svislé ose. Najděte maximum získané závislosti a odpovídající hodnoty maximální hustoty půdního skeletu ( sk) na svislé ose a optimální vlhkost ( W opt) na ose x.
Přesnost čtení hodnot musí být pro max – 0,01 g/cm 3 a pro W velkoobchod – 0,1 %.
Obrázek 26 - Příklad vynesení závislosti hustoty skeletu půdy
proti vlhkosti se standardním zhutněním
Při operativním sledování kvality zhutnění půdy je povoleno (SNiP 3.06.03-85) používat zrychlené a polní expresní metody a přístroje.
V polních podmínkách lze určit hustotu půdy a vlhkost
1 – podle principu objemově-hmotnostní metody pomocí modernizovaného hustoměru-vlhkoměru N.P. Kovalev (pro soudržné zeminy).
Obrázek 27 - Měřič hustoty-vlhkoměr N.P
Hlavní částí zařízení je plovákové zařízení. Skládá se z těla 7 s trubkou 3, na kterém jsou čtyři šupiny aplikovány na různé půdy. Jedna stupnice ( r) je určen k určení hustoty jejich kostry r sk: „H“ – humus, „P“ – písčité a „G“ – jílovité půdy. Trubka končí uzávěrem 2.
Uvnitř trubky je kalibrační závaží 6 . Pro zajištění stability plováku ve svislé poloze použijte stojany 8 paleta 9 připojena ve formě masivního disku. Plovákové zařízení je umístěno ve skříni zásobníku 4 as při testování a v přepravní poloze.
Při určování hustoty mokré půdy se do nádrže nalije voda po značku 5 pevné vnitřní hladiny a plovák se spustí bez nádoby 10. Na plovákový kryt je instalován řezný prstenec 1 se vzorkem zeminy odebraným z podloží a z hladiny vody na stupnici se zjišťuje hustota (g/cm 3) vlhké zeminy.
Pro stanovení hustoty skeletu se vzorek půdy nalije z řezacího prstence do nádoby 10, Nalijte do ní vodu a důkladně promíchejte, dokud se neodstraní hrudky. Po uvolnění vzduchových bublin ze zkapalněné půdy se nádoba položí na tác, plovák se ponoří do vody a pomocí stupnice odpovídající typu půdy se určí hustota jeho skeletu.
Vlhkost půdy se určuje pomocí speciálních nomogramů nebo vzorce
2 – Dírová metoda (objemová náhrada) (pro nesoudržné, zmrzlé a hrubé zeminy).
Na zhutněné vrstvě zeminy urovnejte malou plochu a vykopejte jámu o hloubce 3/4 tloušťky vrstvy a objemu 6-10 litrů.
Půda z díry se pečlivě shromáždí a určí se její hmotnost.
Pro určení objemu otvoru je nad ním instalován dvojitý cínový trychtýř (obrázek 28).
Obrázek 28 - Stanovení hustoty zeminy pomocí dírové metody
Do otvoru a spodní nálevky se pomocí odměrného válce o objemu 0,1 - 0,25 l bez protřepávání nasype suchý písek se zrny do velikosti 2 mm (neobsahující částice jílu a prachu).
Odečtením objemu umístěného v nálevce od celkového objemu naplněného písku se získá objem písku v otvoru, tj. objem otvoru. Hustota půdy se získá z poměru hmotnosti půdy extrahované z díry k objemu díry.
Vlhkost půdy se určuje jejím vysušením na konstantní hmotnost. Hustota půdního skeletu je určena vzorcem
3 – Dynamická sonda (dynamický penetrometr)
Zařízení se skládá z tyče 5 s kuželovou špičkou, vodítka 3 s omezovač výšky zdvihu a rukojeť 1, 4 kovadliny a 2 závaží. Hmotnost závaží je 2,5 kg, plocha základny kužele je 2 cm 2, hloubka sondování je 30 cm od povrchu vrstvy.
Při testování se zařízení instaluje svisle a na kuželový hrot se zatluče závažím. Po zaražení kužele na 20 cm zaznamenejte počet úderů potřebných k ponoření špičky kužele do posledních 10 cm hloubky. Po zajetí hrotu 30 cm se zařízení pomocí rukojetí odstraní a testování začíná v dalším bodě. Pokud je nutné provést několik paralelních zkoušek na jednom místě, měla by být vzdálenost mezi snímacími body alespoň 30 cm.
Kvalita zhutnění se posuzuje podmíněným dynamickým odporem zeminy.
Pro stanovení hustoty půdy se používají kalibrační grafy nebo korelační závislosti.
Obrázek 29 - Dynamický hustoměr
Při provozní kontrole kvality konstrukce podloží by měla být řízena hustota zeminy (SNiP 3.06.03-85) v každé technologické vrstvě podél osy podloží a ve vzdálenosti 1,5-2,0 m od okraje a s šířka vrstvy větší než 20 m - i v mezerách mezi nimi.
Kontrola hustoty zeminy musí být prováděna při každé směně hutňovacích strojů, nejméně však každých 200 m při výšce násypu do 3 m a nejméně každých 50 m při výšce násypu větší než 3 m.
Hustota vrchní vrstvy by měla být kontrolována alespoň každých 50 m.
Dodatečná kontrola hustoty musí být provedena v každé vrstvě zásypu výběžků trubek, nad trubkami, v kuželech a v místech, kde se spojují s můstky.
Kontrola hustoty by měla být provedena v hloubce rovné 1/3 tloušťky zhutněné vrstvy, ale ne méně než 8 cm.
Odchylky od požadované hodnoty součinitele zhutnění směrem k poklesu jsou povoleny nejvýše v 10 % stanovení z jejich celkového počtu a nejvýše 0,04.
Kontrola vlhkosti používané půdy by měla být prováděna zpravidla v místě jejího příjmu (v rezervaci, lomu) nejméně jednou za směnu a vždy během srážek.
Protože při narušení strukturních vazeb zeminy se mění její vlastnosti, je nutné studovat stav zeminy s nenarušenou strukturou. K tomu se v procesu inženýrsko-geologických průzkumů vybírají z jam a studní monolity - velké vzorky zeminy s nenarušenou strukturou. Z těchto monolitů se v laboratoři odebírají menší vzorky a experimentálně se stanoví tři hlavní charakteristiky:
· hustota(objemová hmotnost) půdaρ přirozená (nenarušená) struktura, rovna poměru hmotnosti vzorku půdy k jeho objemu;
· hustota(objemová hmotnost) pevné částice půdyρ s se rovná poměru hmotnosti pevných částic k jejich objemu;
· přirozený obsah půdní vlhkostiω, rovna poměru hmotnosti vody v ní obsažené k hmotnosti pevných částic.
Rýže. 1.3. Schéma základních částí (složek) vzorku půdy
Vyberme z půdy vzorek o objemu V = 1 cm 3 a v duchu jej rozdělme na dvě části: jednu zabírají pevné částice, objem V 1, a druhou zabírají póry umístěné mezi těmito částicemi, objem V 2 (obr. 1.3 ). Prostor, který zabírají póry, lze obecně rozdělit na dvě části, z nichž jednu zabírá voda a druhá vzduch. Nechť hmotnost pevných částic v objemu V je g 1 a hmotnost vody - g 2 (hmotnost vzduchu neovlivňuje výsledky výpočtu).
Podle definic
Hustota zeminy se zjišťuje vážením, nejčastěji pomocí vzorku odebraného v řezacím prstenci, někdy voskovaného nebo jinými metodami, včetně gama protokolování. Hustota pevných částic se zjišťuje pomocí pyknometru. Vlhkost půdy se zjišťuje zvážením vzorku přirozené vlhkosti před a po sušení (do konstantní hmotnosti) při teplotě 105°C.
V rámci přípravy na výstavbu provádějí speciální studie a testy, aby určili vhodnost místa pro nadcházející práce: odebírají vzorky půdy, vypočítají hladinu podzemní vody a zkoumají další vlastnosti půdy, které pomáhají určit možnost (nebo nedostatek) výstavby.
Provádění takových činností napomáhá ke zlepšení technické výkonnosti, v důsledku čehož se řeší řada problémů, které vznikají v průběhu výstavby, např. sesedání zeminy pod tíhou konstrukce se všemi z toho vyplývajícími důsledky. Jeho první vnější projev vypadá jako vznik trhlin na stěnách a v kombinaci s dalšími faktory vede k částečnému nebo úplnému zničení objektu.
Koeficientem zhutnění půdy rozumíme bezrozměrný ukazatel, který je ve skutečnosti výpočtem z poměru hustota zeminy/hustota půdy max. Koeficient zhutnění půdy se vypočítá s ohledem na geologické parametry. Každý z nich, bez ohledu na plemeno, je porézní. Je prostoupen mikroskopickými dutinami, které jsou vyplněny vlhkostí nebo vzduchem. Při těžbě půdy se objem těchto dutin výrazně zvětšuje, což vede ke zvýšení kypřenosti horniny.
Důležité! Hustota objemné horniny je mnohem menší než stejné charakteristiky zhutněné půdy.
Právě koeficient zhutnění zeminy určuje nutnost přípravy staveniště pro stavbu. Na základě těchto ukazatelů jsou pro základ a jeho základnu připraveny pískové polštáře, které dále zhutňují půdu. Pokud tento detail přehlédnete, může se upéct a začít se prohýbat pod tíhou konstrukce.
Koeficient zhutnění půdy ukazuje úroveň zhutnění půdy. Jeho hodnota se pohybuje od 0 do 1. Pro základ betonového pásového základu se za normu považuje >0,98 bodu.
Hustota půdního skeletu při standardním zhutnění podloží se vypočítá v laboratorních podmínkách. Základní provedení studie spočívá v umístění vzorku zeminy do ocelového válce, který je stlačován působením vnější hrubé mechanické síly – nárazem padajícího závaží.
Důležité! Nejvyšší hodnoty hustoty půdy jsou pozorovány v horninách s obsahem vlhkosti mírně nad normálem. Tento vztah je znázorněn v grafu níže.
Každý podklad má svůj optimální obsah vlhkosti, při kterém je dosaženo maximální úrovně zhutnění. Tento indikátor je také studován v laboratorních podmínkách, přičemž hornina získává různý obsah vlhkosti a porovnává rychlosti zhutňování.
Skutečná data jsou konečným výsledkem výzkumu, změřeným na konci všech laboratorních prací.
Geografická poloha určuje kvalitativní složení půd, z nichž každá má své vlastní charakteristiky: hustotu, vlhkost a schopnost klesání. Proto je tak důležité vyvinout soubor opatření zaměřených na kvalitativní zlepšení vlastností pro každý typ půdy.
Pojem koeficient zhutnění, jehož předmět je studován přísně v laboratorních podmínkách, již znáte. Tyto práce provádějí příslušné služby. Indikátor zhutnění půdy určuje způsob ovlivňování půdy, v důsledku čehož získá nové pevnostní charakteristiky. Při provádění takových akcí je důležité zvážit procento zisku použitého k dosažení požadovaného výsledku. Na základě toho se vypočítá koeficient zhutnění půdy (tabulka níže).
Existuje konvenční systém dělení metod zhutňování, jejichž skupiny se vytvářejí na základě způsobu dosažení cíle - procesu odstraňování kyslíku z půdních vrstev v určité hloubce. Rozlišuje se tedy mezi povrchním a hloubkovým výzkumem. Na základě typu výzkumu specialisté vybírají systém zařízení a určují způsob jeho použití. Metody průzkumu půdy jsou:
Každý typ zařízení zobrazuje způsob aplikace síly, jako je pneumatický válec.
Částečně se tyto metody používají v malé soukromé výstavbě, jiné výhradně při výstavbě velkých objektů, jejichž výstavba je koordinována s místními úřady, protože některé z těchto budov mohou ovlivnit nejen danou lokalitu, ale i okolní objekty. .
Veškeré operace související se stavebnictvím jsou jasně regulovány zákonem a jsou proto přísně kontrolovány příslušnými organizacemi.
Koeficienty zhutnění půdy jsou určeny ustanovením SNiP 3.02.01-87 a SP 45.13330.2012. Akce popsané v regulačních dokumentech byly aktualizovány a aktualizovány v letech 2013-2014. Popisují hutnění pro různé typy zeminy a půdní polštáře používané při stavbě základů a budov různých konfigurací, včetně podzemních.
Nejjednodušší způsob, jak určit koeficient zhutnění půdy, je pomocí metody řezného prstence: kovový prstenec zvoleného průměru a určité délky je zaražen do půdy, přičemž hornina je pevně fixována uvnitř ocelového válce. Poté se na váze změří hmotnost zařízení a na konci vážení se odečte hmotnost prstence, čímž se získá čistá hmotnost půdy. Toto číslo se vydělí objemem válce a získá se konečná hustota zeminy. Poté se vydělí ukazatelem maximální možné hustoty a získá se vypočtená hodnota - koeficient zhutnění pro danou plochu.
Zvažme stanovení koeficientu zhutnění půdy pomocí příkladu:
Je nutné určit koeficient zhutnění půdy.
Tento praktický úkol je mnohem snazší zvládnout, než by se mohlo zdát.
Nejprve zasuňte válec zcela do země, poté se vyjme z půdy, takže vnitřní prostor zůstane vyplněn zeminou, ale venku není zaznamenáno žádné nahromadění půdy.
Pomocí nože se zemina odstraní z ocelového prstence a zváží se.
Například hmotnost půdy je 450 gramů, objem válce je 235,5 cm3. Výpočtem pomocí vzorce získáme číslo 1,91 g/cm 3 - hustota půdy, z níž je koeficient zhutnění půdy 1,91/1,95 = 0,979.
Stavba jakékoli budovy nebo stavby je odpovědný proces, kterému předchází ještě důležitější okamžik přípravy staveniště, projektování navrhovaných budov a výpočet celkového zatížení terénu. To platí pro všechny stavby bez výjimky, které jsou určeny k dlouhodobému užívání, jehož doba trvání se měří v desítkách či dokonce stovkách let.
Laboratorní práce č. 5
Obecná ustanovení. Při navrhování a provádění zemních prací z písku a jílovitých hornin je nutné zajistit jejich největší stabilitu a pevnost. Toho je dosaženo zhutněním hornin (válcování, pěchování, vibrační zhutňování) na maximální hustotu s optimální vlhkostí.
Zemina v násypu je v třífázovém stavu (půda + vzduch + voda), k jejímu zhutnění dochází pohybem půdních částic a je doprovázeno vytěsňováním vzduchu z pórů. Při stejném úsilí závisí zhutnění na vlhkosti půdy.
Půdy s nízkou vlhkostí se špatně zhutňují, protože půdní agregáty (hrudky) mají vysokou pevnost a mezi částicemi zeminy vzniká tření, které brání jejich vzájemnému pohybu během procesu zhutňování. S nárůstem vlhkosti k určité hranici se zvyšuje hustota půdního skeletu. Vodou nasycené půdy se obtížně zhutňují z jiného důvodu. Zhutňovací efekt (náraz pěchovadla, průchod válce apod.) je obvykle krátkodobý. Zátěž tedy vnímá především pórová voda, která se nestihne z půdy vymáčknout a půdní skelet se nestihne zapojit do práce.
Vlhkost půdy, při které je dosaženo stanoveného zhutnění s nejmenším množstvím hutňovací práce, se nazývá optimální.
Při optimální vlhkosti lze dosáhnout největšího zhutnění, protože v tomto případě se hrudky poměrně snadno ničí, částice půdy, které mají na kontaktech mazivo ve formě vodního filmu, se vzájemně pohybují a přiléhají kompaktněji; do objemu půdy. Při optimální vlhkosti je část objemu pórů vyplněna vzduchem, který je stlačován a neruší hutnění.
Optimální vlhkost závisí na složení půdy, povaze účinku hutnění, jeho intenzitě a množství práce vynaložené na hutnění. Například optimální vlhkost písčité hlíny je 9 – 15 % , hlíny 15-22% atd. Čím intenzivnější je hutnění (řekněme, čím větší je hmotnost válce), tím nižší je optimální vlhkost.
Stavební normy (SNiP P-D.5-72) vyžadují, aby zhutňování půdy při pokládání silničního náspu do tělesa bylo prováděno při optimální vlhkosti. Pokud je vlhkost nižší než optimální, musíte se uchýlit k umělé půdní vlhkosti; nad optimální - sušení.
Zařízení. Standardní zhutňovací zařízení (obr. 4, tabulka 11). Síto s otvory o průměru 5 mm; deskové a technické váhy se sadou závaží a závaží; Láhve pro stanovení vlhkosti; odměrný válec; plech na pečení se vzduchem suchou půdou; nůž; lopatka; špachtle; sušicí skříň; hmoždíř a tlouček; kovový hrnek o objemu 3-4 litrů pro přípravu půdní směsi.
Tabulka 11
Charakteristika standardního těsnicího zařízení
Rýže. 4. Schéma zařízení Soyuzdorni pro standardní těsnění
1 - držák na pohárky; 2 - dělený válec; 3 - tryska; 4 - omezující kroužek; 5 - stojan s těsněním; 6 - zatížení; 7 - upínací kroužek; 8 - upínací šroub
Přípravné práce
1. Odeberte vzorek na vzduchu vyschlé zeminy o hmotnosti 3,0-3,5 kg.
2. Pokud jsou v půdě hrudky, nejprve se rozdrtí v hmoždíři.
3. Vybraný a rozdrcený vzorek půdy se proseje přes síto s otvory 5 mm.
4. Zařízení je sestaveno. Poloviny pracovního válce se spojí, nasadí se na ně jednodílný válec a v této podobě se válec zajistí v pánvi zařízení pevným dotažením šroubů tak, aby dělicí rovina byla kolmá k ose stroje. upínací šrouby.
5. Zvažte prázdné standardní kompaktní zařízení na talířové váze,
6. Namažte vnitřek válce technickou vazelínou.
Postup práce.
1. Vzorek na vzduchu vyschlé zeminy prosetý přes síto v množství 3,0 kg se naváží do kovové misky.
2. Určete množství vody, které je třeba přidat k počátečnímu vzorku půdy, abyste získali následující obsah vlhkosti: 1, 6, 8, 10, 12, 14 %, pomocí vzorce
kde g je hmotnost půdy, která má být navlhčena, g; W - požadovaná vlhkost ; W 1- vlhkost půdy ve výchozím stavu, %.
Při laboratorní práci pro zvýšení vlhkosti o 2-3% přidejte 50 g vody.
3. Pomocí kádinky přidávejte potřebné množství vody do hrnečku se zeminou za opatrného pohybu, dokud nebude rovnoměrně navlhčen.
4. Pracovní objem válce zařízení se naplní navlhčenou zeminou do jedné třetiny výšky válce.
5. Do válce se vloží razník s tyčí a pěchovadlem.
6. Vytvořte standardní těsnění (viz tabulka II).
7. Tyč s pěchovadlem se vyjme a do válce se přidá zemina do dvou třetin jeho výšky. Zhutňování se provádí podobně jako v kroku 6.
8. Vyjměte tyč s pěchovadlem, nainstalujte trysku a do válce umístěte nový objem zeminy. Umístění zeminy by mělo být zastaveno, když povrch půdy přesahuje horní okraj děleného válce přibližně o 10 mm. Zhutnění půdy je podobné kroku 6.
9. Po dokončení zhutnění se tyč s pěchovadlem vyjme z válce, tryska a vyčnívající zemina se opatrně odříznou nožem podél horní hrany.
10. Zařízení se zhutněnou zeminou se zváží na deskové váze s přesností na Ig.
11. Zemina z válce se nasype zpět do hrnku, promíchá se a odebere se vzorek o hmotnosti 10-15 g pro stanovení vlhkosti pomocí termostatické metody.
12. Výsledky experimentu jsou zaznamenány v tabulce 12.
13. Veškerá půda, jak po experimentu, tak po počáteční, se promíchá
14. Operace popsané v odstavcích. 3-12, opakujte 5x přidáním 50 g vody.
Výsledky determinace.
I. Podle této definice určete pro každý experiment vlhkost, hustotu zavlhnutí a hustotu půdního skeletu pomocí vzorců:
půdní vlhkost
kde g v - hmotnost vlhké půdy, g; g s - hmotnost suché půdy, g; g b - hmotnost vážící láhve, g.
hustota půdy
Kde P 1- hmotnost válce se zhutněnou zeminou, kg; R 2 - hmotnost prázdného válce, kg; PROTI- objem válce, m3; Hustota půdního skeletu
2. Sestrojí se graf závislosti hustoty půdního skeletu na vlhkosti při zhutňování (obr. 5). Měřítko grafu:
podél svislé osy I cm = 0,02 g/cn 3 (hustota skeletu);
na ose x I cm = 2 % (vlhkost).
3. Pomocí grafu určíte hodnotu optimální vlhkosti - na přelomu křivky, která odpovídá maximální standardní platbě.
4. Určete požadovanou hustotu půdy:
,
Kde K 0 - minimální koeficient zhutnění K = 0,8-1,0. Všechny tyto definice jsou uvedeny v tabulce 12.
Rýže. 5. Graf závislosti hustoty půdního skeletu na vlhkosti při zhutňování
Tabulka 12
Formulář pro záznam dat při stanovení optimální vlhkosti a maximální hustoty půdy
Základní nátěr_________________________________________________
Zatížení půdy__________________________________________________
Počet "úderů"___________________________________________
Množství přidané vody_____________________