Как выполняется уплотнение грунта щебнем?

Оглавление:

• Уплотнение грунта щебнем
• Проведение утрамбовки грунта щебнем в домашних условиях
• Фракции щебня, вычисление коэффициента уплотнения щебня и метод расклинцовки
• Насыпная плотность щебня, вычисление степени усадки
• Определение коэффициента уплотнения грунта

Уплотнение грунта щебнем используется для подготовки прочных оснований для укладки фундаментов. Включает в себя процессы, в основе которых лежит обеспечение контакта основания с нижними слоями фундамента и доведения несущих свойств грунта до указанных в проекте. При этом в процессе используются технологии вибрирования, глубинной утрамбовки и гидровибрирования.

Схема уплотнения грунта при засыпке траншей.

Уплотнение грунта щебнем

Необходимые материалы и инструменты:

• щебень,
• экскаватор,
• бульдозер,
• каток,
• гидровиброуплотнитель,
• лопаты,
• виброплита,
• известь,
• вода,
• грунт,
• кирпичный щебень.

Перед началом работ по уплотнению первым делом проводят исследование состава грунта участка, который выделен под застройку. Проводят бурение на глубину 0,5-0,7 м (это глубина промерзания почвы) и берут образцы. С помощью этих проб устанавливают вид грунта, глубину залегания грунтовых вод и наличие на данном участке плавунов.

Cхема послойного уплотнения грунта катком.

Если все показатели лабораторных исследований в норме и особых противопоказаний для проведения застройки не найдено, начинают подготовку поверхности для засыпки ее щебнем. Можно использовать и гравий.

Копают котлованы и траншеи. В промышленных условиях это делается с помощью бульдозеров и экскаваторов, в домашних с помощью лопаты. В зависимости от свойств почвы проводят ее осушение или увлажнение. Боковые стены и углы котлованов фиксируют, чтобы не допустить ссувов грунта. Засыпают щебень и начинают процесс трамбовки с помощью катков. Средняя глубина уплотнения 0,5 м.

Существуют тяжелые виды трамбовки, при которых грунт уплотняется на 1,5-2,5 м. При этом количество щебня исчисляется тоннами. Процесс трамбовки не прекращается до тех пор, пока основание не перестает проседать.

Для песчаных почв уплотнение грунта происходит методом вибрирования. Для этого используются специальные виброплиты. Обычные виброплиты способны уплотнить основание на 0,5 м, а самоходные тяжелые на 1 м.

Немаловажную роль в этом процессе имеет показатель влажности. Если грунт слишком жидкий, то при вибрировании он будет интенсивно прилипать к виброплитам. Тогда работа не даст никакого результата. Чтобы избежать осложнений подобного рода, поверхность котлована покрывают известью, кирпичным щебнем или обычным сухим грунтом и продолжают работы. Также можно временно приостановить работы по утрамбовке и дать котловану просохнуть естественным путем. При недостатке влаги место проведения работ по уплотнению на сутки заливают водой.

Процесс глубинного уплотнения выполняется методом гидровибрирования. В почву на глубину 2 м помещают блок гидровиброуплотнителя. Он производит вибрацию в течение 20-30 секунд, параллельно с его работой грунт насыщают водой. Он становится подвижным и хорошо уплотняется. Блок извлекают, но при этом не прекращают подачу воды. Весь процесс длится 20-30 минут. Такое уплотнение грунта применяется для песчаных почв.

Вернуться к оглавлению

Проведение утрамбовки грунта щебнем в домашних условиях

Cхема послойного уплотнения грунта кулачковьм катком.

Для проведения работ по утрамбовке в домашних условиях нужно иметь необходимые инструменты и материалы:

• щебень,
• лопаты,
• ручные катки,
• доски для возведения опалубки,
• емкости для измерения нужного количества щебня.

Должны быть получены результаты лабораторных исследований проб почвы с места застройки здания.

В домашних условиях нет спецтехники, поэтому все работы нужно делать вручную. Пробы грунта в обязательном порядке надо исследовать в лаборатории. Можно обратиться к специалисту.

Нужно четко знать вид грунта, находящегося на месте постройки, глубину залегания грунтовых вод и прочее. Это нужно не только для надежности постройки, но и для безопасности людей, которые будут проживать в этом здании. Если же грунт будет плохо исследован, то никакое его уплотнение не поможет построить надежное, прочное задание без тенденции к проседанию, то есть к усадке, которая может повлечь за собой непредсказуемые последствия.

Вернуться к оглавлению

Фракции щебня, вычисление коэффициента уплотнения щебня и метод расклинцовки

От фракции щебня зависит область его применения. Коэффициент уплотнения щебня используют для вычисления точного количества данного строительного материала. Причем эта величина зависит и от вида фракции щебня.

Коэффициент уплотнения щебня это число, которое показывает степень уменьшения объема щебня при его транспортировке или трамбовке. Для каждого вида щебня существует маркировка, указанная в ГОСТе 8267-93. Там рекомендованы методы определения коэффициента уплотнения, который должен быть указан производителем при маркировке материала. Степень уплотнения выполняют специалисты в лаборатории экспериментальным методом в течение 3 дней. Уплотнение можно определить и экспресс-методом прямо на строительной площадке. Для определения применяют плотномеры.

Фракции щебня.

Коэффициент уплотнения щебня необходим для вычисления:

• массы приобретаемого щебня,
• степени усадки.

Масса определяется путем перемножения значений трех величин:

• удельного веса,
• объема заполнения,
• коэффициента уплотнения.

Созданы специальные нормы, в которых указана средняя масса материала в зависимости от фракции.

Для ландшафтного дизайна (то есть для укладки садовых дорожек, декоративных деталей) используется щебень самой мелкой фракции. Средняя его фракция представляет собой обломки горных пород. Она используется для создания железобетонных изделий, фундамента, бетонных смесей, а также для строительства мостов, железнодорожных путей, дорог.

При устройстве оснований под постройку дорог, взлетных полос, мостов оно должно быть прочным и плотным, выдерживать большие нагрузки и сильные механические воздействия.

Для укладки более прочного основания применяют технологию расклинцовки. Это укладка основания из щебня, который состоит из смеси фракций разных размеров. Мелкие фракции заполняют пустоты между большими фракциями, образуя очень плотное основание.

Сначала выстилают крупную фракцию щебня или гравия. Уплотняют специальными катками. Далее засыпается мелкая фракция и также уплотняется катком. Для уменьшения трения между отдельными кусочками весь процесс расклинцовки сопровождается поливами водой.

Вернуться к оглавлению

Насыпная плотность щебня, вычисление степени усадки

Физико-механические свойства шлакового щебня.

Насыпная плотность величина, коэффициент которой учитывается при работе. Это отношение объема щебня к его массе, то есть это его плотность еще до начала процесса уплотнения. Чтобы замерять количество материала, используют сосуды по 50 л.

Проводят необходимые расчеты. От массы сосуда, наполненного сыпучим материалом, отнимают массу пустого сосуда и делят полученное число на объем пустого сосуда. Это метод расчета насыпной плотности сыпучих строительных материалов.

Уплотнение грунта сыпучим материалом необходимый процесс при строительстве зданий. Эта технология помогает избежать усадки фундамента. Для создания качественного основания для строительства зданий необходима утрамбовка сыпучего материала.

Для утрамбовки используют спецтехнику, виброплиту и ручную трамбовку (при небольших объемах). Для проверки качественных характеристик уплотнения существует специальный прибор. Методом нескольких ударов по поверхности своего диска он вычисляет степень усадки щебня. Если этот показатель в норме, можно спокойно продолжать строительные работы.

Вернуться к оглавлению

Определение коэффициента уплотнения грунта

При контроле качества выполнения земляных работ определяют степень уплотнения грунта.

Измерения выполняют в основании траншей и котлованов и при строительстве дорог. При этом определяют коэффициент уплотнения грунта. Он показывает степень соответствия фактической плотности грунта его максимальной плотности, до которой можно уплотнить грунт.

После определения коэффициента уплотнения грунта его значение сравнивают с нормативным значением, указанным в проекте, которое обычно равно 0,95 для низа земляного полотна и 0,98-1,0 для подстилающего слоя и верхних слоев земляного полотна.

В строительстве применяют методы определения коэффициента уплотнения грунта с использованием плотномеров статического и динамического типов и баллонных приборов. Измерения выполняют на стройплощадке, а в строительной лаборатории проводят вычисления и оформляют заключение. Таким образом уплотнение грунта будет выполнено правильно.

Уплотнение грунта щебнем – технология и фото

Уплотнение грунта щебнем требуется в тех случаях, когда основания не имеют достаточной несущей способности, чтобы строить на них здания или прокладывать дороги. Бывают такие грунты, по которым невозможно даже ходить. Их тоже необходимо уплотнять. В этой статье мы расскажем, какой щебень лучше всего подходит для таких целей, как его выбрать и как правильно провести работы. В конце мы кратко охарактеризуем альтернативные материалы для уплотнения грунтов.

В компании Грунтовозов вы можете купить щебень для уплотнения грунта с доставкой до вашего объекта по минимальной цене.

• Уплотнение грунта щебнем

• Зачем нужно уплотнять грунт

• Как выбрать щебень для уплотнения грунта

• Вид

• Фракция

• Лещадность

• Морозостойкость

• Прочность

• Насыпная плотность

• Коэффициент уплотнения

• Водопоглощение

• Радиоактивность

• Какой щебень подойдет для уплотнения грунта

• Уплотнение грунта щебнем своими руками

• Уплотнение грунта ручным методом

• Уплотнение грунта механическим методом

• Альтернативные способы уплотнения грунта

Зачем нужно уплотнять грунт

Слабые грунты плохо выдерживают нагрузки. Они проседают, сдвигаются под воздействием тяжести фундаментов или дорожного полотна. В результате на зданиях и дорожках появляются трещины или они полностью разрушаются. Решить проблему может уплотнение.

Если укрепить слой грунта щебнем, повысится его несущая способность, снизится и равномерно распределится нагрузка на фундамент. Кроме того, материал выполняет роль дренажа, с его помощью можно выровнять поверхность котлована или траншеи.

Укрепления требуют рыхлые грунты с высокой пористостью, большим содержанием воздуха и влаги. Твердые частицы в них слабо сцеплены между собой, отчего и падают прочность и несущая способность.

К такой группе относятся следующие виды грунтов:

• Лессовые рыхлые
• Песчаные
• Супесчаные
• Суглинки
• Торфяные
• Гравелистые и трещиноватые скальные

Уплотнение грунта рекомендуют проводить в таких ситуациях:

• Перед прокладкой пешеходных тротуаров
• Перед возведением заборов и других заграждений
• При закладке фундаментов зданий
• При строительстве автомобильных и железных дорог
• При прокладке подземных коммуникаций
• При строительстве мостов, дамб и гидротехнических сооружений

В следующей части текста вы узнаете, по каким характеристикам следует выбирать щебень для уплотнения грунтов.

Как выбрать щебень для уплотнения грунта

Качество уплотненного грунта во многом зависит от щебня, который используется для этой цели. Если он соответствует всем требованиям, то способен увеличить несущую способность основания в несколько раз.

При покупке следует обратить внимание на:

• Вид
• Фракцию
• Лещадность
• Морозостойкость
• Прочность
• Насыпную плотность
• Коэффициент уплотнения
• Водопоглощение
• Радиоактивность

Дальше мы коротко опишем значение каждой из перечисленных характеристик.

Вид

От вида щебня во многом зависят остальные его характеристики. Материал добывают путем дробления разных горных пород.

Самыми прочными считаются магматические:

• Гранит
• Габбро
• Диорит
• Базальт

Такой щебень способен выдерживать высокие статические и динамические нагрузки. Поэтому его используют для уплотнения грунта под высотными зданиями, железнодорожным полотном, автомобильными трассами с высоким трафиком.

Почти не уступают по прочности магматическим породам метаморфические.

К ним относятся:

• Серпентинит
• Амфиболит
• Мрамор

Серпентинитовый и амфиболитовый щебни можно применять практически для тех же целей, что и гранитный или диоритовый. У мрамора прочность немного ниже, поэтому с его помощью рекомендуют уплотнять грунт только под частными домами, дорогами с невысокой интенсивностью движения, пешеходными дорожками.

Осадочные породы по своим характеристикам могут уступать магматическим и метаморфическим. Тем не менее, они вполне годятся для уплотнения грунта.

Чаще всего используют:

• Известняк
• Доломит

Основное преимущество таких материалов – низкая стоимость. Они подходят для уплотнения почвы под небольшими хозяйственными постройками, одноэтажными домами, тротуарами, грунтовыми дорогами.

Фракция

От размера зерен щебня зависит, насколько хорошо будет распределяться нагрузка по поверхности грунта и как он будет уплотняться. Далеко не все фракции подходят для этих работ.

Рекомендуют использовать размеры:

• 20-40
• 20-70
• 20-80
• 25-60
• 40-70
• 40-120
• 80-120

Чем большая нагрузка предусматривается на фундамент или дорожное полотно, тем крупнее должен быть щебень. Но при использовании фракций 40-70, 40-120, 80-120 необходимо делать расклинцовку более мелким щебнем. В результате большие камни обеспечат прочность основанию, а мелкие – высокую плотность.

Лещадность

Часть щебня в процессе дробления породы обретает плоскую форму. Ее называют лещадной, от слова «лещ» (плоская рыба). К этой группе относят также игловидные частицы, чья длина в 3 раза превышает ширину.

Лещадный щебень плохо уплотняется, между его частицами образуются пустоты. В результате основание под фундаментом получается менее прочным, может давать усадку. По процентному содержанию плоских частиц материал разделяют на 5 групп. Для укрепления грунтов стоит покупать материал I или II групп (процент лещадных зерен до 15% от общего объема).

Морозостойкость

Котлованы под фундаментами и трассами рекомендуют рыть на глубину промерзания. Но в холодные зимы она может существенно измениться. Кроме того, при прокладке тротуаров или грунтовых дорог не делают глубоких траншей. Поэтому обязательно нужно обращать внимание на морозостойкость щебня.

Желательно, чтобы показатель был не меньше F100-F200. Тогда щебень выдержит 100-200 циклов заморозки. Такими характеристиками обладает габбро, гранитный, диоритовый, серпентинитовый, мраморный щебни. Известняк может иметь низкую морозостойкость. Но у нас в наличии есть материал из этой породы с показателями F100-F150.

Если купить камень с низкой морозостойкостью, он может разрушиться. Происходит это из-за расширения замерзшей в трещинах воды. Грунтовое основание, уплотненное таким щебнем, будет со временем проседать.

Прочность

Показатель прочности – одна из основных характеристик, на которую следует ориентироваться при выборе щебня для уплотнения грунта. Ведь основания будут нести значительные нагрузки. Слабый камень со временем разрушится и перестанет выполнять свою функцию. На месте раздробленной породы могут образоваться пустоты, несущая способность грунта резко уменьшится.

Прочность определяется маркой по дробимости и не должна быть ниже, чем М1000 (для уплотнения грунта под тротуарами подойдет материал с прочностью М800). Такими показателями обладает практически любой щебень в нашем регионе. Но самыми прочными считаются камни из магматических пород (гранит, диорит, габбро). К ним приближаются серпентинит и амфиболит, чьи показатели прочности варьируются от М1200 до М1400.

Насыпная плотность

Насыпная плотность материала – это соотношение массы и объема материала при свободной засыпке. Она зависит от фракции и лещадности. Показатель важно знать, чтобы правильно рассчитать количество щебня, необходимое для уплотнения грунта. В среднем она колеблется от 1200 кг/м3 до 1580 кг/м3.

Подробнее об этой характеристике вы можете прочитать на странице Насыпная плотность сыпучих материалов и грунтов.

Коэффициент уплотнения

При покупке щебня для уплотнения грунта важно правильно рассчитать его количество. Если этого не сделать, материала может не хватить. Ведь камни уплотняются, трамбуются, тем самым уменьшается их объем. Если расчеты будут неверные, придется искать, где можно дополнительно купить небольшую партию щебня.

Для того, чтобы узнать, сколько нужно щебня для засыпки и уплотнения участка определенной площади, понадобится коэффициент уплотнения. Его значение определяется ГОСТом (после ряда испытаний). Для щебня оно колеблется от 1,1 до 1,3 (на практике чаще используют показатель 1,3).

Количество необходимого материала высчитывается по формуле, где перемножаются между собой:

• Объем, который необходимо засыпать камнями (для этого высоту умножают на длину и ширину)
• Коэффициент уплотнения

Объясним на конкретном примере:

1. Допустим, у нас есть траншея длиной 4 м, шириной 1,5 м и высотой 0,5 м.
2. Теперь мы перемножаем длину, ширину и высоту: 4*1,5*0,5=3. Так, объем нашей траншеи – 3 м3. Именно его необходимо засыпать.
3. Полученный объем умножаем на коэффициент уплотнения: 3*1,3=3,9 м3.

Так, для того, чтобы засыпать нашу траншею, понадобится 3,9 м3 щебня.

Подробнее об этой характеристике вы можете прочитать на странице Коэффициент уплотнения грунтов и строительных материалов.

Водопоглощение

Способность материала впитывать жидкость при полном в нее погружении называется водопоглощением. Оно есть и у камней. Показатель зависит от пористости, фракции и породы материала. При высоком водопоглощении теряются прочность и морозоустойчивость щебня. Ведь при минусовых температурах вода в порах камня застывает, расширяется и разрушает его изнутри. В итоге падает и прочность уплотненного грунта.

Низкие показатели водопоглощения у гранита и серпентинита. Они не превышают 0,1-0,6%. Поэтому такие материалы лучше всего подходят для уплотнения грунта. Немного выше характеристика у известняка (из-за высокой пористости). Его показатель водопоглощения колеблется от 0,1% до 2,6%.

Радиоактивность

При покупке щебня следует проверить его безопасность. Одна из основных характеристик тут – радиоактивность. Некоторые горные породы (например, гранит) могут обладать довольно высоким природным фоном.

Если грунт уплотняется под жилыми постройками, то, согласно ГОСТу, его показатель не должен превышать 370 Бк/кг. Но даже это число считается слишком высоким. Щебень, представленный у нас в продаже, имеет радиоактивность от 265 Бк/кг и ниже.

Теперь вы знаете, на какие характеристики нужно обращать внимание при покупке материала для уплотнения. Далее мы поговорим о конкретных товарах.

Какой щебень подойдет для уплотнения грунта

Выбор щебня для уплотнения напрямую зависит от конкретных работ. Мы расскажем, какие разновидности имеют лучшее соотношение цены и качества:

Если вам нужен щебень для уплотнения грунта:

• Под высотными зданиями и дорогами с высоким трафиком, берите амфиболитовый материал 20-40, 40-120, гранитный 20-40 или серпентинитовый 20-40 и 40-70
• Под частным домом в 1-2 этажа, обратите внимание на гранитный щебень 25-60 и 40-70
• Под подъездными дорогами, советуем рассмотреть диоритовую разновидность 20-40 и 40-70, а также мраморный щебень 20-40 и 40-70
• Под хозяйственными постройками и пешеходными тротуарами, возьмите известняковый материл 20-40

Дальше мы расскажем, как правильно уплотнять грунт с помощью щебня.

Уплотнение грунта щебнем своими руками

Если вы собираетесь строить небольшой дачный дом, хозяйственное помещение, проложить дорожку в саду или выложить плиткой двор, вполне реально уплотнить грунт самостоятельно. Для более ответственных работ (строительства частного дома на 2 этажа, прокладки асфальтированной дороги) лучше позвать специалистов. Они проведут нужные расчеты, будут использовать специальную технику для трамбовки.

Подготовительные работы

На крупных стройках перед началом работ берут образцы грунта. Для этого проделывают скважину на глубину промерзания (от 50-70 см до 1-2 м, в зависимости от региона). Полученный материал отправляют в лабораторию для определения плотности, вида и состава грунта. Также необходимо узнать, на каком уровне залегают грунтовые воды, нет ли на этом участке плавунов. После определения всех свойств грунта легче рассчитать количество щебня и степень необходимого уплотнения.

Обратите внимание, что даже при постройке частного дома лучше проконсультироваться со специалистами. Тогда вы будете уверены, что фундамент получится прочным и не осядет.

Дальше приступают к расчету глубины и площади фундамента. Подушка под ним должна быть на 200 мм шире. Если вы собираетесь укреплять грунт под дорожкой, укрепленная площадь грунта должна быть приблизительно такой же, как и у пешеходной зоны. Толщина слоя колеблется от 20-25 см до 0,5-1,5 м. Чем выше и тяжелее конструкция, тем больше щебня понадобится для уплотнения основания под ней.

Когда известен объем, который следует заполнить щебнем, переходят к расчету его количества. Лучше всего полученный результат закруглить в сторону большего значения.

Уплотнять грунт можно несколькими способами:

• Ручным
• Механическим

Описание методов вы найдете ниже по тексту.

Уплотнение грунта ручным методом

Ручное уплотнение применяется при укреплении грунта под небольшими хозяйственными постройками, дорожками, дворами, тротуарами. Его можно проводить самостоятельно, без помощи специалистов и с минимальными затратами на инструментарий.

Комплекс работ по ручному укреплению грунта состоит из нескольких этапов:

1. Выбора инструментов и материалов
2. Непосредственного уплотнения (технологии)

О каждом из них вы узнаете в продолжении статьи.

Инструменты и материалы

Для того, чтобы укрепить грунт, вам понадобятся:

• Щебень
• Лопата
• Уровень
• Специальное приспособление для трамбовки

Для трамбовки используют подручные материалы. Можно купить готовый инструмент. Он выглядит как тяжелая чугунная плита с деревянной рукояткой. Сделать такое приспособление можно и самостоятельно. Для этого берут длинный брус из дерева, снизу его подбивают листом стали, а сверху прикрепляют ручку.

Технология

Щебень засыпается в траншею и выравнивается лопатой. С помощью уровня проверяется, действительно ли поверхность горизонтальная, нет ли перекосов. Если слой камней должен быть больше 10 см, советуют засыпать их порциями и уплотнять каждую отдельно. Можно также смешивать материал с верхними слоями грунта.

Приспособление для трамбовки берут за ручку и с силой прессуют грунт со щебнем. Удары повторяют в одном месте несколько раз, пока грунт полностью не осядет. Затем переходят к следующему участку. Когда работа закончена, опять проверяют, ровная ли поверхность, и засыпают следующий слой.

Уплотнение грунта механическим методом

Если нужно укрепить грунт на большой площади или при закладке фундамента под дом, лучше воспользоваться механическими приспособлениями. Они позволят более качественно провести работу, процесс будет не таким утомительным.

После планировки механическое уплотнение грунта состоит из тех же этапов, что и ручное:

1. Подготовка инструментов
2. Уплотнение

Дальше мы распишем детально каждый пункт.

Подготовка инструментов

Для трамбовки при механическом методе уплотнения грунта необходимо приобрести или взять напрокат специальный инструментарий.

Существует несколько приспособлений:

• Виброплита
• Ручной каток

Виброплита (или вибротрамбовка) бывает разной массы. В домашних условиях чаще всего используют инструменты весом 60-120 кг.

По принципу действия виброплиты разделяют на:

• Одномассные (колебания идут от всей поверхности плиты)
• Двухмассные (вибрирует лишь нижняя часть, а верхняя создает дополнительное давление – на ней располагается двигатель)
• Виброударные (грунт со щебнем утрамбовывается молотом, прикрепленным к основанию пружинами)

Работают виброплиты от электричества или двигателя внутреннего сгорания.

Ручной каток можно купить в специализированном магазине или изготовить самостоятельно. Во втором случае за основу берут трубу с диаметром 40-50 см и заполняют ее песком. Вес инструмента должен быть 100-200 кг. Через трубу можно пропустить крепкую веревку и тянуть самодельный каток за нее. Тогда труба будет прокручиваться и утрамбовывать грунт со щебнем собственным весом.

Технология уплотнения

В готовый котлован или траншею засыпают щебень. Его можно укладывать и слоями, хотя механическим методом можно утрамбовать весь положенный объем сразу. Затем плиту включают, делают 2-3 прохода по поверхности щебня. Не забывайте проверять, ровно ли уложен материал. При необходимости можно засыпать еще одну порцию и снова пройтись с виброплитой или катком 2-3 раза. Заканчивают работу, когда грунт перестает проседать.

Важно отметить, что торф, плавуны и другие неустойчивые грунты уплотнять нельзя. Траншею делают такой глубины, пока не доберутся до более устойчивого основания (скалы, глины, суглинка). Уже после проводят одним из описанных методов уплотнение.

Уплотнение грунта щебнем – лишь один из вариантов. Кроме этого, можно уплотнить рыхлую поверхность и другими способами. Об этом – в последней части статьи.

Альтернативные способы уплотнения грунта

Вместо щебня для укрепления грунта можно использовать и другие материалы:

• Скалу
  Скальный грунт имеет достаточно высокую прочность, а стоимость у него ниже, чем у щебня. Для уплотнения лучше всего использовать дробленую скалу с высоким содержанием магматических (гранит, базальт) или метаморфических (сланец, серпентинит) пород.
• Гравий
  Этот продукт естественного выветривания горной породы можно купить по невысокой цене. При качественной трамбовке он неплохо повышает несущую способность грунтовых оснований.
• Вторичный щебень
  Вторичный щебень получают после дробления бетона. Качество материала зависит от вида наполнителя (в основном щебня) и срока эксплуатации исходного материала. Основное преимущество – низкая цена.
• Шлак
  Это отходы металлургии. Разные виды шлаков отличаются плотностью, прочностью, морозоустойчивостью. В некоторых присутствуют вредные химические компоненты. Поэтому использовать такой материал при уплотнении грунта в жилой зоне не рекомендуют.
• Силикаты, смолы, битум, цемент
  Эти жидкие компоненты подходят для укрепления гравелистых и трещиноватых грунтов. Их заливают в глубокие отверстия специальными инжекторами. В частном строительстве это можно сделать с помощью перфорированной трубы. Вещества связывают между собой частицы грунта, уменьшают пористость, тем самым повышая плотность и несущую способность. Недостаток метода – дороговизна и трудоемкость.

Щебень для уплотнения грунта следует выбирать под конкретную цель. Если вам нужно засыпать подъезд к гаражу или дому, не стоит тратиться на дорогой гранит. Здесь вполне подойдет известняк. Для основания под домом стоит покупать более прочные материалы (гранит, серпентинит, диорит).

Выражаю согласие с политикой конфиденциальности

Заказать звонок

О том, как еще можно использовать щебень и для каких работ он подходит, вы можете узнать на наших страницах:

• Применение щебня
• Щебень для благоустройства территории
• Щебень для дорожек
• Щебень для отсыпки участков, площадок и дворов
• Щебень для дорожных работ
• Щебень для асфальта
• Щебень для грунтовых дорог
• Щебень для ландшафтного дизайна
• Щебень для альпийской горки
• Щебень для габионов
• Щебень для клумб
• Щебень для пруда
• Щебень для сухого ручья
• Щебень для строительных работ
• Полы из щебня в гараже
• Щебень для бетона
• Щебень для дренажа
• Щебень для забора
• Щебень для расклинцовки

Если вы хотите узнать о разновидностях щебня, рекомендуем следующие страницы:

• Виды щебня

Если вы хотите подробно прочитать о характеристиках и свойствах щебня, рекомендуем следующие страницы:

• Характеристики и свойства щебня
• Характеристики и свойства амфиболитового щебня
• Характеристики и свойства амфиболитового щебня 10-20
• Характеристики и свойства амфиболитового щебня 20-40
• Характеристики и свойства амфиболитового щебня 40-120
• Характеристики и свойства гранитного щебня
• Характеристики и свойства гранитного щебня 5-10
• Характеристики и свойства гранитного щебня 5-20
• Характеристики и свойства гранитного щебня 5-25
• Характеристики и свойства гранитного щебня 10-20
• Характеристики и свойства гранитного щебня 20-40
• Характеристики и свойства гранитного щебня 20-70
• Характеристики и свойства гранитного щебня 25-60
• Характеристики и свойства гранитного щебня 40-70
• Характеристики и свойства диоритового щебня
• Характеристики и свойства диоритового щебня 5-20
• Характеристики и свойства диоритового щебня 20-40
• Характеристики и свойства диоритового щебня 40-70
• Характеристики и свойства известнякового щебня
• Характеристики и свойства известнякового щебня 5-20
• Характеристики и свойства известнякового щебня 20-40
• Характеристики и свойства кварцевого щебня
• Характеристики и свойства кварцевого щебня 20-40
• Характеристики и свойства мраморного щебня
• Характеристики и свойства мраморного щебня 5-10
• Характеристики и свойства мраморного щебня 5-20
• Характеристики и свойства мраморного щебня 10-20
• Характеристики и свойства мраморного щебня 20-40
• Характеристики и свойства мраморного щебня 40-70
• Характеристики и свойства серпентинитового щебня
• Характеристики и свойства серпентинитового щебня 5-20
• Характеристики и свойства серпентинитового щебня 20-40
• Характеристики и свойства серпентинитового щебня 40-70
• Характеристики и свойства щебня габбро
• Характеристики и свойства щебня габбро 5-10
• Характеристики и свойства щебня габбро 10-15
• Характеристики и свойства щебня габбро 15-20
• Характеристики и свойства щебня габбро 20-80
• Характеристики и свойства щебня габбро 80-120

О том, как добывают щебень, читайте здесь:

• Добыча щебня

В компании Грунтовозов вы можете приобрести следующие виды щебня по фракциям:

• Щебень 5-10
• Щебень 5-20
• Щебень 5-25
• Щебень 10-15
• Щебень 10-20
• Щебень 15-20
• Щебень 20-40
• Щебень 20-70
• Щебень 20-80
• Щебень 25-60
• Щебень 40-70
• Щебень 40-120
• Щебень 80-120

В продаже имеются следующие разновидности амфиболитового щебня:

• Щебень амфиболитовый 10-20
• Щебень амфиболитовый 20-40
• Щебень амфиболитовый 40-120

В продаже имеется щебень габбро:

• Щебень габбро 5-10
• Щебень габбро 10-15
• Щебень габбро 15-20
• Щебень габбро 20-80
• Щебень габбро 80-120

Если вы хотите купить гранитный щебень, рекомендуем следующие страницы:

• Щебень гранитный 5-10
• Щебень гранитный 5-20
• Щебень гранитный 5-25
• Щебень гранитный 10-20
• Щебень гранитный 20-40
• Щебень гранитный 20-70
• Щебень гранитный 25-60
• Щебень гранитный 40-70

Мы продаем следующие виды диоритового щебня:

• Щебень диоритовый 5-20
• Щебень диоритовый 20-40
• Щебень диоритовый 40-70

Известняковый щебень, представленный у нас в продаже:

• Щебень известняковый 5-20
• Щебень известняковый 20-40

В продаже имеется щебень кварцевый:

• Щебень кварцевый 20-40

Если вы хотите купить мраморный щебень, рекомендуем следующие страницы:

• Щебень мраморный 5-10
• Щебень мраморный 5-20
• Щебень мраморный 10-20
• Щебень мраморный 20-40
• Щебень мраморный 40-70

В продаже имеются следующие разновидности пироксенитового щебня:

• Щебень пироксенитовый 5-20
• Щебень пироксенитовый 20-40
• Щебень пироксенитовый 40-70

Если вам нужен серпентинитовый щебень, рекомендуем ознакомиться со следующими страницами:

• Щебень серпентинитовый 5-20
• Щебень серпентинитовый 20-40
• Щебень серпентинитовый 40-70

С перечнем всех разновидностей щебня, представленных у нас в продаже, вы можете познакомиться на странице Щебень.

Характеристики уплотнения и разрушения щебня, используемого в качестве материала обратной засыпки городских дорожных покрытий. средство. Щебень является широко используемым заполнителем для материала обратной засыпки в машиностроении, и необходимо хорошо понимать его поведение при уплотнении под нагрузкой. В данной работе была проведена серия испытаний на уплотнение одной и той же партии образцов щебня одинаковой градации. Были проанализированы изменения содержания частиц разного размера, обсуждены характеристики разрушения частиц в процессе уплотнения, а также исследована разница в разрушении частиц, вызванная скоростью и режимом нагружения. Он показывает следующее: 1. Для всех образцов содержание раздробленных при уплотнении частиц всегда было менее 40 %. Частицы с наиболее сильным разрушением варьировались в зависимости от градации образца. (2) Разрушение частиц можно разделить на четыре категории: полная фрагментация, полный разрыв, локальная фрагментация и измельчение поверхности.

Они в разной степени влияли на распределение частиц по размерам после уплотнения. (3) Разрушение частиц может быть выражено в виде кубической параболы скорости нагружения, коэффициенты которой связаны с градацией образца. (4) Ступенчатое нагружение приводило к более сильному разрушению частиц, чем прямое нагружение, и увеличение разрушения частиц из-за режима нагружения было более очевидным для образцов с непрерывным распределением по сравнению с образцами с прерывистым распределением. Это исследование послужит экспериментальной основой и ориентиром для выбора и использования заполнителя для обратной засыпки в городских районах оседания.

1. Введение

Во время быстрого роста городов в Китае проседание дорожного покрытия в городских районах происходит часто [1, 2]. Например, за последние годы в городе Наньтун провинции Цзянсу произошло несколько аварий (рис. 1), последняя из которых произошла 29 июня 2020 г. Проседание может произойти из-за протечки подземных дренажных труб [2, 3], нарушение подземного строительства [4], неадекватная обратная засыпка [5], эрозия почвы [6, 7] и другие ситуации, которые изменяют толщу и водоток подземного грунта.

Обратная засыпка является незаменимым средством устранения просадок. Материалы для обратной засыпки часто состоят из частиц щебня разного размера, из которых размер и градация частиц являются наиболее важными факторами, влияющими на уплотнение и деформацию материалов обратной засыпки. Сюй и др. [8] исследовали уплотнение почвенно-каменных смесей, рассматривая такие переменные, как содержание частиц >5 мм, максимальный размер частиц наполнителя и градацию наполнителя, и рекомендовали, чтобы содержание крупного материала достигало 60–80 %, максимальный размер частиц должен составлять 30% от толщины насыпного покрытия, а градация должна быть непрерывной, даже если не было обнаружено очевидной корреляции между градацией наполнителя и характеристиками уплотнения обратной засыпки. Жа [9] экспериментально обнаружили, что градация (индекс мощности Тальбота n ) наполнителя с непрерывной градацией оказывает заметное влияние на реакцию на сжатие, и наилучшие характеристики пустой породы в отношении сжатия были достигнуты, когда n  = 0,4. Лю [10] испытал образцы с различной литологией и градациями исходного размера частиц при различном напряжении уплотнения. Было обнаружено, что градация не оказала существенного влияния на деформацию уплотнения щебня из песчаника, а разрушение частиц было широко распространено во время уплотнения. Разрушение частиц изменяет градацию и, следовательно, механические свойства зернистых материалов и может даже повлиять на структурную стабильность при изменении характеристик уплотнения. Куп [11] обнаружил, что изменение градации частиц, вызванное разрушением частиц в процессе загрузки, может привести к уменьшению объема образца и снижению пиковой прочности.

В большинстве современных исследований изучалось влияние размера и градации частиц на прочность и деформацию образца, и в первую очередь учитывалось уплотнение и дробление. Однако в этих работах основное внимание уделялось показателям разрушения частиц и изменению механических свойств образцов после разрушения частиц. На самом деле, к факторам, влияющим на загруженность городской дороги, относятся также частота и интенсивность движения. Таким образом, при изучении поломки частиц городских дорог также следует учитывать такие влияющие факторы, как скорость и режим загрузки; однако на сегодняшний день подробно не сообщалось об их влиянии на разрушение частиц. В данной работе образцы с переменной градацией были подвергнуты серии испытаний на уплотнение для анализа изменения содержания частиц щебня разного размера. Были обсуждены характеристики разрушения частиц в процессе уплотнения, а также исследована разница в разрушении частиц, вызванная скоростью и режимом нагружения. Следовательно, эта работа представляет собой экспериментальную ссылку для выбора и использования заполнителя для засыпки в городских районах оседания.

2. Материалы и методы

2.1. Подготовка проб

Образцы были приготовлены из дробленых аргиллитовых частиц разного размера. Согласно стандарту испытаний ASTM [12], максимальный размер частиц в уплотняющем цилиндре не должен превышать 1/3 внутреннего диаметра цилиндра. В этой работе частицы просеивались и сортировались на 4 группы в зависимости от их размера: , т. е. , 10–15 мм, 15–20 мм, 20–25 мм и 25–30 мм (рис. 2), а также непрерывная сортировка Тальбота. [13] был принят следующим образом: где p ( d ) — процент частиц, размер которых не превышает d _i , а d _M — максимальный размер частиц.

В таблице 1 указано содержание частиц разного размера в испытуемых образцах. Образец готовили либо с массовым соотношением 1 : 1 : 1 : 1 частиц размером 10–15 мм, 15–20 мм, 20–25 мм и 25–30 мм, либо по непрерывной градации Тальбота с показателем мощности Тальбота. n установлены на 0,7, 0,9, 1,1 и 1,3. Все образцы общей массой 2000 г были загружены в прессовочное устройство.

2.2. Оборудование

Система испытания на уплотнение состоит из самодельного устройства уплотнения, системы загрузки и системы сбора данных. Уплотнительное устройство (рис. 3) состоит из полого поршня, цилиндрической трубки, нижней пластины и других компонентов. Цилиндр имеет высоту 400 мм и внутренний и наружный диаметры 160 и 180 мм соответственно. Полый поршень имеет высоту 250 мм. Система нагружения представляет собой электронную универсальную испытательную машину WDW-100D производства Jinan HuaxinYuandaTest Equipment Co., Ltd., которая имеет максимальное испытательное усилие 100 кН с точностью управления 1% для испытательного усилия, перемещения и скорости. Во время испытания уплотняющее устройство помещалось в нижнюю камеру испытательной машины WDW-100D, а нагрузка прикладывалась по мере того, как индентор испытательной машины давил на крышку полого поршня.

2.3. Схема испытаний

Скорость нагружения тестировалась на четырех уровнях: , т.е. , 1 мм/мин, 2 мм/мин, 4 мм/мин и 6 мм/мин, и нагрузка прикладывалась к 40 мм либо непосредственно, либо через четыре шага по 10 мм каждый (табл. 2). Все тесты проводились в трехкратной повторности, за результат бралось среднее значение.

2.4. Процедура

Частицы тщательно перемешивали, загружали в уплотняющий цилиндр и затем осторожно прессовали. Высота образца H 9Затем был измерен 0014 ₀ до установки полого поршня и крышки поршня. Для ускорения контроля уплотнения на наружную поверхность полого поршня были помещены три шкалы (рис. 4). Затем образец был предварительно нагружен усилием 0,02 кН. Затем записывали показания шкалы и рассчитывали высоту образца H ₁ . Затем образец уплотняли до заданного уровня при заданной скорости. После этого образец выгружался и сортировался на 7 групп частиц разного размера, , т.е. , 0–2 мм, 2–5 мм, 5–10 мм, 10–15 мм, 15–20 мм, 20–25 мм и 25–30 мм. На рис. 5 показана процедура в деталях.

3. Результаты

3.1. Изменения распределения частиц по размерам после уплотнения

На рис. 6 показано распределение частиц по размерам образцов до и после прямого уплотнения до 40 мм при скорости 2 мм/мин. Изменение массы частиц разного размера можно объяснить разрушением частиц в процессе уплотнения.

Во всех образцах было измельчено менее 40% исходных частиц. К частицам с относительно высоким уровнем разрушения относятся: частицы размером 10–15  мм в образце при n  = 0,7 (обрыв 39,97%), частицы 10–15 мм в образце при n  = 1,1 (обрыв 37,19%), частицы 10–15 мм в образце 1 : 1 : 1 : 1 смешанный образец 36,44 % обрыва), 20–25 мм в образце при n  = 1,0 (34,75 % обрыва) и 25–30 мм в образце при n  = 1,3 (32,44 % обрыва). Видно, что размер частиц с наибольшей поломкой варьировался в зависимости от градации образца. К частицам с относительно низким уровнем разрушения относились: частицы размером 25–30  мм в образце при n  = 0,7 (обрыв 2,71%), частицы 10–15 мм и 15–20 мм в пробе смешанного размера частиц 1 : 1 : 1 : 1 (около 10%), а частицы 15–20 мм в пробах при n  = 0,7 и n  = 0,9 (около 10%).

Максимальное изменение массы в выборке при n  = 0,7 и наименьшее в выборке при n  = 1,3. То есть разрушение частиц из-за уплотнения оказало наименьшее влияние на скелетную деформацию и структурную стабильность образца при н  = 1,3.

3.2. Характеристики разрушения частиц

Как указывалось выше, характеристики разрушения частиц определяют, как изменяется масса частиц разного размера после уплотнения [14, 15]. Характеристики разрушения зависят от таких факторов, как расположение частиц после загрузки, градация, скорость загрузки и режим загрузки .

После загрузки образца в прессующее устройство частицы располагались беспорядочно с относительно слабым контактом, в основном в виде контакта точка-точка и точка-поверхность [16]. Каркас такого образца, состоящий из крупных частиц, был относительно рыхлым, а внутренние поры относительно большими. При увеличении осевого напряжения поры в образце сжимались или заполнялись мелкими частицами. Некоторые крупные частицы были раздроблены на вторичные более мелкие частицы, и разрушение частиц стало очевидным. При этом изменилось распределение частиц по размерам, что привело к относительному смещению и перераспределению частиц. Контакт между частицами постепенно менялся на устойчивый контакт поверхность-поверхность и метастабильный контакт. Следовательно, характеристики разрушения частиц и изменение распределения частиц по размерам сильно повлияли на структурную стабильность образцов.

Характеристики разрушения также зависят от градации. На рис. 7 показано дробление конкретного образца, при котором многие частицы разбиваются на вторичные и более мелкие частицы. Наблюдаемый разрыв частиц можно разделить на четыре категории [17]. Первым был полный разрыв с несколькими участками разрушения (A на рисунке 7), где исходная частица была разбита на несколько частей более мелких частиц. Следующим был также полный разрыв, но только с одним большим участком (B на рис. 7), как правило, вдоль короткой оси частицы, и образовались только две вторичные частицы. Третьим было локальное повреждение из-за экструзии, в результате которой отслоились края и углы с образованием одной крупной частицы и одной или нескольких относительно более мелких частиц (C на рис. 7), для которых сечение было относительно небольшим и обычно располагалось у острого угла частиц. Последнее произошло в результате поверхностного шлифования из-за трения точки о поверхность или контакта поверхности с поверхностью между частицами (D на рисунке 7), и в этом случае размер и форма исходной частицы остались в основном неизменными, но многие очень мелкие частицы производились одновременно.

Вышеуказанные четыре типа разрушения в разной степени влияли на изменение гранулометрического состава. Для типа А размер полученных разрушенных частиц был лишь примерно на 1/3 даже меньше размера исходной частицы. Для типа B разрушенные частицы составляли примерно половину исходной частицы. Для типа С были получены мелкие частицы размером <5 мм, а размер крупных частиц был немного уменьшен из-за отслаивания краев и углов. Для типа D размер крупной частицы почти не изменился, и образовались фрагменты размером <2 мм.

4. Обсуждение

4.1. Количественная оценка разрушения частиц

Для количественной оценки степени разрушения частиц необходимы определенные индикаторы. Лю и др. [18], Wei и соавт. [19], Эйнав [20], Хардин [21], Ладе и др. [22], Marsal [23] и другие ученые предложили множество количественных показателей разрушения частиц. Из-за сложности измерения градации во время эксперимента после завершения уплотнения проверялось только разрушение частиц, а такие факторы, как процесс уплотнения и ограничивающее давление, в этой работе не учитывались. Поэтому разрушение частиц описывалось по предложению Марсала [23] следующим образом: где — разность между содержанием частиц разного размера до и после испытания и — степень разрушения частиц, представляющая собой сумму приращений частиц с возрастающим содержанием и выражается в процентах.

4.2. Влияние скорости нагружения на разрушение частиц

При изменении скорости нагружения свойства материала изменяются по-разному, а также изменяется степень разрушения частиц. В табл. 3 показано изменение содержания частиц при разных скоростях нагружения для образцов разной градации, а также соответствующая степень разрушения частиц. Видно, что скорость нагружения влияет на разрушение частиц после уплотнения, и эти эффекты связаны с градацией.

На рис. 8 показана взаимосвязь между скоростью нагружения и разрушением частиц образцов различной градации. Из рисунка видно, что для образцов 1 : 1 : 1 : 1 и n  = 0,7 разрушение частиц сначала уменьшалось, а затем увеличивалось с ростом скорости нагружения. Напротив, образцы n  = 1,1 и n  = 1,3 демонстрируют обратную тенденцию: , т.е. , разрушение частиц сначала увеличивалось, а затем уменьшалось с увеличением скорости нагружения. Для образца n  = 0,9, с увеличением скорости нагружения разрушение частиц сначала уменьшается, затем увеличивается, а затем снова уменьшается.

В таблице 4 показана взаимосвязь между разрушением частиц и скоростью загрузки для образцов с различными градациями. Разрушение частиц может быть выражено в виде кубической параболы скорости нагружения, коэффициенты которой связаны с градацией образца.

4.3. Влияние режима нагружения на разрушение частиц

Режим загрузки также влияет на разрушение частиц при уплотнении. В таблице 5 показано изменение содержания частиц разного размера и соответствующее разрушение частиц после того, как образцы были уплотнены на 40 мм при двух режимах нагружения: , т.е. , непосредственном нагружении и ступенчатом нагружении. При ступенчатом нагружении образец сначала уплотнялся на 10 мм, а высота образца рассчитывалась как h20. Затем образец разгружали, повторно нагружали до h20, дополнительно уплотняли на 10  мм и рассчитывали высоту образца как h30. Затем образец разгрузили, повторно нагрузили до h30 и дополнительно уплотнили на 10  мм, а высота образца была рассчитана как h40. Наконец, образец был разгружен, повторно нагружен до h40, затем дополнительно уплотнен на 10 мм, и высота образца была рассчитана как h50 до того, как он был разгружен.

На рис. 9 показано сравнение разрушения частиц в режиме загрузки. Из табл. 5 и рис. 9 видно, что разрушение частиц было сильнее при ступенчатом нагружении, а разрушение частиц образцов различных градаций увеличивалось. В частности, для образца 1 : 1 : 1 : 1 разрушение частиц увеличилось на 16,97 %, что на 84,77 % выше, чем в случае прямого нагружения, на 17,87 % для образца n  = 0,7, что на 61,32 % выше, чем при прямом нагружении. в случае прямого заряжания 18,40% для n  = 0,9, что на 79,00 % выше, чем при прямом нагружении, 19,56 % для образца n  = 1,1, что на 66,62 % выше, чем при прямом нагружении, и 19,14 % для n  = 1,3 образца, что на 75,65 % выше, чем в случае прямого нагружения. Кроме того, также можно было видеть, что образцы непрерывной сортировки имели меньшее увеличение дробления частиц, чем образцы прерывистой сортировки.

Несмотря на то, что метод загрузки и градация влияют на разрушение образцов частицами, это видно из Рисунка 9.что два влияющих фактора не мешают друг другу. Поэтому при сооружении и уплотнении подсыпного слоя инженерно-технические специалисты склонны уделять больше внимания степени уплотнения, чем режиму нагружения.

5. Выводы

Проседание городского дорожного покрытия становится частым ДТП, и обратная засыпка является основным средством устранения. Щебень является широко используемым заполнителем для материала обратной засыпки в машиностроении, и необходимо хорошо понимать его поведение при уплотнении под нагрузкой. В данной работе была проведена серия испытаний на уплотнение одной и той же партии образцов щебня одинаковой градации. Были проанализированы изменения содержания частиц разного размера, обсуждены характеристики разрушения частиц в процессе уплотнения, а также исследована разница в разрушении частиц, вызванная скоростью и режимом нагружения. Таким образом, это исследование обеспечивает экспериментальную основу и справочную информацию для выбора и использования заполнителя для обратной засыпки в городских районах оседания. Основные выводы следующие: (1) Для всех образцов содержание частиц, раздробленных при уплотнении, всегда было менее 40%. Частицы с наиболее сильным разрушением варьировались в зависимости от градации образца. Изменение массы после уплотнения было наибольшим для образца при n  = 0,7 и наименьшее для выборки при n  = 1,3. Таким образом, структурная стабильность из-за разрушения частиц в результате уплотнения была наименее нарушена для образца, когда n  = 1,3, для которого скелетная деформация была наименьшей.(2) Разрушение частиц можно разделить на четыре категории: полное дробление, полный разрыв. локальная фрагментация и поверхностное шлифование. Они в разной степени влияли на распределение частиц по размерам после уплотнения. (3) Разрушение частиц можно выразить в виде кубической параболы скорости нагружения, коэффициенты которой связаны с градацией образца. Для 1 : 1 : 1 : 1 и n  = 0,7 образцов разрушение частиц сначала уменьшалось, а затем увеличивалось с увеличением скорости нагружения. Для образцов при n  = 1,1 и n  = 1,3 разрушение частиц сначала увеличивалось, а затем уменьшалось с ростом скорости нагружения. Для образца, когда n  = 0,9, по мере увеличения скорости нагружения разрушение частиц сначала уменьшалось, затем увеличивалось и, в конечном счете, снова уменьшалось. разрушение частиц из-за режима загрузки было более очевидным для образцов с непрерывной сортировкой, чем для образцов с прерывистой сортировкой.

Доступность данных

Данные, использованные для поддержки результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук (51808481) и Фондом естественных наук китайской провинции Цзянсу (BK20170477).

Ссылки

1. C. Zhang, D. Zhang, M. Wang и S. Liu, «Механизм катастроф и технология контроля обрушения грунта, вызванного прокладкой городских туннелей», в Proceedings of the 2nd National Conference on Engineering Safety and Protection , pp. 51–57, Пекин, Китай, август 2010 г. Ван, К. Ли и С. Лю, «Механизм катастроф и технология контроля обрушения грунта, вызванного прокладкой городских туннелей», Rock and Soil Mechanics , vol. 31, нет. S1, стр. 303–309, 2010.

   Посмотреть по адресу:

   Google Scholar

2. С. Ван, Анализ и исследование механизмов оседания дороги, вызванного утечкой из городского подземного трубопровода , Университет Чжэнчжоу, Чжэнчжоу, Китай, 2017 г.

3. Чжан С., Чжан Д. и Ван М. путем строительства неглубоких туннелей и методов управления ими», Китайский журнал горной механики и инженерии , том. 26, нет. S2, стр. 3601–3608, 2007.

   Просмотр по адресу:

   Google Scholar

4. Д. Лиан, «О земле и причинах обрушения воздействия на окружающую среду», Журнал Хунаньского университета (естественные науки) , том. 35, нет. 11, стр. 88–91, 2008 г.

   Просмотр по адресу:

   Google Scholar

5. П. Юань, Исследование механизма обрушения грунтового основания городских дорог в результате водной эрозии , Китайский горно-технологический университет, Сюйчжоу, Китай, 2014 г.

6. Ю. Ван, Р. Се, Л. Рен и Дж. Чжан, «Анализ механизма, вызывающего стихийные бедствия, и контроль просачивания при обрушении грунта в городах», Журнал Университета Хэфэй (естественные науки) , том. 25, нет. 1, pp. 59–62, 2015.

   Просмотр по адресу:

   Google Scholar

7. X. Xu, W. Zhou, Z. Han, S. Qin, and J. Li, «Исследование свойств уплотнения смесь почвы и заполнителя», Rock and Soil Mechanics , vol. 31, нет. S2, стр. 115–148, 2010.

   Посмотреть по адресу:

   Google Scholar

8. J. Zha, Исследование фундаментальных проблем контроля оседания горных работ в отвалах , Китайский горно-технологический университет, Сюйчжоу , Китай, 2008.

9. З. Лю, Свойства пустой породы и ее применение при закладке угольных месторождений , Китайский горно-технологический университет, Сюйчжоу, Китай, 2014 г.

10. М. Р. Куп, «Механика несцементированных карбонатных песков, Геотехника , том. 40, нет. 4, стр. 607–626, 1990.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

11. ASTM International, ASTM C39/C39M-15a, Стандартный метод испытаний на прочность на сжатие цилиндрических образцов бетона , Западный Коншохокен, Пенсильвания, США, 2015 г., 10.1520/C0039_C0039M-15A.

12. А. Н. Талбот и Ф. Э. Ричарт, «Прочность бетона и ее отношение к цементу, заполнителю и воде», Бюллетень , Инженерная экспериментальная станция Университета Иллинойса, , том. 11, нет. 7, pp. 1–118, 1923.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

13. Х. Конг, Л. Ван и Х. Чжан, «Фрактальное поведение и повторное разрушение насыщенного зернистого материала породы при уплотнение», Arabian Journal of Geosciences , vol. 14, 2020.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

14. Х. Конг, Л. Ван и Х. Чжан, «Изменение распределения размера зерен в гранулированном материале породы в процессе фильтрации с учетом механических гидрологических эффект химического сочетания: экспериментальное исследование», Royal Society Open Science , vol. 7, нет. 1, ID статьи 190590, 2020.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

15. Ю. Гао, Б. Чжан, В. Лю и Ю. Ай, «Экспериментальное исследование поведения каменной наброски при разрушении частиц в крупномасштабных трехосных испытаниях», Rock and Soil Mechanics , vol. 30, нет. 5, pp. 1237–1246, 2009.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

16. X. Lei, Z. Yang, X. Zhang, Y. Tu, S. Liu, and Y. Hu, «Shear свойства и характеристики разрушения каменных блоков почвенно-каменных смесей», Rock and Soil Mechanics , vol. 39, нет. 3, стр. 899–916, 2018.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

17. Х. Лю, Х. Цинь, Ю. Гао и Ю. Чжоу, «Экспериментальное исследование разрушения частиц каменной наброски и крупных заполнителей», Rock и механика грунтов , том. 26, нет. 4, pp. 562–566, 2005.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

18. С. Вей, Дж. Чжу, К. Цянь и Ф. Ли, «Разрушение частиц крупнозернистых материалов в трехосном тесты», Китайский журнал геотехнической инженерии , том. 31, нет. 4, стр. 533–538, 2009.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

19. И. Эйнав, «Механика разрушения, часть I: теория», Journal of the Mechanics and Physics of Solids , vol. 55, нет. 6, стр. 1274–1297, 2007.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

20. Б. О. Хардин, «Дробление частиц почвы», Journal of Geotechnical Engineering , vol. 111, нет. 10, стр. 1177–1192, 1985.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

21. П. В. Ладе, Дж. А. Ямамуро и П. А. Бопп, «Значение дробления частиц в гранулированных материалах», Journal of Geotechnical Engineering , vol. 122, нет. 4, стр. 309–316, 1996.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

22. Р. Дж. Марсал, «Крупномасштабные испытания материалов каменной наброски», Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division , vol. 93, нет. 2, стр. 27–43, 1967.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

Copyright

Copyright © 2020 Zhongbing Cai et al. Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

«Самоуплотняющиеся» грунты | Подземное строительство

Подобно городскому мифу, слова «самоуплотняющийся» грунт, к сожалению, приобрели ауру приемлемости. Чистый гравий и щебень иногда называют «самоуплотняющимися», что означает, что если их засыпать рядом с трубой, материал будет иметь высокую плотность. Владельцы, инженеры, подрядчики и инспекторы, как известно, используют это выражение. Некоторые даже утверждают, что засыпка гравием и щебнем приведет к 95-процентное уплотнение означает, что плотность отсыпанного грунта составляет 95 процентов от максимальной плотности для этого грунта. На самом деле плотность сброса составляет всего около 80 процентов от максимальной плотности. Опора для заглубленной трубы зависит от жесткости грунта заложения. Жесткость отсыпанного грунта обычно составляет менее половины жесткости уплотненного грунта.

Заявление о «самоуплотнении» можно проверить. Плотность на месте можно измерить и сравнить с максимальной лабораторной плотностью. Существует два теста для определения максимальной плотности чистого гравия и щебня:

ASTM D 4253 Методы испытаний на максимальную индексную плотность и удельный вес грунтов с использованием вибростола; и (предпочтительно) ASTM D 7382 Метод испытания плотности сыпучих грунтов в сухом состоянии с использованием вибромолота.

Плотность отсыпки будет составлять около 80 процентов от максимальной плотности, поскольку обычно плотность будет близка к минимальной плотности грунта. Сбросную плотность можно даже сравнить с лабораторной минимальной плотностью. Да, существует тест для измерения минимальной плотности: ASTM D 4254 Методы испытаний для определения минимальной индексной плотности почв и расчета относительной плотности.

Плотность засыпки на месте будет близка к минимальному лабораторному значению плотности, так как в обоих случаях грунт уложен рыхло. В нескольких источниках собраны данные о лабораторной минимальной плотности почвы и лабораторной максимальной плотности той же почвы. Данные показывают, что минимальная плотность обычно составляет от 75 до 85 процентов от максимальной плотности, при этом 80 процентов являются репрезентативным средним значением. Эти исследования обсуждаются в Техническом примечании «Самоуплотняющиеся грунты». на странице загрузки на сайте Pipeline- Installation.com . При прокладке трубопровода отсыпка гравия вокруг трубы, скорее всего, составляет от 80 до 85 процентов от максимальной плотности.

Обратите внимание, что для определения максимальной плотности используются лабораторные вибрационные испытания. Как указано в их стандартах ASTM, стандартные и модифицированные тесты Проктора неприменимы для гравия и щебня.

Во всех руководствах/стандартах/документах по монтажу труб, опубликованных AWWA, ASTM и ASCE, нет упоминания о засыпке грунта для получения высокой плотности. Нет такого упоминания ни в одном из руководств по установке труб, опубликованных торговыми ассоциациями труб. Автор не нашел каких-либо опубликованных технических данных, демонстрирующих, что гравий уплотняется при отсыпке. Тем не менее, на форумах в Интернете есть многочисленные заявления некоторых о том, что гравий является «самоуплотняющимся», но участники инженеров-геотехников обычно с этим не согласны.

Величина опоры грунта для заглубленной трубы напрямую зависит от жесткости грунта. Увеличение плотности гравия с 85 процентов от их максимальной плотности до 95 процентов может легко удвоить жесткость.

Жесткость

Недавние крупномасштабные испытания на сжатие щебня и гравия показали, что жесткость (например, модуль деформации, ограниченный модуль) может легко удвоиться, когда плотность увеличивается с 85 до 95 процентов уплотнения (Gemperline and Gemperline 2011) . Эта повышенная жесткость грунта уменьшает осадку под нагруженной конструкцией, уменьшает прогиб заглубленной гибкой трубы и увеличивает опору втычной заделки для жесткой трубы.

Другие опубликованные сравнения жесткости (или прочности) показывают увеличение до 600%, когда несвязные грунты, такие как гравий, уплотняются до высокой плотности (Howard 2006). В проектных данных № 9 Американской ассоциации производителей бетонных труб (ACPA) коэффициент залегания бетонной трубы увеличивается более чем в два раза, когда плотность гравия переходит от неуплотненного до 95-процентного уплотнения. По сути, это удваивает допустимую высоту обратной засыпки над трубой (ACPA 2013).

Установка

Конструкция прокладки подземной трубы часто основывается на достижении высокого уровня поддержки грунта. Эта поддержка зависит от правильного уплотнения грунта. Неправильные представления об уплотнении почвы могут помешать получению необходимой опоры для труб. Новый подземный трубопровод – это инвестиция в наше будущее. Это будущее должно быть защищено правильной установкой.

ПРИМЕЧАНИЯ: Полив несвязных грунтов (плювиация) при лабораторных испытаниях иногда используется для создания высокой плотности в исследовательских проектах. Однако засыпать гравий в траншею — это не то же самое, что в лаборатории. В лаборатории отдельные частицы почвы падают вертикально без помех на другие частицы, лежащие на поверхности, и в результате удара происходит уплотнение. В поле такого нет. Частицы, которые сбрасываются на место, движутся, скользят и сталкиваются, уменьшая уплотнение. Высыпанный гравий обычно воздействует на трубу и стенки траншеи в дополнение к ударам частиц друг о друга. Следовательно, результирующая плотность существенно снижается.

Самоуплотняющийся бетон (SCC) иногда называют самоуплотняющимся бетоном. Self conso Лидирующий бетон – приемлемый и действительный термин для использования суперпластификаторов и стабилизаторов в бетонной смеси для значительного увеличения текучести. SCC не требует вибрации. Он заполняет опалубку за счет собственного веса без расслоения крупного заполнителя или пустот вокруг арматуры.

Подтверждений:

1. ASTM D 4253 Методы определения максимальной индексной плотности и удельного веса грунтов с использованием вибростола
2. ASTM D 4254 Методы испытаний минимальной индексной плотности грунтов и расчет относительной плотности
3. ASTM D 7382 Метод определения плотности зернистых грунтов в сухом состоянии с использованием вибромолота
4. ACPA (2013) Стандартные факторы установки и подстилающего слоя для непрямого метода расчета, проектные данные № 9, Американская ассоциация производителей бетонных труб
5. Гемперлайн, MC и Э. Гемперлайн (2011) Крупномасштабная процедура проверки модуля с ограничениями, ASCE Conference Pipelines 2011, Сиэтл, Вашингтон,

.