Proč je potřeba koeficient relativního zhutnění?

Proč je koeficient zhutnění písku potřebný a jakou důležitost tento ukazatel hraje ve stavebnictví, je pravděpodobně známo každému stavebníkovi a těm, kteří se s tímto nekovovým materiálem přímo zabývají. Fyzický parametr má zvláštní význam, který je vyjádřen hodnotou nákupu. Parametr výpočtu je nezbytný, aby bylo možné přímo na místě porovnat skutečnou hustotu materiálu na určité ploše staveniště s požadovanými hodnotami, které jsou předepsány v předpisech. Koeficient zhutnění písku podle GOST 7394 85 je tedy nejdůležitějším parametrem, na jehož základě se posuzuje požadovaná kvalita přípravy pro práce na staveništích s použitím sypkých nekovových látek.

Hutnění písku během stavby

Základní pojmy součinitele zhutnění

Podle obecně uznávaných formulací je koeficient zhutnění písku hodnota hustoty, která je charakteristická pro konkrétní typ půdy v určité oblasti místa, na stejnou hodnotu materiálu, který přenáší standardní režimy zhutňování v laboratorních podmínkách. V konečném důsledku se právě tento údaj používá k posouzení kvality finálního stavebního díla. Kromě výše uvedených technických předpisů se pro stanovení koeficientu zhutnění písku během zhutňování používají GOST 8736-93 a také GOST 25100-95.

Zároveň je třeba si uvědomit, že v pracovním procesu a výrobě může mít každý typ materiálu svou vlastní jedinečnou hustotu, která ovlivňuje hlavní technické ukazatele, a koeficient zhutnění písku podle tabulky SNIP je uveden v příslušném technologický předpis SNIP 2.05.02-85 v části tabulky č. 22. Tento ukazatel je při výpočtu nejdůležitější a hlavní projektová dokumentace uvádí tyto hodnoty, které se v rozsahu projektových výpočtů pohybují od 0,95 do 0,98.

Jak se změní parametr hustoty písku?

Bez představy o tom, jaký je požadovaný koeficient zhutnění písku, bude během stavebního procesu obtížné vypočítat potřebné množství materiálu pro konkrétní technologický pracovní postup. V každém případě budete muset zjistit, jak různé manipulace s nekovovou látkou ovlivnily stav materiálu. Nejobtížnějším výpočtovým parametrem, jak stavitelé přiznávají, je koeficient zhutnění písku při stavbě silnice SNIP. Bez jasných dat nelze při stavbě silnic odvádět kvalitní práci. Hlavní faktory, které ovlivňují konečný výsledek odečtů materiálu, jsou:

• Způsob přepravy látky, počínaje výchozím bodem;
• Délka pískové cesty;
• Mechanické vlastnosti ovlivňující kvalitu písku;
• Přítomnost prvků a inkluzí třetích stran v materiálu;
• Vnikání vody, sněhu a jiných srážek.

Při objednávání písku je tedy nutné v laboratoři důkladně zkontrolovat koeficient zhutnění písku.

Vlastnosti výpočtu zásypu

Pro výpočet údajů se bere takzvaná „kostra půdy“, která je podmíněnou součástí struktury látky za určitých parametrů sypkosti a vlhkosti. V procesu výpočtu se bere v úvahu podmíněná objemová hmotnost uvažovaného „kostra půdy“ a výpočet poměru objemové hmotnosti pevných prvků, kde by byla přítomna voda, která by zabírala celý objem hmoty obsazený půda, bere se v úvahu.

Pro stanovení součinitele zhutnění písku při zásypu bude nutné provést laboratorní práce. V tomto případě půjde o vlhkost, která zase dosáhne požadovaného indikačního kritéria pro podmínku optimální vlhkosti materiálu, při které bude dosaženo maximální hustoty nekovové látky. Při zásypu (např. po vykopání jámy) je nutné použít pěchovací zařízení, která pod určitým tlakem umožňují dosáhnout požadované hustoty písku.

Jaké údaje se berou v úvahu v procesu výpočtu kupní ceny?

Jakákoli projektová dokumentace pro stavební projekt nebo stavbu silnice uvádí koeficient relativního zhutnění písku, který je nezbytný pro vysoce kvalitní práci. Jak je vidět, technologický řetězec dodávek nekovového materiálu – z lomu přímo na stavbu – se mění jedním nebo druhým směrem v závislosti na přírodních podmínkách, způsobu dopravy, skladování materiálu atd. stavitelé vědí, že pro stanovení potřebného množství písku pro konkrétní zakázku bude potřeba požadovaný objem vynásobit hodnotou nákupu uvedenou v projektové dokumentaci. Odstranění materiálu z lomu vede k tomu, že materiál má kypřící vlastnosti a přirozený pokles hmotnosti. Tento důležitý faktor bude třeba vzít v úvahu například při přepravě látky na velké vzdálenosti.

V laboratorních podmínkách se provádí matematický a fyzikální výpočet, který nakonec ukáže požadovaný koeficient zhutnění písku během přepravy, včetně:

• Stanovení síly částic, spékání materiálu a také zrnitosti – používá se fyzikálně-mechanická výpočetní metoda;
• Pomocí laboratorního stanovení je stanoven parametr relativní vlhkosti a maximální hustoty nekovového materiálu;
• Za přirozených podmínek je objemová hmotnost látky stanovena experimentálně;
• Pro přepravní podmínky se používá další metoda pro výpočet koeficientu hustoty látky;
• Berou se v úvahu klimatické a povětrnostní charakteristiky a také vliv negativních a pozitivních teplotních parametrů prostředí.

“V každé projektové dokumentaci pro stavební a silniční práce jsou tyto parametry povinné pro vedení záznamů a rozhodování o použití písku ve výrobním cyklu.”

Parametry hutnění při výrobních pracích

V jakékoli pracovní dokumentaci se setkáte se skutečností, že koeficient látky bude uveden v závislosti na povaze práce, takže níže jsou výpočtové koeficienty pro některé typy výrobních prací:

• Pro zasypání jámy – 0,95 Kupl;
• K vyplnění sinusového režimu – 0,98 Cupl;
• Pro zasypání výkopových otvorů – 0,98 Kupl;
• Za restaurátorské práce všude na vybavení podzemních inženýrských sítí v blízkosti vozovky – 0,98 Koupit – 1,0 Koupit.

Na základě výše uvedených parametrů můžeme usoudit, že proces pěchování v každém konkrétním případě bude mít individuální charakteristiky a parametry a bude se jednat o různé techniky a pěchovací zařízení.

“Před prováděním stavebních a silničních prací je nutné podrobně prostudovat dokumentaci, která nutně udává hustotu písku pro výrobní cyklus.”

Porušení požadavků kupujícího povede k tomu, že veškerá práce bude považována za nekvalitní a nebude v souladu s GOST a SNiP. V každém případě budou orgány dozoru schopny identifikovat příčinu závady a nekvalitní práce, kdy na konkrétním úseku výrobních prací nebyly splněny požadavky na hutnění písku.

Koeficient relativního zhutnění zeminy je bezrozměrná hodnota, která je ukazatelem poměru hustoty suchých částic zeminy v násypu stanovené regulačními požadavky na stavbu umělého nebo přírodního základu k její objemové hmotnosti, která je nominálně zohledněna v výpočet objemu daného násypu. Níže podrobně popisujeme metody pro zjištění tohoto ukazatele, které jsou nezbytné pro provedení dalších inženýrských výpočtů při navrhování projektu investiční výstavby.

Jak se určuje koeficient zhutnění půdy?

Stanovení koeficientu zhutnění půdy je poměrně jednoduchý postup, který zahrnuje dosazení známých parametrů do následujícího vzorce za účelem následného výpočtu požadované hodnoty:

r_n – v praktických výpočtech je akceptována hustota půdního skeletu v násypu, poměr hmotnosti látky s přihlédnutím ke všem pórům, vodě v nich a dalším nečistotám k objemu, který zabírá nebo vytlačuje.

r_{n, max} – to je hustota půdních částic mínus pórovitost a vlhkost v těchto pórech k jmenovitému objemu, který zabírá tento materiál, převzatá z teoretických výpočtů, stanovených během laboratorních zkoušek, empirickou metodou.

K_у – požadovaná hodnota nezbytná pro stanovení koeficientu zhutnění půdy.

Proč je nutné stanovit koeficient zhutnění půdy?

Stanovení koeficientu zhutnění půdy je nutné při navrhování projektu investiční výstavby k dosažení následujících cílů:

• Povinná příprava měřické dokumentace, zprávy o inženýrsko-geologických průzkumech, které jsou jednou z předprojektových etap a jsou součástí IRD.
• Zdůvodnění možnosti výstavby projektu investiční výstavby na uvažovaném místě s přihlédnutím k jeho prostorovému plánování a konstrukčním prvkům.
• Rozhodnutí o zajištění požadované únosnosti základu nebo o nutnosti jeho výměny.
• Pomoc při přípravě správné projektové dokumentace v souladu s požadavky předpisů.
• Stanovení skutečného předpokládaného sedání podkladu pod tlakem projektovaného objektu.
• Koeficient zhutnění zeminy umožňuje určit rozdíl v sedání, pokud pod základem navrhované konstrukce leží zeminy s různými fyzikálními a mechanickými vlastnostmi, stejně jako sklon budovy, který ovlivňuje vlastnosti konstrukčního schématu, výztuže a predikce trhlin, případně koncentrace napětí v jednotlivých uzlech nosného rámu.

Funkce procesu

Stanovení maximální hustoty půdy a koeficientu zhutnění se vyznačuje následujícími vlastnostmi:

• Každý kopec hmotných částic má póry, které jsou vyplněny vzduchem nebo vodou.
• Při výkopu jámy je narušena struktura půdy, zvyšuje se pórovitost, což přispívá ke zvýšení volnosti základu.
• Koeficient relativního zhutnění zeminy nám umožňuje určit, jaký stupeň zhutnění je potřeba k dosažení požadované únosnosti základu a tento ukazatel je klíčový při návrhu základů pro stavbu.
• Tento parametr ovlivňuje strukturu, tloušťku, počet vrstev a stupeň zhutnění půdního, pískového a štěrkového polštáře pod navrženou konstrukcí.

Metody výzkumu

V praxi se pro stanovení koeficientu zhutnění půdy používají tyto 3 základní metody:

• Vážení je složitý laboratorní postup, který vyžaduje specializované vybavení a dovednosti laboratorního asistenta, a proto se používá jen zřídka.
• Metoda řezného kroužku.
• Výzkumná metoda se statickým penetrometrem.

Poslední dvě metody pro výpočet koeficientu zhutnění základny jsou podrobně popsány níže.

Metoda řezného kroužku

• Vezměte ocelový prstenec ve tvaru válce, u kterého je znám průměr a výška tvořící přímky.
• Kroužek je pod tlakem ponořen do země.
• Vzhledem k tomu, že geometrické parametry prstence jsou známé, je objem sypkého materiálu uvnitř prstence zjištěn automaticky.
• Z prstence se odstraní množství materiálu odříznutého z celkového objemu.
• Vzorek se zváží na laboratorních vahách, aby se získala jeho přesná hmotnost mínus hmotnost ocelového válce.
• Výsledná hmota se vydělí objemem vzorku uvnitř válce, čímž získáme číselnou hodnotu jeho hustoty.
• Vypočtená hustota se vydělí objemovou hmotností podle tabelovaných hodnot z regulační dokumentace pro daný typ výkopu zeminy.

Příklad kontroly zhutnění půdy ve vzorku:

• r_{n, max} = 2050 kg/m3.
• Průměr válce d = 80 mm = 0,08 m, poloměr r = 40 mm = 0.04 m.
• Výška tvořící čáry válce je h = 40 mm = 0,04 m.
• Hmotnost vzorku po zvážení je m = 400 g = 0.40 kg.
• K_у = r_n / r_{n, max}.
• Objem válce, V = pr 2 h = 3.14 x 0.04 2 x 0.04 = 3.14 x 0.0016 x 0.04 = 0.002 m3.
• r_n = m/V = 0.4 x 0.0002 = 2000 kg/m3.
• K_у = r_n / r_n,max = 2000/2050 = 0.976.

Relativní koeficient zhutnění vzorku je 0.976.

Výzkumná metoda se statickým penetrometrem (například PSG-MG4)

Laboratorní přístroj má ovládací tlačítka, která obsahují 5 různých tlačítek. Každá z kláves má specifickou funkci – odpojení nebo zapnutí zařízení, přepínání režimů. Toto zařízení pro stanovení základního koeficientu zhutnění podporuje 3 režimy výpočtu:

1. Režim K:

• Výpočet koeficientu zhutnění vzorku, K_у.
• Zjištění modulu pružnosti, E.
• Zjištění úhlu vnitřního tření, f.
• Zjištění specifické adheze základních částic, str.
• Stanovení relativní vlhkosti podkladu.

1. Režim E – zjištění modulu pružnosti sypkého materiálu, E.
2. Režim P_m – speciální režim, který umožňuje vypočítat specifickou odolnost materiálu vůči denitraci.

Zařízení je upevněno v bodě, pro který je nutné určit požadovanou hodnotu maximální hustoty a relativního součinitele zhutnění. Potřebné parametry se vypočítají automaticky, poté má uživatel možnost zkopírovat výsledek do paměti PC nebo uložit na interní paměťovou kartu zařízení.

Pracovní výsledky

Vypočtená hodnota součinitele zhutnění zeminového základu tvoří podklad pro zprávu o geotechnickém průzkumu. Tento indikátor je porovnán s regulačními požadavky, načež technik učiní závěr o potřebě zhutnění základny nebo její úplné nebo částečné výměny.

Náklady na práce

Náklady na práci na výpočtu výše uvedených konstrukčních parametrů se pohybují od 150 do 550 rublů. pro každou požadovanou hodnotu se stanoví individuálně po analýze projektových dat nebo zprávy o inženýrsko-geologických průzkumech a prohlídce na místě. Konečná cena díla je vyčíslena v odhadu, který zdarma zpracují zástupci naší společnosti.

Jaký by měl být koeficient zhutnění půdy?

Teoreticky se koeficient zhutnění zeminy pohybuje od 0 do 1. Podle SP 45.13330.2012 však pro zajištění bezpečného provozu projektované nebo rozestavěné investiční výstavby nesmí být tento parametr menší než 0,95.

Často kladené otázky

Níže jsou uvedeny odpovědi na nejčastější dotazy zákazníků, kteří se hlásí do naší společnosti.

Jak se měří koeficient zhutnění?

Tato hodnota je bezrozměrná, protože podle vzorce je indikátor hustoty dělen hodnotou hustoty, a proto jsou jednotky měření sníženy.

Je nutné pro stanovení koeficientu ověřit laboratorní vybavení?

Ano, testování laboratorního vybavení je nutné provádět alespoň jednou za 1 měsíců a získat příslušný certifikát pro výpočet přesných výsledků.

Jak se vyhotovuje protokol o provedených laboratorních testech pro stanovení koeficientu?

Tato hodnota je mezilehlá, pomocná, zaznamenává se do tabulky, dosazuje do vzorců pro další výpočty a porovnává se standardními ukazateli, na základě kterých je učiněn konečný závěr o vhodnosti násypu pro stavbu a umístění navrženého stavět na tom.