Понятие коэффициента разрыхления грунта при разработке котлована и правила его расчета

Свойства, влияющие на сложность работ по копке ямы

Сложность проведения работ по разработке котлована зависит от определенных свойств грунта:

Влажность – пропорции масс воды, содержащейся в почве, и твердых включений. Выводится в процентном соотношении: меньше 5% — грунт сухой, свыше 30% — влажный, 5-30% — нормальный. Чем мокрее земля, тем труднее ее вынимать. Исключением из правил будет глина – ее проблематичней извлекать в сухом виде.
Разрыхляемость – свойство грунта увеличиваться в объеме в процессе выемки и разработки.
Плотность – масса одного кубометра в обычном состоянии. Наиболее плотный и тяжелый грунт – это скальный, легкий – песчаники и супеси.
Сцепление – степень противодействия сдвигу. Супесчаный и песчаный грунт имеет показатель от 3 до 50 кПа, суглинки – от 5 до 200 кПа. Отсюда следует, что первый вид легче поддается разработке.

Что обозначает понятие коэффициент разрыхления?

С коэффициентом разрыхления грунта приходится иметь дело не только проектировщикам, но и строителям в ходе работы. Данную характеристику используют для сравнения действительной плотности почвы на стройплощадке с номинальной.

Разумеется, для учета надежнее было бы применить взвешивание материала, но это часто невозможно осуществить по ряду причин. Тогда приходится прибегать к объемному учету, где не требуется специальное оборудование.

Поскольку объемы земли до и после извлечения различаются, то расчеты с участием коэф. придется перевозить грунта.

Коэффициент первоначального разрыхления (Кp) – это значение, обозначающее увеличение количества почвосмеси в результате разработки и складирования в насыпях, по сравнению с ее изначальным состоянием в уплотненном виде.

Характеристики почв представлены в таблице:

Из таблицы видно, что коэффициент первоначального рыхления напрямую зависит от плотности. Так что, чем тяжелее грунт в естественном состоянии, тем больше он займет места после выборки. Данный показатель учитывается при вывозке извлеченной земли.

Также существует коэф. остаточного разрыхления (Кop) – показатель степени усадки грунта, уложенного в насыпь, под воздействием определенных факторов:

слеживания,
контакта с влагой,
утрамбовки механизмами.

Данное значение учитывают при определении количества необходимого материала, который требуется доставить на стройплощадку, а также при ссыпании для хранения и уничтожения земли.

Чтобы подсчитать стоимость земляных работ, необходимо сделать соответствующие подсчеты. Зная размер планируемого котлована, высчитывают объем грунта. Его перемножают на коэффициент первоначального рыхления.

Природная глина – ценный материал с полезными свойствами

Полученное значение и будет фактически подвергнуто разработке с помощью спецтехники и потом вывезено со строительного объекта. Полученную цифру и надо умножить на стоимость разработки, погрузки и транспортировки для 1 м3 грунта.

Коэффициенты разрыхления до и после разработки грунта различны. Они приведены в таблице в процентах:

Вопросы

Олег, 41 год (г. Саратов): Какие госты работают на эту тему?

Ответ: ГОСТ 25100-2011 и 25100-95 о классификации грунтов,12248 — об определении прочности и деформируемости, 17245-79 — об определении временного сопротивления при одноосном сжатии, 23161-2012 — об определении параметра просадочности, 28622-90 и 28622-2012 — об определении степени пучинистости и т.д.

Виталий, 26 лет (г. Сыктывкар): Ведется ли сейчас разработка участков с использованием взрывчатки?

Ответ: Да. Иногда неподходящему грунту требуется «демонтаж» взрывом или послойная резка скрепером с дальнейшей заменой на приемлемый. Со взрывом образуется конусообразное углубление, а земля частично выбрасывается из нее наверх.

Источник

Таблица разрыхления грунта.

Исходя из строительных норм и правил (СНИП), КРГ (первоначальный), показатель плотности в соответствии категории, приведены в таблице:

Категория	Наименование	Плотность, тонн / м3	Коэффициент разрыхления
І	Песок влажный, супесь, суглинок, разрыхленный	1,4–1,7	1,1–1,25
І	Песок рыхлый, сухой	1,2–1,6	1,05–1,15
ІІ	Суглинок, средний -мелкий гравий, легкая глина	1,5–1,8	1,2–1,27
ІІІ	Глина, плотный суглинок	1,6–1,9	1,2–1,35
ІV	Тяжелая глина, сланцы, суглинок со щебнем, гравием, легкий скальный грунт	1,9–2,0	1,35–1,5

Существуют также вычисления коэффициента остаточного разрыхления грунта, результат определяет, насколько почва поддается осадке при слеживании, при контакте с водой или утрамбовке. В строительстве эти расчеты имеют огромное значение для определения количества необходимого материала, а также их учитывают при складировании, утилизации земли.

Вся необходимая информация представлена далее в статье:

Наименование	Первоначальное увеличение объема после разработки, %	Остаточное разрыхление, %
Глина ломовая	28–32	6–9
Гравийно-галечные	16–20	5–8
Растительный	20–25	3–4
Лесс мягкий	18–24	3–6
Лесс твердый	24–30	4–7
Песок	10–15	2–5
Скальные	45–50	20–30
Солончак, солонец
мягкий	20–26	3–6
твердый	28–32	5–9
Суглинок
легкий, лессовидный	18–24	3–6
тяжелый	24-30	5-8
Супесь	12-17	3-5
Торф	24-30	8-10
Чернозем, каштановый	22-28	5-7

КР по СНИП.

Коэффициент разрыхления грунта по СНИП:

КР рыхлой супеси, влажного песка или суглинка при плотности 1.5 составляет 1,15 (категория первая).
КР сухого неуплотненного песка при плотности 1,4 составляет 1,11 (категория первая).
КР легкой глины или очень мелкого гравия при плотности 1,75 составляет 1,25 (третья вторая).
КР плотного суглинка или обычной глины при плотности 1,7 составляет 1,25 (категория третья).
КР сланцев или тяжелой глины при плотности 1,9 составляет 1,35. Плотность оставляем по умолчанию, т/м3.

Рассчитываем самостоятельно.

Допустим, вы хотите разработать участок. Задача — узнать какой объем грунта получится после проведенных подготовительных работ.

Известны следующие данные:

ширина котлована — 1,1 м;
вид почвы — влажный песок;
глубина котлована — 1,4 м.

Вычисляем объем котлована (Xk):

Xk = 41*1,1*1,4 = 64 м3.

Теперь смотрим первоначальное разрыхление (по влажному песку) по таблице и считаем объем, который получим уже после работ:

Xr = 64*1,2 = 77 м3.

Таким образом, 77 кубов — это тот объем пласта, который подлежит вывозу по окончанию работ.

Для чего определяют разрыхления грунта?

Объемы почвы до разработки и после выемки существенно различаются. Именно расчеты позволяют подрядчику понять, какое количество грунта придется вывезти. Для составления сметы этой части работ учитываются: плотность почвы, уровень ее влажности и разрыхление.

В строительстве виды почвы условно делят на два основные вида:

Первый вид — называют скальным. Это преимущественно горные породы (магматические, осадочные и т.д.). Они водоустойчивы, с высокой плотностью. Для их разработки (разделения) применяют специальные технологии взрыва.

Второй вид — породы несцементированные. Они отличаются дисперсностью, проще обрабатываются. Их плотность гораздо ниже, поэтому разработку можно вести ручным способом, с применением специальной техники (бульдозеров, экскаваторов). К несцементированному виду относят пески, суглинки, глину, чернозем, смешанные грунтовые смеси.

Какие есть типы почвы с точки зрения строительства?

Если подразделять грунт с точки зрения строительства, то он бывает следующих типов:

Сцементированный (скальный) – камнеобразные горные породы, которые поддаются разработке только путем взрыва (по специальной технологии) либо дробления. Это обусловлено их повышенной плотностью и водостойкостью.
Несцементированный – отличается меньшей дисперсностью и проще поддается обработке. Поэтому разработка может вестись с привлечением спецтехники (бульдозеров, экскаваторов) или вручную. К подобной категории грунта относятся чернозем, песок, суглинки, смешанные почвосмеси.

Благодаря высоким прочностным показателям, они устойчивы к негативным внешним факторам:

температурным скачкам,
воздействию влаги.

По сравнению с другими видами грунта, данный тип самый надежный в плане строительства оснований.

Какие добавки в бетон применяются для гидроизоляции

Толькоскальный грунт в нашей стране редко встречается. К тому же, он имеет определенные минусы, которые создают много проблем при устройстве подвальных помещений и цокольных этажей. Крупнообломочный грунт – это результат раскола скальных пород. Он не подвержен сжатию, равномерно оседает и не пучнится. Благодаря своим природным свойствам он идеально подходит для оснований. Но рекомендуется поверх него укладывать песчаник и глину.

Стоит отметить еще один вид грунта – песчаный. Он включает жесткие частицы в виде зерен.

В зависимости от их величины, песок бывает:

гравелистый;
крупный;
средний;
мелкий;
пылеобразный.

От крупности частиц зависит уровень проседания песка, следовательно, и фундамента. Крупнозернистый песок лучше всего. Он меньше подвергается уплотнению и не размывается водой, а также практически не подвержен вспучиванию.

Глинистая почвосмесь состоит из мельчайших чешуйчатых частиц, за счет чего они крепко сцепляются между собой. Промежуточным видом грунта (между песком и глиной) считается супесчаник. В нем содержится до 10% глинистых частиц и до 30% суглинок. Свойства такой почвы зависят от места добычи, состава и влажности. Чем больше она насыщена влагой, тем выше текучесть.

Органогенные разновидности:

растительная прослойка;
органический ил;
грунт с болот и торфяники.

Подобный вариант мало пригоден для возведения фундамента. Это потому, что в таком грунте имеются соли, которые разрушают строительный материал.

Формула для вычисления при переработке одного объема грунта за единицу времени (м3/час)

Производительность бульдозера при разработке грунта

Расчет при разработке грунта

При работах по разработке грунта и его транспортировке на расстояние бульдозер выполняет повторяющийся цикл действий. В этом случае производительность машины выражается формулой:

П=(q*n*Kn*Ki*Kb)/Kp,

в которой составляющими являются:

Р – производительность, м3/час;
q– объем грунта, который перемещается лопатой и определяется числовыми размерами отвала и факторов, влияющих на перемещение;
n – число повторяющихся кругов в единицу времени в соотношении с расстоянием транспортирования;
Кn – коэффициент, учитывающий потери объемов в боковые валики, зависит от расстояния перемещения и типа грунта;
Кi– коэффициент, характеризующий величину уклона пути движения машины;
Кв – коэффициент, показывающийстепень изначального разрыхления почвы;
Кр –коэффициент, определяющий рациональное использование трудового времени.
Количество циклов работы трактора за единицу времени (час):
n= 3600/tц

Продолжительность цикла:

tц=tн+tг.х.+tхх+2*tп+m*tп.п.+tо=lн/kv*vн+lг.х./ kv*vг.х.+(lн+lг.х.)/(kv*vх.х.)+2*tп+m*tп.п.+t0
где t – продолжительности:
tн – сбора грунта, с;
tг.х. – груженого прохода, с;
tх.х. – холостого хода, с;
tп. – одного поворотного действия (10-20 секунд);
tп.п. – одного перевода передачи скорости (5-6 секунд);
t0 – опускания лопаты в начальное положение (2 секунды).
m – количество изменений скоростей бульдозера за время одного хода;
lн – путь снимания грунта, м;
lг.х. –длина расстояния движения к месту скопления, м;
vн, vг.х, vx.x– скорости передвижения трактора при резании, движении грунта и возвратного хода, м/с;
kv – коэффициент, учитывающий уровень уменьшения скорости трактора по сравнению с расчетной: 0,7-0,75 при перемещении груза, 0,85-0,90 при возвратном холостом ходе;

Объем грунта

Коэффициент утраченных объемов грунта в валунах зависит только от величины дальности перемещения грунта и выражается следующей зависимостью:

Kn=1-Ki*lг.х.

где:

К1 –коэффициент, полученный лабораторным методом, величина которого изменяется в пределах 0,008…0,04, в зависимости от сухого или связного состояния грунта;
Lг.х. – длина, на которую перемещается грунт, м.

При необходимости перемещения грунта на расстояние свыше 30 м, использование бульдозеров считается нерациональным из-за больших потерь грунта во время движения. Перевозить грузы в таком случае можно самосвалами, например на любом из модельного ряда Камаз.

Понятие коэффициента разрыхления грунта

Максимально четкий вариант просчетов — взвесить землю после разработки. Воплотить эту процедуру можно на стройплощадке.

Для разных грунтовых пород строительными нормами и действующим СНиПом установлен стандартный норматив для коэффициента рыхления грунта, указывающий более или менее точное увеличение объема почвы после его извлечения из места залегания. Строительные нормативы на Украине определены в ДБН от Минрегионбуд.

Коэффициент разрыхления — отношение объема грунта в разрыхленном виде к его объему в «монолитном». Данная величина всегда больше единицы из-за образования пустот и трещин. Рассматриваемый коэффициент зависит от однородности, формы и расположения фрагментов породы.

Другими словами коэффициент разрыхления увеличивается вместе с увеличением плотности. Когда он раздроблен, то разрыхляется он гораздо хуже. От других физических свойств коэффициент зависит меньше.

Типы грунта с точки зрения строительства

Определение грунта в строительных работах это очень важный этап, от которого зависит дальнейшая устойчивость постройки.

Виды:

скальные — водоустойчивые и плохо деформирующиеся породы, залегающие сплошным массивом (возможно, с трещинами);
нескальные — осадочные не жестко структурированные породы (раздробленные и дисперсные);
крупнообломочные — несвязанные обломки горной породы: валуны, галька, гравий (хороший материал для дробления в щебеночный продукт и неплохое основание для стройки);
песчаные, плохосжимаемые и состоящие из минеральных частиц + мизерного процента глины (чем больше крупицы в составе, тем лучше они выдерживают нагрузку);
пылевато-глинистые состоят из пыли и глины, поэтому проседают даже под собственным весом и набухают;
глинистые это тугопластичные и состоящие из микрочастиц грунты с водонаполненными порами (в зимний период глину из-за этого пучит) — способность выдержки веса зависит от увлажненности (при высокой глина выдерживать малую нагрузку);
лессовые и лессовидные это разновидность глинистых грунтов с пылевыми частицами и известняком — в сухом виде очень пористые и прочные, а при увлажнении дают значительную осадку (непригодны для основания под постройки);
плывуны образуются из пылеватых песков с илистыми и глинистыми примесями и имеют вязко-текучее подвижное тело (плохо пригодны в виде основания);
биогенные почвы состоят из песка и пылевато-глинистых компонентов + много органики (характеризуются низкой несущей способностью из-за постепенного разложения органики и уменьшения грунтовой прослойки);
насыпные искусственные и природные грунты — оба варианта неоднородны по структуре, поэтому их сложно использовать для основания под постройки (возможность использования насыпного варианта анализируется для каждого случая отдельно);
намывные, образующиеся нечасто из-за очистки водоемов, имеют хорошее состояние для их использования в виде основания для построек.

После выявления разновидности почвы на участке строительства выстраивают последующий план действий. Допустимы и смеси, как песчано-гравийная смесь — природного или искусственного происхождения (последняя обогащенная).

Дополнительная информация! Транспортировка и обратная засыпка ям, траншей и канав в строительных работах с помощью ПГС это хороший вариант. ПГС + бетон используют для заливки фундамента.

Коэффициент разрыхления грунта: таблица по СНИП.

Для составления сметы и оценки стоимости работ мало знать габариты котлована, необходимо также учитывать особенности грунта. Одной из таких характеристик является коэффициент разрыхления грунта, позволяющий определить увеличение объема при выемке его из котлована.

Все грунты с точки зрения строительства можно разделить на две группы:

Сцементированные, или скальные – каменные горные породы, разработка которых возможна только с применением технологий взрыва или дробления;
Несцементированные — выборка которых проводится вручную или с помощью экскаваторов, бульдозеров, другой спецтехники. К ним относятся пески, глины, смешанные типы грунтов.

На сложность разработки и стоимость земляных работ влияют следующие свойства грунтов:

Влажность – отношение массы воды, содержащейся в грунте, к массе твердых частиц;
Сцепление – сопротивление сдвигу;
Плотность — то есть масса одного кубического метра грунта в естественном состоянии;
Разрыхляемость – способность увеличиваться в объеме при выемке и разработке.

Таблица разрыхления грунта.

Исходя из строительных норм и правил (СНИП), КРГ (первоначальный), показатель плотности в соответствии категории, приведены в таблице:

Категория	Наименование	Плотность, тонн / м3	Коэффициент разрыхления
І	Песок влажный, супесь, суглинок, разрыхленный	1,4–1,7	1,1–1,25
І	Песок рыхлый, сухой	1,2–1,6	1,05–1,15
ІІ	Суглинок, средний -мелкий гравий, легкая глина	1,5–1,8	1,2–1,27
ІІІ	Глина, плотный суглинок	1,6–1,9	1,2–1,35
ІV	Тяжелая глина, сланцы, суглинок со щебнем, гравием, легкий скальный грунт	1,9–2,0	1,35–1,5

Существуют также вычисления коэффициента остаточного разрыхления грунта, результат определяет, насколько почва поддается осадке при слеживании, при контакте с водой или утрамбовке. В строительстве эти расчеты имеют огромное значение для определения количества необходимого материала, а также их учитывают при складировании, утилизации земли.

Вся необходимая информация представлена далее в статье:

Наименование	Первоначальное увеличение объема после разработки, %	Остаточное разрыхление, %
Глина ломовая	28–32	6–9
Гравийно-галечные	16–20	5–8
Растительный	20–25	3–4
Лесс мягкий	18–24	3–6
Лесс твердый	24–30	4–7
Песок	10–15	2–5
Скальные	45–50	20–30
Солончак, солонец
мягкий	20–26	3–6
твердый	28–32	5–9
Суглинок
легкий, лессовидный	18–24	3–6
тяжелый	24-30	5-8
Супесь	12-17	3-5
Торф	24-30	8-10
Чернозем, каштановый	22-28	5-7