Care este coeficientul de compactare al materialelor în vrac? Coeficientul de compactare al amestecului nisip-pietriș. Coeficient de compactare a nisipului Pgs coeficient de compactare
Coeficientul de compactare al oricărui material în vrac arată cât de mult poate fi redus volumul acestuia cu aceeași masă datorită compactării sau contracției naturale. Acest indicator este utilizat pentru a determina cantitatea de umplutură atât în timpul achiziției, cât și în timpul procesului de construcție în sine. Deoarece greutatea în vrac a pietrei zdrobite a oricărei fracțiuni va crește după compactare, este necesar să se prevadă imediat o rezervă de material. Și pentru a nu cumpăra prea mult, un factor de corecție va veni la îndemână.
Coeficientul de compactare (K y) este un indicator important care este necesar nu numai pentru formarea corectă comandă materiale. Cunoscând acest parametru pentru fracția selectată, este posibil să se prezică o contracție suplimentară a stratului de pietriș după încărcarea acestuia structuri de constructii, precum și stabilitatea obiectelor în sine.
Deoarece coeficientul de compactare reprezintă gradul de reducere a volumului, acesta variază sub influența mai multor factori:
1. Metoda de încărcare și parametrii (de exemplu, de la ce înălțime se realizează rambleul).
2. Caracteristici ale transportului și durata călătoriei - la urma urmei, chiar și într-o masă staționară, compactarea treptată are loc atunci când se lasă sub propria greutate.
3. Fracțiuni de piatră zdrobită și conținut de cereale de dimensiuni mai mici decât limita inferioară a unei clase specifice.
4. Flakness - pietrele în formă de ac nu dau la fel de mult sediment ca cele cuboide.
Rezistența structurilor de beton, a fundațiilor clădirilor și a suprafețelor drumurilor depinde ulterior de cât de precis a fost determinat gradul de compactare.
Cu toate acestea, nu uitați că compactarea pe șantier se efectuează uneori numai pe stratul superior și, în acest caz, coeficientul calculat nu corespunde pe deplin contracției efective a pernei. Meșterii de acasă și semiprofesioniștii sunt în special vinovați de acest lucru. echipaje de constructii din tarile vecine. Deși, conform cerințelor tehnologiei, fiecare strat de umplutură trebuie rulat și verificat separat.
O altă nuanță - gradul de compactare este calculat pentru o masă care este comprimată fără expansiune laterală, adică este limitată de pereți și nu se poate răspândi. La șantier, astfel de condiții pentru umplerea oricărei fracțiuni de piatră zdrobită nu sunt întotdeauna create, așa că va rămâne o mică eroare. Luați în considerare acest lucru atunci când calculați decontarea structurilor mari.
Etanșare în timpul transportului
Găsirea unei valori standard a compresibilității nu este atât de ușoară - prea mulți factori o influențează, așa cum am discutat mai sus. Coeficientul de compactare a pietrei zdrobite poate fi indicat de furnizor în documentele însoțitoare, deși GOST 8267-93 nu necesită acest lucru în mod direct. Dar transportul pietrișului, în special în cantități mari, relevă o diferență semnificativă de volume la încărcare și la punctul final de livrare a materialului. Prin urmare, un factor de ajustare care ține cont de compactarea acestuia trebuie inclus în contract și monitorizat la punctul de colectare.
Singura mențiune din GOST actual este că indicatorul declarat, indiferent de fracție, nu trebuie să depășească 1,1. Furnizorii, desigur, știu acest lucru și încearcă să păstreze o cantitate mică, astfel încât să nu existe returnări.
Metoda de măsurare este adesea folosită în timpul acceptării, atunci când piatra zdrobită pentru construcție este adusă la șantier, deoarece este comandată nu în tone, ci în metri cubi. Când sosește transportul, corpul încărcat trebuie măsurat din interior cu o bandă de măsurare pentru a calcula volumul de pietriș livrat, apoi înmulțiți-l cu un factor de 1,1. Acest lucru vă va permite să determinați aproximativ câte cuburi au fost introduse în mașină înainte de expediere. Dacă cifra obținută ținând cont de compactare este mai mică decât cea indicată în documentele însoțitoare, înseamnă că mașina a fost subîncărcată. Egal sau mai mare - puteți comanda descărcarea.
Compactare pe șantier
Cifra de mai sus este luată în considerare doar pentru transport. În condiții de șantier, în care piatra zdrobită este compactată artificial și folosind mașini grele (placă vibrantă, rolă), acest coeficient poate crește până la 1,52. Și artiștii trebuie să cunoască cu siguranță contracția umpluturii cu pietriș.
De obicei, parametrul necesar este specificat în documentatia proiectului. Dar când nu este necesară valoarea exactă, folosesc indicatori medii din SNiP 3.06.03-85:
- Pentru piatra zdrobită durabilă cu fracțiunea 40-70, se acordă o compactare de 1,25-1,3 (dacă gradul său nu este mai mic de M800).
- Pentru roci cu o rezistență de până la M600 - de la 1,3 la 1,5.
Pentru clasele de dimensiuni mici și mijlocii de 5-20 și 20-40 mm, acești indicatori nu sunt stabiliți, deoarece aceștia sunt mai des utilizați numai la dezordinea stratului superior portant de boabe 40-70.
Cercetare de laborator
Coeficientul de compactare este calculat pe baza datelor de testare de laborator, unde masa este compactată și testată pe diverse dispozitive. Există metode aici:
1. Înlocuirea volumelor (GOST 28514-90).
2. Compactarea standard strat cu strat a pietrei zdrobite (GOST 22733-2002).
3. Exprimați metode folosind unul dintre cele trei tipuri de densimetre: statice, cu balon cu apă sau dinamice.
Rezultatele pot fi obtinute imediat sau dupa 1-4 zile, in functie de studiul ales. O probă pentru un test standard va costa 2.500 de ruble, iar cel puțin cinci dintre ele vor fi necesare în total. Dacă sunt necesare date în timpul zilei, se folosesc metode expres pe baza rezultatelor selectării a cel puțin 10 puncte (850 de ruble pentru fiecare). În plus, va trebui să plătiți pentru plecarea unui asistent de laborator - încă aproximativ 3 mii. Dar construcția de facilități mari nu se poate face fără date precise și cu atât mai mult fără documente oficiale, confirmând conformitatea contractantului cu cerințele proiectului.
Cum să aflați singur gradul de compactare?
ÎN condiţiile de teren iar pentru nevoile de construcție privată se va putea determina și coeficientul necesar pentru fiecare dimensiune: 5-20, 20-40, 40-70. Dar pentru a face acest lucru, mai întâi trebuie să cunoașteți densitatea lor în vrac. Acesta variază în funcție de compoziția mineralogică, deși ușor. Impact mult mai mare asupra greutatea volumului fracţiuni de piatră zdrobită redau. Pentru calcule, puteți utiliza datele medii:
| Fracții, mm | Densitate în vrac, kg/m3 | |
| Granit | Pietriş | |
| 0-5 | 1500 | — |
| 5-10 | 1430 | 1410 |
| 5-20 | 1400 | 1390 |
| 20-40 | 1380 | 1370 |
| 40-70 | 1350 | 1340 |
Datele de densitate mai precise pentru o anumită fracție sunt determinate în laborator. Sau cântărind un volum cunoscut de moloz, urmat de un calcul simplu:
- Greutate în vrac = masa/volum.
După aceasta, amestecul este rulat în starea în care va fi folosit la fața locului și măsurat cu o bandă de măsurare. Calculul se face din nou folosind formula de mai sus și, ca rezultat, se obțin două densități diferite - înainte și după compactare. Împărțind ambele numere, aflăm coeficientul de compactare specific pentru acest material. Dacă greutățile probei sunt aceleași, puteți găsi pur și simplu raportul dintre cele două volume - rezultatul va fi același.
Vă rugăm să rețineți: dacă indicatorul după compactare este împărțit la densitatea inițială, răspunsul va fi mai mare decât unu - de fapt, acesta este factorul de rezervă de material pentru compactare. Se utilizează în construcții dacă se cunosc parametrii finali ai patului de pietriș și este necesar să se determine câtă piatră zdrobită din fracția selectată să se comandă. Când este calculat înapoi, rezultatul este o valoare mai mică decât unu. Dar aceste numere sunt echivalente și atunci când faceți calcule este important doar să nu vă încurcați pe care să luați.
Compactarea obligatorie a solului, a pietrei sparte și a betonului asfaltic în industria rutieră nu este numai parte integrantă procesul tehnologic de construcție a subsolului, a bazei și a acoperirii, dar servește și ca operație principală pentru a asigura rezistența, stabilitatea și durabilitatea acestora.
Anterior (până în anii 30 ai secolului trecut), implementarea indicatorilor indicați ai terasamentelor de sol se făcea și prin compactare, dar nu prin mijloace mecanice sau artificiale, ci datorită auto-așezării naturale a solului sub influență, în principal, de propria greutate și, parțial, de trafic. Digul construit a fost de obicei lăsat pentru unul sau doi, și în unele cazuri chiar și trei ani, și numai după aceea au fost construite baza și suprafața drumului.
Cu toate acestea, motorizarea rapidă a Europei și Americii care a început în acei ani a necesitat construirea accelerată a unei rețele extinse de drumuri și o revizuire a metodelor de construcție a acestora. Tehnologia de construcție a patului drumului care exista la acea vreme nu a făcut față noilor provocări care au apărut și a devenit o piedică în rezolvarea acestora. Prin urmare, este nevoie de a dezvolta bazele științifice și practice ale teoriei compactării mecanice a structurilor de pământ, ținând cont de realizările mecanicii solului și de a crea noi mijloace eficiente de compactare a solului.
În acei ani au început să fie studiate și luate în considerare proprietățile fizice și mecanice ale solurilor, compactabilitatea lor a fost evaluată ținând cont de condițiile granulometrice și de umiditate (metoda Proctor, în Rusia - metoda standard de compactare), prima s-au elaborat clasificări ale solurilor și standarde pentru calitatea compactării acestora și au început să fie introduse metode de control în teren și laborator al acestei calități.
Înainte de această perioadă, principalul mijloc de compactare a solului era o rolă statică cu role netedă de tip remorcat sau autopropulsat, potrivită numai pentru rularea și nivelarea zonei apropiate suprafeței (până la 15 cm) a stratului de sol turnat și de asemenea, un tamper manual, care a fost folosit în principal pentru compactarea acoperirilor, la repararea gropilor și pentru compactarea bordurilor și taluzelor.
Aceste mijloace de compactare cele mai simple și ineficiente (din punct de vedere al calității, al grosimii stratului de prelucrat și al productivității) au început să fie înlocuite cu mijloace noi precum plăci, nervuri și came (amintiți-vă de invenția din 1905 de către inginerul american Fitzgerald) role, tasare. plăci pe excavatoare, mașini de tamponare cu mai multe ciocane pe un tractor cu omidă și rolă netedă, explozive manuale („broaște săritoare”) ușoare (50–70 kg), medii (100–200 kg) și grele (500 și 1000 kg) .
În același timp, au apărut primele plăci vibrante de compactare a solului, dintre care una de la Lozenhausen (mai târziu Vibromax) era destul de mare și grea (24–25 de tone inclusiv tractorul pe șenile de bază). Placa sa vibrantă cu o suprafață de 7,5 m2 era amplasată între șenile, iar motorul său avea o putere de 100 CP. a permis excitatorului de vibrații să se rotească la o frecvență de 1500 kol/min (25 Hz) și să miște mașina cu o viteză de aproximativ 0,6–0,8 m/min (nu mai mult de 50 m/h), oferind o productivitate de aproximativ 80– 90 m2/h sau nu mai mult de 50 m3/h cu o grosime a stratului compactat de aproximativ 0,5 m.
Mai universal, adică capabil de compactare Tipuri variate soluri, inclusiv coezive, necoezive și mixte, metoda de compactare s-a dovedit.
În plus, în timpul compactării, a fost ușor și simplu să se regleze efectul de compactare a forței asupra solului prin modificarea înălțimii de cădere a plăcii de presare sau a ciocanului de presare. Datorită acestor două avantaje, metoda de compactare prin impact a devenit cea mai populară și răspândită în acei ani. Prin urmare, s-a înmulțit numărul de mașini și dispozitive de tamponare.
Este oportun să remarcăm că în Rusia (pe atunci URSS) au înțeles și importanța și necesitatea trecerii la compactarea mecanică (artificială) a materialelor rutiere și înființarea producției de echipamente de compactare. În mai 1931, primul cilindru autopropulsat autopropulsat a fost produs în atelierele din Rybinsk (azi ZAO Raskat).
După sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial, îmbunătățirea echipamentelor și tehnologiei pentru compactarea obiectelor din sol s-a desfășurat cu nu mai puțin entuziasm și eficacitate decât în vremurile de dinainte de război. Au apărut role pneumatice tractate, semiremorcă și autopropulsate, care pentru o anumită perioadă de timp au devenit principalul mijloc de compactare a solului în multe țări din lume. Greutatea lor, inclusiv exemplarele individuale, a variat într-o gamă destul de largă - de la 10 la 50–100 de tone, dar majoritatea modelelor de role pneumatice produse aveau o sarcină a anvelopelor de 3–5 tone (greutate 15–25 tone) și grosimea de stratul compactat, în funcție de coeficientul de compactare necesar, de la 20–25 cm (sol coeziv) la 35–40 cm (necoeziv și slab coeziv) după 8–10 treceri de-a lungul căii.
Concomitent cu rolele pneumatice, compactoarele de sol vibrante - plăci vibratoare, role netede și role vibratoare cu came - s-au dezvoltat, s-au îmbunătățit și au devenit din ce în ce mai populare, mai ales în anii '50. Mai mult decât atât, de-a lungul timpului, modelele de role vibratoare remorcate au fost înlocuite cu modele articulate autopropulsate, care erau mai convenabile și mai avansate din punct de vedere tehnologic pentru efectuarea lucrărilor de excavare liniară sau, așa cum le numeau germanii, „Walzen-zug” (împingere-tragere) .
Rolă vibratoare netedă CA 402
de la DYNAPAC
Fiecare model modern de role vibratoare pentru compactarea solului, de regulă, are două versiuni - cu un tambur neted și cu came. În același timp, unele companii produc două role interschimbabile separate pentru același tractor cu roți pneumatice cu o singură axă, în timp ce altele oferă cumpărătorului tăvălugului, în locul unei role întregi cu came, doar un „atașament de carcasă” cu came, care este se fixează ușor și rapid pe o rolă netedă. Există, de asemenea, companii care au dezvoltat „atașamente” similare cu role netede pentru montarea deasupra unei role căptușite.
De remarcat mai ales că camele în sine pe role vibratoare, mai ales după începerea funcționării lor practice în 1960, au suferit modificări semnificative în geometria și dimensiunile lor, care au avut un efect benefic asupra calității și grosimii stratului compactat și au redus adâncimea afânării zonei de sol apropiate de suprafață.
Dacă camele „picior de navă” anterioare erau subțiri (zona de susținere 40–50 cm2) și lungi (până la 180–200 mm sau mai mult), atunci analogii lor moderni „piciorul” au devenit mai scurte (înălțimea este în principal 100 mm, uneori 120–150 mm). mm) și gros (zona de susținere aproximativ 135–140 cm 2 cu dimensiunea laturii unui pătrat sau dreptunghi aproximativ 110–130 mm).
În conformitate cu legile și dependențele mecanicii solului, o creștere a dimensiunii și a suprafeței de contact a camei contribuie la creșterea adâncimii deformării efective a solului (pentru solul coeziv este de 1,6-1,8 ori mai mare decât dimensiunea laterală a suportului pentru came). Prin urmare, stratul de compactare a argilei și argilei cu o rolă vibrantă cu came pentru picioare, atunci când se creează presiunile dinamice adecvate și ținând cont de adâncimea de 5-7 cm de scufundare a camei în sol, a început să fie de 25-28 cm. , ceea ce este confirmat de măsurători practice. Această grosime a stratului de compactare este comparabilă cu capacitatea de compactare a rolelor pneumatice care cântăresc cel puțin 25-30 de tone.
Dacă adăugăm la aceasta grosimea semnificativ mai mare a stratului compactat de soluri necoezive folosind role vibratoare și productivitatea lor operațională mai mare, devine clar de ce rolele pneumatice pentru compactarea solului au început să dispară treptat și sunt acum practic. nu sunt produse sau sunt rar și rar produse.
Astfel, în condiții moderne, principalul mijloc de compactare a solului din industria rutieră a marii majorități a țărilor lumii a devenit un cilindru vibrator autopropulsat cu un singur tambur, articulat cu un tractor cu roți pneumatice cu o singură axă și având un corp de lucru neted (pentru soluri cu granulație fină și cu granulație grosieră necoezive și slab coezive, inclusiv soluri clastice stâncoase) sau pad roller (soluri coezive).
Astăzi, în lume există peste 20 de companii care produc aproximativ 200 de modele de astfel de role de compactare a solului de diferite dimensiuni, care diferă unele de altele în greutate totală (de la 3,3–3,5 la 25,5–25,8 tone), greutatea modulului de tambur vibrant (de la 1 ,6–2 până la 17–18 t) și dimensiunile acestuia. Există și unele diferențe în proiectarea excitatorului de vibrații, în parametrii de vibrație (amplitudine, frecvență, forță centrifugă) și în principiile reglării acestora. Și, desigur, cel puțin două întrebări pot apărea în fața unui constructor de drumuri: cum să-l alegi pe cel potrivit model potrivit a unui tăvălug similar și cum să îl utilizați cel mai eficient pentru a realiza compactarea solului de înaltă calitate la un anumit loc practic și la cel mai mic cost.
Atunci când se rezolvă astfel de probleme, este necesar să se stabilească mai întâi, dar destul de precis, acele tipuri predominante de sol și starea lor (distribuția dimensiunii particulelor și conținutul de umiditate), pentru compactarea cărora este selectată o rolă vibratoare. În special, sau în primul rând, ar trebui să acordați atenție prezenței particulelor de praf (0,05–0,005 mm) și argiloase (mai puțin de 0,005 mm) în sol, precum și umidității sale relative (în fracțiuni din valoarea sa optimă). Aceste date vor oferi primele idei despre compactarea solului, cale posibilă Garniturile sale (vibrații pure sau vibrații-impact de putere) vă vor permite să alegeți o rolă vibratoare cu un tambur neted sau căptușit. Umiditatea solului și cantitatea de particule de praf și argilă îi afectează în mod semnificativ rezistența și proprietățile de deformare și, în consecință, capacitatea de compactare necesară a rolei selectate, de exemplu. capacitatea sa de a asigura coeficientul de compactare necesar (0,95 sau 0,98) în stratul de umplere a solului specificat de tehnologia de construcție a patului drumului.
Majoritatea rolelor vibratoare moderne operează într-un anumit mod vibrație-impact, exprimat într-o măsură mai mare sau mai mică în funcție de presiunea statică și parametrii de vibrație ale acestora. Prin urmare, compactarea solului, de regulă, are loc sub influența a doi factori:
- vibrații (oscilații, tremurături, mișcări) care determină scăderea sau chiar distrugerea forțelor de frecare internă și aderență și angrenare mică între particulele de sol și creând condiții favorabile pentru deplasarea efectivă și reambalarea mai densă a acestor particule sub influența propriei greutăți și forțe externe;
- forțe dinamice de compresiune și forfecare și tensiuni create în sol de sarcini de impact pe termen scurt, dar frecvente.
În compactarea solurilor libere, necoezive, rolul principal îi revine primului factor, al doilea servește doar ca un plus pozitiv la acesta. În solurile coezive, în care forțele de frecare internă sunt nesemnificative, iar aderența fizico-mecanică, electrochimică și apă-coloidală între particulele mici este semnificativ mai mare și predominantă, principalul factor de acțiune este forța de presiune sau efortul de compresiune și forfecare, iar rolul primului factor devine secundar.
Cercetările specialiștilor ruși în mecanica și dinamica solului la un moment dat (1962–64) au arătat că compactarea nisipului uscat sau aproape uscat în absența încărcării externe începe, de regulă, cu orice vibrații slabe cu accelerații ale vibrațiilor de cel puțin 0,2 g. (g – accelerația pământului) și se termină cu compactare aproape completă la accelerații de aproximativ 1,2–1,5 g.
Pentru aceleași nisipuri optim umede și saturate cu apă, intervalul de accelerații efective este puțin mai mare - de la 0,5 g la 2 g. În prezența unei sarcini externe de la suprafață sau când nisipul este în stare de prindere în interiorul masei solului, compactarea acestuia începe doar cu o anumită accelerație critică egală cu 0,3–0,4 g, peste care procesul de compactare se dezvoltă mai intens.
Cam în același timp și aproape exact aceleași rezultate pe nisip și pietriș s-au obținut în experimente ale companiei Dynapac, în care, folosind un rotor cu lame, s-a demonstrat și că rezistența la forfecare a acestor materiale la vibrare poate fi redusă cu 80. -98%.
Pe baza unor astfel de date, se pot construi două curbe - modificări ale accelerațiilor critice și atenuarea accelerațiilor particulelor de sol care acționează de la o placă vibrantă sau un tambur vibrant cu distanța de la suprafața unde se află sursa vibrațiilor. Punctul de intersecție al acestor curbe va oferi adâncimea efectivă de compactare de interes pentru nisip sau pietriș.
Orez. 1. Curbe de amortizare ale accelerației vibrațiilor
particule de nisip în timpul compactării cu o rolă DU-14
În fig. Figura 1 prezintă două curbe de dezintegrare ale accelerației oscilațiilor particulelor de nisip, înregistrate de senzori speciali, în timpul compactării acesteia cu o rolă vibratoare trasă. DU-14(D-480) la două viteze de funcționare. Dacă acceptăm o accelerație critică de 0,4–0,5 g pentru nisipul din interiorul unei mase de sol, atunci din grafic rezultă că grosimea stratului care este prelucrat cu o astfel de rolă vibratoare ușoară este de 35–45 cm, ceea ce a fost confirmat în mod repetat de către monitorizarea densității câmpului.
Solurile slab sau insuficient compactate, vrac, necoezive, cu granulație fină (nisip, nisip-pietriș) și chiar cu granulație grosieră (rocă-gros-clastică, pietriș-pietriș) așezate în stratul drumului structurilor de transport își dezvăluie destul de repede rezistența și stabilitatea scăzută. în condiții de diferite tipuri de șocuri și impacturi, vibrații care pot apărea în timpul deplasării camioanelor grele, transportului rutier și feroviar, în timpul funcționării diferitelor mașini de impact și vibrații pentru conducerea, de exemplu, piloți sau compactarea prin vibrații a straturilor de trotuare rutiere , etc.
Frecvența vibrațiilor verticale ale elementelor structurii drumului atunci când un camion trece cu o viteză de 40–80 km/h este de 7–17 Hz, iar un singur impact al unei plăci de tamponare cântărind 1–2 tone pe suprafața unui terasament de sol excită vibrații verticale în el cu o frecvență de 7–10 până la 20–23 Hz și vibrații orizontale cu o frecvență de aproximativ 60% din cele verticale.
În solurile care nu sunt suficient de stabile și sensibile la vibrații și tremurături, astfel de vibrații pot provoca deformații și precipitații vizibile. Prin urmare, nu este doar recomandabil, ci și necesar să le compactați prin vibrații sau orice alte influențe dinamice, creând vibrații, tremurări și mișcare a particulelor în ele. Și este complet inutil să compactăm astfel de soluri prin rulare statică, care ar putea fi adesea observată la instalații rutiere, feroviare și chiar hidraulice serioase și mari.
Numeroase încercări de compactare a nisipurilor unidimensionale cu umiditate scăzută cu role pneumatice în terasamentele căilor ferate, autostrăzilor și aerodromurilor din regiunile purtătoare de petrol și gaze din Siberia de Vest, pe secțiunea belarusă a autostrăzii Brest-Minsk-Moscova și alte situri, în statele baltice, regiunea Volga, Republica Komi și regiunea Leningrad. nu a dat rezultatele necesare de densitate. Doar apariția rolelor vibratoare remorcate la aceste șantiere A-4, A-8Și A-12 a ajutat la a face față acestei probleme acute la momentul respectiv.
Situația cu compactarea solurilor afanate cu granulație grosieră de rocă-bloc grosier și pietriș-pietriș poate fi și mai evidentă și mai acută în consecințele sale neplăcute. Construcția de terasamente, inclusiv cele cu o înălțime de 3–5 m sau chiar mai mult, din astfel de soluri care sunt puternice și rezistente la orice vreme și condiții climatice cu rularea lor conștiincioasă cu role pneumatice grele (25 tone), s-ar părea, nu a dat motive serioase de îngrijorare constructorilor, de exemplu, una dintre secțiunile kareliane ale autostrada„Kola” (Sankt Petersburg-Murmansk) sau „celebra” cale ferată Baikal-Amur Mainline (BAM) din URSS.
Cu toate acestea, imediat după punerea în funcțiune, a început să se dezvolte o tasare locală inegală a terasamentelor compactate necorespunzător, în valoare de 30–40 cm în unele locuri ale drumului și deformând profilul longitudinal general al căii ferate BAM până la un „dinte de ferăstrău” cu o rată ridicată a accidentelor.
În ciuda asemănărilor proprietăți generale precum şi comportamentul solurilor afanate cu granulaţie fină şi grosieră în terasamente, compactarea dinamică a acestora trebuie efectuată cu ajutorul rolelor vibratoare de diferite greutăţi, dimensiuni şi intensitate a efectelor vibraţiilor.
Nisipurile de dimensiune unică fără praf și impurități de argilă sunt reambalate foarte ușor și rapid chiar și cu șocuri și vibrații minore, dar au rezistență nesemnificativă la forfecare și permeabilitate foarte scăzută a mașinilor cu roți sau role. Prin urmare, acestea ar trebui compactate folosind role vibratoare ușoare și de dimensiuni mari și plăci vibratoare cu presiune statică de contact scăzută și impact de vibrație de intensitate medie, astfel încât grosimea stratului compactat să nu scadă.
Utilizarea rolelor vibratoare remorcate pe nisipuri de dimensiuni unice de A-8 mediu (greutate 8 tone) și A-12 grele (11,8 tone) a condus la imersarea excesivă a tamburului în terasament și la stoarcerea nisipului de sub rolă cu ajutorul formarea în fața acestuia nu numai a unui banc de sol, ci și a unei undă de forfecare care se mișcă datorită „efectului buldozer”, vizibilă cu ochiul la o distanță de până la 0,5–1,0 m. Ca urmare, aproape de suprafață zona terasamentului la o adâncime de 15–20 cm s-a dovedit a fi slăbită, deși densitatea straturilor subiacente a avut un coeficient de compactare de 0,95 și chiar mai mare. Cu role vibratoare ușoare, zona de suprafață slăbită poate scădea la 5-10 cm.
Evident, este posibil, și în unele cazuri recomandabil, să se utilizeze role vibratoare medii și grele pe astfel de nisipuri de aceeași dimensiune, dar cu o suprafață de role intermitentă (camă sau zăbrele), care va îmbunătăți permeabilitatea rolei, va reduce forfecarea nisipului și va reduce zona de afânare la 7-10 cm. Acest lucru este dovedit de experiența de succes a autorului în compactarea terasamentelor unor astfel de nisipuri iarna și vara în Letonia și regiunea Leningrad. chiar și cu o rolă trasă statică cu un tambur de zăbrele (greutate 25 de tone), care a asigurat că grosimea stratului de terasament compactat la 0,95 a fost de până la 50–55 cm, precum și rezultate pozitive ale compactării cu aceeași rolă de o singură dimensiune nisipuri de dune (fine și complet uscate) din Asia Centrală.
Solurile cu granulație grosieră de rocă-clastică grosieră și pietriș-pietriș, după cum arată experiența practică, sunt de asemenea compactate cu succes cu role vibratoare. Dar din cauza faptului că în compoziția lor există și uneori predomină piese și blocuri mari de până la 1,0–1,5 m sau mai mult, nu este posibil să le mișteți, să le amestecați și să le mutați, asigurând astfel densitatea și stabilitatea necesare. intregul terasament - usor si simplu.
Prin urmare, pe astfel de soluri, ar trebui folosite role vibratoare cu role mari, grele și durabile, cu o intensitate suficientă a impactului vibrațiilor, cântărind un model remorcat sau un modul cu role vibratoare pentru o versiune articulată de cel puțin 12-13 tone.
Grosimea stratului de astfel de soluri prelucrate de astfel de role poate ajunge la 1–2 m. Acest tip de umplere se practică în principal pe șantierele mari de inginerie hidraulică și aerodrom. Acestea sunt rare în industria rutieră și, prin urmare, nu există nicio necesitate sau recomandare specială ca lucrătorii rutieri să achiziționeze role netede cu un modul de rulare vibratoare care cântărește mai mult de 12-13 tone.
Mult mai importantă și mai gravă pentru industria rutieră rusă este sarcina de a compacta soluri mixte cu granulație fină (nisip cu cantități variate de praf și argilă), solurile pur și simplu mâloase și coezive, care sunt mai des întâlnite în practica de zi cu zi decât stâncoși-aspra-clastice. solurile și soiurile acestora.
În special, apar multe probleme și probleme pentru antreprenorii cu nisipuri mâloase și soluri pur mâloase, care sunt destul de răspândite în multe locuri din Rusia.
Specificul acestor soluri neplastice, cu coeziune scăzută este că, atunci când umiditatea lor este mare, iar regiunea de nord-vest este în primul rând „păcătuită” de o astfel de îmbinare a apei, sub influența traficului de vehicule sau a efectului de compactare al rolelor vibratoare, acestea trec într-o stare „lichefiată” datorită capacității lor scăzute de filtrare și a creșterii rezultată a presiunii porilor cu exces de umiditate.
Cu o scădere a umidității până la optim, astfel de soluri sunt compactate relativ ușor și bine cu role vibratoare medii și grele cu role netede, cu o greutate a modulului vibratoare de 8-13 tone, pentru care straturile de umplutură s-au compactat la standardele cerute. poate fi de 50–80 cm (în stare plină de apă, grosimea straturilor este redusă la 30–60 cm).
Dacă o cantitate notabilă de impurități argiloase (cel puțin 8–10%) apare în soluri nisipoase și mâloase, acestea încep să prezinte o coeziune și plasticitate semnificative și, prin capacitatea lor de compactare, se apropie de soluri argiloase, care sunt foarte slabe sau deloc. susceptibil la deformare prin metode pur vibraționale.
Cercetările profesorului N. Ya Kharhuta au arătat că la compactarea nisipurilor practic pure în acest mod (praf și impurități de argilă sub 1%), grosimea optimă a stratului compactat la un coeficient de 0,95 poate atinge 180–200% din dimensiunea minimă a zonei de contact a lucrătorului organ al mașinii vibratoare (placă vibrantă, tambur vibrant cu presiuni statice de contact suficiente). Odată cu creșterea conținutului acestor particule în nisip la 4-6%, grosimea optimă a stratului de prelucrat este redusă de 2,5-3 ori, iar la 8-10% sau mai mult este în general imposibil să se realizeze o compactare. coeficient de 0,95.
Evident, în astfel de cazuri este recomandabil sau chiar necesar să treceți la o metodă de compactare forțată, adică. pentru utilizarea rolelor vibratoare grele moderne care funcționează în modul de vibro-impact și capabile să creeze de 2-3 ori mai mult presiuni mari decât, de exemplu, role pneumatice statice cu o presiune la sol de 6–8 kgf/cm2.
Pentru ca forța de deformare așteptată și compactarea corespunzătoare a solului să apară, presiunile statice sau dinamice create de corpul de lucru al mașinii de compactare trebuie să fie cât mai apropiate de limitele de compresiune și rezistență la forfecare ale solului (aproximativ 90–90). 95%), dar să nu o depășească. În caz contrar, pe suprafața de contact vor apărea fisuri de forfecare, umflături și alte urme de distrugere a solului, ceea ce va înrăutăți și condițiile de transmitere a presiunilor necesare compactării către straturile subiacente ale terasamentului.
Rezistența solurilor coezive depinde de patru factori, dintre care trei se referă direct la solurile în sine (distribuția granulei, umiditatea și densitatea), iar al patrulea (natura sau dinamismul sarcinii aplicate și estimat prin rata de schimbare a starea solicitată a solului sau, cu o oarecare inexactitate, timpul de acțiune al acestei sarcini) se referă la efectul mașinii de compactare și la proprietățile reologice ale solului.
Rolă vibratoare cu came
BOMAG
Odată cu creșterea conținutului de particule de argilă, rezistența solului crește de până la 1,5-2 ori în comparație cu solurile nisipoase. Conținutul real de umiditate al solurilor coezive este foarte indicator important, afectând nu numai rezistența, ci și compactabilitatea acestora. Astfel de soluri sunt cel mai bine compactate la așa-numitul conținut optim de umiditate. Pe măsură ce umiditatea reală depășește acest optim, rezistența solului scade (de până la 2 ori), iar limita și gradul posibilei sale compactări scade semnificativ. Dimpotrivă, cu o scădere a umidității sub nivelul optim, rezistența la tracțiune crește brusc (la 85% din optim - de 1,5 ori și la 75% - de până la 2 ori). Acesta este motivul pentru care este atât de dificil să compactezi solurile coezive cu umiditate scăzută.
Pe măsură ce solul se compactează, rezistența acestuia crește și ea. În special, când coeficientul de compactare în terasament ajunge la 0,95, rezistența solului coeziv crește de 1,5–1,6 ori, iar la 1,0 – de 2,2–2,3 ori față de rezistența la momentul inițial de compactare (coeficient de compactare 0,80–0,85). ).
În solurile argiloase care au proprietăți reologice pronunțate datorită vâscozității lor, rezistența dinamică la compresiune poate crește de 1,5–2 ori cu un timp de încărcare de 20 ms (0,020 sec), ceea ce corespunde unei frecvențe de aplicare a unei sarcini de vibrație-impact de 25–30 Hz și pentru forfecare – chiar de până la 2,5 ori în comparație cu rezistența statică. În acest caz, modulul dinamic de deformare al unor astfel de soluri crește de până la 3-5 ori sau mai mult.
Aceasta indică necesitatea aplicării unor presiuni dinamice mai mari de compactare solurilor coezive decât cele statice pentru a obține același rezultat de deformare și compactare. Evident, prin urmare, unele soluri coezive puteau fi compactate efectiv cu presiuni statice de 6–7 kgf/cm 2 (role pneumatice), iar la trecerea la compactarea lor au fost necesare presiuni dinamice de ordinul 15–20 kgf/cm 2.
Această diferență se datorează ratei diferite de schimbare a stării de stres a solului coeziv, cu o creștere de 10 ori rezistența sa crește de 1,5-1,6 ori și de 100 de ori - până la 2,5 ori. Pentru o rolă pneumatică, viteza de modificare a presiunii de contact în timp este de 30–50 kgf/cm 2 *sec, pentru batători și role vibratoare – aproximativ 3000–3500 kgf/cm 2 *sec, adică. creșterea este de 70-100 de ori.
Pentru scop corect parametrii funcționali ai rolelor vibratoare la momentul creării lor și pentru a controla procesul tehnologic al acestor role vibratoare efectuarea însăși operațiunii de compactare coezive și alte tipuri de sol este extrem de importantă și este necesar să se cunoască nu numai influența calitativă și tendințele în modificări ale limitelor de rezistență și modulelor de deformare a acestor soluri în funcție de compoziția lor granulară, umiditate, densitate și încărcare dinamică, dar au și valori specifice acestor indicatori.
Astfel de date orientative privind limitele de rezistență ale solurilor cu un coeficient de densitate de 0,95 sub încărcare statică și dinamică au fost stabilite de profesorul N. Ya (Tabelul 1).
tabelul 1
Limitele de rezistență (kgf/cm2) ale solurilor cu un coeficient de compactare de 0,95
si umiditate optima
Este adecvat de remarcat că, odată cu creșterea densității la 1,0 (100%), rezistența dinamică la compresiune a unor argile foarte coezive cu umiditate optimă va crește la 35-38 kgf/cm2. Când umiditatea scade la 80% din optim, ceea ce se poate întâmpla pe timp cald, cald sau locuri aride un număr de țări, puterea lor poate atinge valori și mai mari - 35–45 kgf/cm2 (densitate 95%) și chiar 60–70 kgf/cm2 (100%).
Desigur, astfel de soluri de înaltă rezistență pot fi compactate doar cu role vibro-impact grele. Presiunile de contact ale rolelor vibratoare cu tambur neted, chiar și pentru argile obișnuite cu umiditate optimă, vor fi în mod evident insuficiente pentru a obține rezultatul de compactare cerut de standarde.
Până de curând, evaluarea sau calculul presiunilor de contact sub o rolă netedă sau căptușită a unei role statice și vibratoare se realiza foarte simplu și aproximativ folosind indicatori și criterii indirecte și puțin fundamentate.
Bazat pe teoria vibrațiilor, teoria elasticității, mecanica teoretică, mecanica și dinamica solurilor, teoria dimensiunilor și asemănării, teoria capacității de traversare a vehiculelor cu roți și studiul interacțiunii unei matrițe cu role cu suprafața unui strat compactat liniar deformabil de amestec de beton asfaltic, bază de piatră zdrobită și sol de subsol, o relație analitică universală și destul de simplă pentru determinarea presiunilor de contact sub orice parte de lucru a unei role cu roți sau tip role (roată pneumatică, netedă). tambur tare, cauciucat, cu came, cu zăbrele sau cu nervuri):
σ o – presiunea statică sau dinamică maximă a tamburului;
Q in – sarcina de greutate a modulului cu role;
R o – puterea generală impactul rolei sub încărcare vibrodinamică;
R o = Q în K d
E o – modulul de deformare static sau dinamic al materialului compactat;
h – grosimea stratului de material compactat;
B, D – lățimea și diametrul rolei;
σ p – rezistența finală (fractura) a materialului compactat;
K d – coeficient dinamic
O metodologie mai detaliată și explicații pentru aceasta sunt prezentate într-un catalog similar de colecție „Inginerie și tehnologie a drumurilor” pentru 2003. Aici este necesar doar să subliniem că, spre deosebire de rolele de tambur netede, atunci când se determină așezarea totală a suprafeței materialul δ 0, forța dinamică maximă R 0 și presiunea de contact σ 0 pentru rolele cu came, zăbrele și cu nervuri, lățimea rolelor acestora este echivalentă cu o rolă netedă, iar pentru rolele pneumatice și acoperite cu cauciuc, un diametru echivalent este folosit.
În tabel 2 prezintă rezultatele calculelor folosind metoda specificată și dependențele analitice ale principalilor indicatori ai impactului dinamic, inclusiv presiunile de contact, tamburul neted și rolele vibratoare cu came de la un număr de companii pentru a analiza capacitatea lor de compactare la umplerea unuia dintre tipuri posibile soluri cu granulație fină cu un strat de 60 cm (în stări afânate și dense, coeficientul de compactare este de 0,85–0,87 și, respectiv, 0,95–0,96, modulul de deformare E 0 = 60 și 240 kgf/cm 2 și valoarea amplitudinea reală de vibrație a tamburului și respectiv a = A 0 /A ∞ = 1,1 și 2,0), adică. toate rolele au aceleași condiții pentru manifestarea capacităților lor de compactare, ceea ce conferă rezultatelor calculului și comparării lor corectitudinea necesară.
JSC „VAD” are în flota sa o gamă întreagă de role vibratoare cu tambur netede, care compactează solul în mod corespunzător și eficient, de la Dynapac, începând de la cele mai ușoare ( CA152D) și se termină cu cel mai greu ( CA602D). Prin urmare, a fost util să se obțină date calculate pentru unul dintre aceste patinoare ( CA302D) și comparați cu datele de la trei modele Hamm similare și similare ca greutate, create după un principiu unic (prin creșterea sarcinii rolei oscilante fără modificarea greutății acestuia și a altor indicatori de vibrație).
În tabel 2 prezintă, de asemenea, unele dintre cele mai mari role vibratoare de la două companii ( Bomag, Orenstein și Koppel), inclusiv analogii lor cu came și modele de role vibratoare remorcate (A-8, A-12, PVK-70EA).
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
masa 2
Tabel de analiză a datelor. 2 ne permite să tragem câteva concluzii și concluzii, inclusiv cele practice:
- create de role vibratoare Glakoval, inclusiv greutate medie (CA302D, Hamm 3412Și 3414 ), presiunile dinamice de contact depășesc semnificativ (pe solurile subcompactate de 2 ori) presiunile rolelor statice grele (tip roată pneumatică cu o greutate de 25 de tone sau mai mult), prin urmare sunt capabile să compacteze solurile necoezive, slab coezive și ușor coezive. destul de eficient și cu o grosime a stratului acceptabilă pentru lucrătorii rutieri;
- Rolele vibratoare cu came, inclusiv cele mai mari și mai grele, în comparație cu omoloagele lor netede, pot crea presiuni de contact de 3 ori mai mari (până la 45–55 kgf/cm2) și, prin urmare, sunt potrivite pentru compactarea cu succes a materialelor foarte coezive și echitabile. argile și argile grele puternice, inclusiv soiurile lor cu umiditate scăzută; o analiză a capacităților acestor role vibratoare în ceea ce privește presiunile de contact arată că există anumite premise pentru creșterea ușoară a acestor presiuni și creșterea grosimii straturilor de sol coezive compactate de modele mari și grele la 35–40 cm în loc de cele 25 de astăzi. –30 cm;
- Experiența companiei Hamm în crearea a trei role vibratoare diferite (3412, 3414 și 3516) cu aceiași parametri de vibrație (masa rolei oscilante, amplitudine, frecvență, forță centrifugă) și masă totală diferită a modulului rolei vibratoare datorită greutatea cadrului trebuie considerată interesantă și utilă, dar nu 100% și în primul rând din punctul de vedere al ușoarei diferențe a presiunilor dinamice create de rolele rolelor, de exemplu, în 3412 și 3516; dar în 3516, timpul de pauză dintre impulsurile de încărcare se reduce cu 25–30%, crescând timpul de contact al tamburului cu solul și crescând eficiența transferului de energie către acesta din urmă, ceea ce facilitează pătrunderea în adâncime a solului cu densitate mai mare. ;
- pe baza unei comparații a rolelor vibratoare în funcție de parametrii acestora sau chiar pe baza rezultatelor unor teste practice, este incorect, și cu greu corect, să spunem că acest rol este în general mai bun și celălalt este rău; fiecare model poate fi mai prost sau, dimpotrivă, bun și potrivit pentru condițiile sale specifice de utilizare (tipul și starea solului, grosimea stratului compactat); Se poate doar regreta faptul că nu au apărut încă mostre de role vibratoare cu parametri de compactare mai universali și ajustabili pentru a fi utilizate într-o gamă mai largă de tipuri și condiții de sol și grosimi de straturi de rambleu, ceea ce ar putea salva constructorul de drumuri de necesitatea achiziționării unui set de agenţi de compactare a solului tipuri diferiteîn ceea ce privește greutatea, dimensiunile și capacitatea de compactare.
Unele dintre concluziile trase pot să nu pară atât de noi și pot fi chiar deja cunoscute din experiența practică. Inclusiv inutilitatea utilizării rolelor vibratoare netede pentru compactarea solurilor coezive, în special cele cu umiditate scăzută.
Autorul a testat la un moment dat pe un teren special de testare din Tadjikistan tehnologia de compactare a lutului Langar, plasat în corpul unuia dintre cele mai înalte baraje (300 m) ale centralei hidroelectrice Nurek, care funcționează acum. Compoziția argilosului a inclus de la 1 la 11% particule nisipoase, 77–85% lutoase și 12–14% particule de argilă, numărul de plasticitate a fost de 10–14, umiditatea optimă a fost de aproximativ 15,3–15,5%, umiditatea naturală a fost de numai 7 – 9%, adică nu a depășit 0,6 din valoarea optimă.
Lotul a fost compactat folosind diverse role, inclusiv o rolă vibratoare trasă foarte mare, special creată pentru această construcție. PVK-70EA(22t, vezi Tabelul 2), care avea parametrii de vibrație destul de mari (amplitudine 2,6 și 3,2 mm, frecvență 17 și 25 Hz, forță centrifugă 53 și 75 tf). Cu toate acestea, datorită umidității scăzute a solului, compactarea necesară de 0,95 cu această rolă grea a fost realizată doar într-un strat de cel mult 19 cm.
Mai eficient și cu succes, această rolă, precum și A-8 și A-12, au compactat pietrișul liber și pietricelele așezate în straturi de până la 1,0–1,5 m.
Pe baza tensiunilor măsurate cu ajutorul unor senzori speciali plasați în terasament la diferite adâncimi, a fost construită o curbă de degradare a acestor presiuni dinamice de-a lungul adâncimii solului compactat de cele trei role vibratoare indicate (Fig. 2).
Orez. 2. Curba de dezintegrare a presiunilor dinamice experimentale
În ciuda diferențelor destul de semnificative în greutatea totală, dimensiuni, parametrii de vibrație și presiunile de contact (diferența a ajuns de 2-2,5 ori), valorile presiunilor experimentale din sol (în unități relative) s-au dovedit a fi apropiate și respectă același model (curba punctată din graficul din Fig. 2) și dependența analitică prezentată pe același grafic.
Este interesant că exact aceeași dependență este inerentă în curbele experimentale de decădere a tensiunii sub încărcarea pur șoc a unei mase de sol (placă de tamponare cu un diametru de 1 m și o greutate de 0,5–2,0 t). În ambele cazuri, exponentul α rămâne neschimbat și este egal sau aproape de 3/2. Doar coeficientul K se modifică în funcție de natura sau „severitatea” (agresivitatea) sarcinii dinamice de la 3,5 la 10. Cu o încărcare mai „ascuțită” a solului, este mai mare, cu o încărcare „lentă” este mai mică.
Acest coeficient K servește drept „regulator” pentru gradul de atenuare a tensiunii de-a lungul adâncimii solului. Cand valoarea sa este mare, tensiunile scad mai repede, iar cu distanta fata de suprafata de incarcare, grosimea stratului de sol care se lucreaza scade. Odată cu scăderea K, natura atenuării devine mai netedă și se apropie de curba de atenuare a presiunilor statice (în Fig. 2, Boussinet are α = 3/2 și K = 2,5). În acest caz, presiunile mai mari par să „pătrundă” adânc în sol, iar grosimea stratului de compactare crește.
Natura efectelor pulsului rolelor vibratoare nu variază foarte mult și se poate presupune că valorile K vor fi în intervalul 5-6. Și cu o atenuare cunoscută și aproape stabilă a presiunilor dinamice relative sub role vibratoare și anumite valori ale tensiunilor relative necesare (în fracțiuni din limita de rezistență a solului) în interiorul terasamentului de sol, este posibil, cu un grad rezonabil de probabilitate , să se stabilească grosimea stratului în care presiunile care acţionează acolo vor asigura implementarea etanşărilor cu coeficienţi, de exemplu 0,95 sau 0,98.
Prin practică, compactări de probă și numeroase studii, valorile aproximative ale unor astfel de presiuni intrasol au fost stabilite și prezentate în tabel. 3.
Tabelul 3
Există, de asemenea, o metodă simplificată de determinare a grosimii stratului compactat folosind o rolă vibratoare cu rolă netedă, conform căreia fiecare tonă de greutate a modulului cu role vibratoare este capabilă să asigure aproximativ următoarea grosime a stratului (cu umiditatea optimă a solului și nivelul necesar). parametrii rolei vibratoare):
- nisipurile sunt mari, medii, AGS – 9–10 cm;
- nisipuri fine, inclusiv cele cu praf – 6–7 cm;
- lut nisipos ușor și mediu – 4–5 cm;
- lutoase usoare – 2–3 cm.
Concluzie. Rolele vibrante moderne cu tambur netede și plăcuțe sunt compactoare eficiente de sol care pot asigura calitatea necesară a substratului construit. Sarcina inginerului rutier este să înțeleagă în mod competent capacitățile și caracteristicile acestor mijloace pentru orientarea corectă în selecția și aplicarea lor practică.
Necesitatea de a cunoaște densitatea exactă a materialelor de construcție în vrac apare la transportul acestora, compactarea lor, umplerea recipientelor și gropilor și selectarea proporțiilor la prepararea mortarelor. Unul dintre indicatorii luați în considerare este coeficientul de compactare, care caracterizează conformitatea straturilor așezate cu cerințele normative sau gradul de reducere a volumului de nisip în timpul transportului. Valoarea recomandată este indicată în documentația de proiectare și depinde de tipul structurii care se construiește sau de tipul lucrării.
Coeficientul de compactare este un număr standard care ia în considerare gradul de reducere a volumului exterior în timpul procesului de livrare și așezare urmat de compactare (puteți găsi informații despre compactarea pietrei sparte). Într-o versiune simplificată, se găsește ca raportul dintre masa unui anumit volum prelevat în timpul prelevării și un parametru de referință obținut în condiții de laborator. Valoarea sa depinde de tipul și dimensiunea fracțiilor de umplutură și variază de la 1,05 la 1,52. În cazul nisipului pentru lucrări de construcție, este de 1,15 este folosit ca punct de plecare la calculul materialelor de construcție.
Ca rezultat, volumul real de nisip furnizat este determinat prin înmulțirea rezultatelor măsurătorilor cu rata de compactare în timpul transportului. Maxim valoare admisibilă trebuie specificate în contractul de cumpărare. Sunt posibile și situațiile opuse - pentru verificarea integrității furnizorilor, volumul se găsește la sfârșitul livrării, cantitatea acestuia în m 3 se împarte la coeficientul de compactare a nisipului și se compară cu cel livrat. De exemplu, la transportul a 50 m 3 după compactare în spatele unei mașini sau vagoane, nu vor fi aduse la șantier mai mult de 43,5.
Factori care influenţează coeficientul
Numărul dat este media statistică, în practică depinde de set criterii diferite. Acestea includ:
- Dimensiunea granulelor de nisip, puritatea și alte proprietăți fizice și chimice determinate de locația și metoda de extracție. Caracteristicile sursei se pot modifica în timp, pe măsură ce materialul este îndepărtat din cariere, slăbirea straturilor rămase crește pentru a elimina erorile, densitatea în vrac și parametrii aferenti sunt verificați periodic în laborator.
- Condiții de transport (distanța până la instalație, factori climatici și sezonieri, tipul de transport utilizat). Cu cât vibrația afectează materialul mai puternic și mai lung, cu atât nisipul este compactat mai eficient atunci când este deplasat de vehicule, puțin mai puțin - în timpul transportului feroviar, minim - în timpul transportului maritim. La conditiile potrivite transport, impactul umidității și temperaturilor sub zero este minimizat.
Acești factori ar trebui verificați imediat; valorile indicatorilor sunt acceptabile umiditatea naturalăși densitatea în vrac sunt specificate în pașaport. Volumele suplimentare de solide în vrac datorate pierderilor în timpul transportului depind de distanța de livrare și sunt luate egale cu 0,5% în decurs de 1 km, 1% dincolo de acest parametru.
Utilizarea coeficientului în pregătirea pernelor de nisip și construcția drumurilor
O trăsătură caracteristică a oricăror materiale de construcție în vrac este schimbarea volumului la descărcarea într-o zonă liberă sau compactarea acesteia. În primul caz, nisipul sau solul se slăbesc în timpul depozitării, particulele se așează și aderă între ele practic fără goluri, dar încă nu îndeplinesc standardele. În ultima etapă - așezarea și distribuirea compozițiilor în fundul gropii, se ia în considerare coeficientul de compactare relativă a nisipului. Este un criteriu pentru calitatea muncii desfășurate în timpul pregătirii șanțurilor și șantiere de construcțiiși variază de la 0,95 la 1, valoarea exactă depinde de scopul propus al stratului și de metoda de umplere și compactare. Se determină prin calcul și trebuie indicat în documentația de proiectare.
Compactarea solului umplut este considerată aceeași acțiune obligatorie ca la așezarea unei perne de nisip sub fundațiile clădirilor sau la amenajarea unei suprafețe de drum. Pentru a obține efectul dorit, se folosesc echipamente speciale - role, plăci vibrante și ștampile vibrante, în absența acestuia, se efectuează tamponarea Unelte de mana sau picioarele. Grosimea maximă admisă a stratului tratat și numărul necesar de treceri se referă la valorile din tabel, același lucru este valabil și pentru minimul recomandat de așternut deasupra țevilor sau comunicațiilor.
În timpul procesului de compactare a nisipului sau a solului, densitatea lor în vrac crește, iar aria volumetrică scade inevitabil. Acest lucru trebuie luat în considerare la calcularea cantității de material achiziționat, împreună cu pierderile totale datorate intemperiilor sau cantității de stoc. Atunci când alegeți o metodă de compactare, este important de reținut că orice influență mecanică externă afectează doar straturile superioare pentru a obține o acoperire cu calitatea necesară;
Coeficientul de compactare al pietrei sparte este un indicator adimensional care caracterizează gradul de modificare a volumului materialului în timpul compactării, contracției și transportului. Se ia în considerare la calcularea cantității necesare de umplutură, verificarea masei produselor livrate la comandă și la pregătirea fundațiilor pentru structuri portante, împreună cu densitatea în vrac și alte caracteristici. Numărul standard pentru o anumită marcă este determinat în condiții de laborator; cel real nu este o valoare statică și depinde, de asemenea, de o serie de proprietăți inerente și de condiții externe.
Coeficientul de compactare este utilizat atunci când se lucrează cu materiale de construcție în vrac. Numărul lor standard variază de la 1,05 la 1,52. Valoarea medie pentru pietriș și piatră zdrobită de granit este de 1,1, argilă expandată - 1,15, amestecuri nisip-pietriș - 1,2 (citiți despre gradul de compactare a nisipului). Cifra reală depinde de următorii factori:
- Dimensiune: cu cât boabele sunt mai mici, cu atât compactarea este mai eficientă.
- Scădere: piatra zdrobită în formă de ac și neregulată se compactează mai puțin bine decât agregatul în formă de cub.
- Durata transportului și tipul de transport utilizat. Valoarea maximă se realizează atunci când pietrișul și piatra de granit sunt livrate în caroserii autobasculante și vagoane de cale ferată, valoarea minimă se realizează în containere maritime.
- Condiții pentru completarea unei mașini.
- Metodă: atingerea manuală a parametrului dorit este mai dificilă decât utilizarea echipamentelor de vibrații.
ÎN industrie de contructie Coeficientul de compactare este luat în considerare în primul rând la verificarea masei materialului în vrac achiziționat și la umplerea bazelor. Datele de proiectare indică densitatea scheletului structurii. Indicatorul este luat în considerare împreună cu alți parametri amestecuri de construcție, umiditatea joacă un rol important. Gradul de compactare este calculat pentru piatra zdrobită cu un volum limitat de pereți, în realitate, astfel de condiții nu sunt întotdeauna create. Un exemplu izbitor este o fundație umplută sau o pernă de drenaj (fracțiile se extind dincolo de limitele stratului), o eroare de calcul este inevitabilă. Pentru a o neutraliza, piatra zdrobită este achiziționată cu rezervă.
Ignorarea acestui coeficient la întocmirea unui proiect și la realizarea lucrărilor de construcție duce la achiziționarea unui volum incomplet și deteriorare caracteristici de performanta structuri construite. Cu gradul corect de compactare selectat și implementat, monoliții de beton, fundațiile clădirilor și ale drumurilor pot rezista la sarcinile așteptate.
Gradul de compactare pe șantier și în timpul transportului
Abaterea volumului de piatră zdrobită încărcat și livrat la punctul final este un fapt cunoscut cu cât vibrația este mai puternică în timpul transportului și cu cât distanța este mai mare, cu atât gradul de compactare este mai mare; Pentru a verifica conformitatea cantității de material adus, cel mai des este folosită o bandă de măsurare obișnuită. După măsurarea corpului, volumul rezultat se împarte la un coeficient și se verifică cu valoarea indicată în documentația de însoțire. Indiferent de dimensiunea fracțiilor, acest indicator nu poate fi mai mic de 1,1, cu cerințe ridicate acuratețea livrării este discutată și specificată în contract separat.
Dacă acest punct este ignorat, revendicările împotriva furnizorului sunt nefondate conform GOST 8267-93, parametrul nu se aplică caracteristicilor obligatorii. Valoarea implicită pentru piatra zdrobită este de 1,1; volumul livrat este verificat la punctul de primire după descărcare, materialul ocupă puțin mai mult spațiu, dar în timp se micșorează.
Gradul de compactare necesar la pregătirea fundațiilor clădirilor și drumurilor este indicat în documentația de proiectare și depinde de sarcinile de greutate așteptate. În practică, poate ajunge la 1,52, abaterea ar trebui să fie minimă (nu mai mult de 10%). Tașarea se efectuează în straturi cu o limită de grosime de 15-20 cm și utilizarea diferitelor fracții.
Suprafața drumului sau plăcuțele de fundație se toarnă pe locuri pregătite și anume cu sol nivelat și compactat, fără abateri semnificative de nivel. Primul strat este format din pietriș grosier sau piatră zdrobită de granit, utilizarea rocilor dolomite trebuie să fie permisă de proiect. După compactarea preliminară, piesele sunt separate în fracții mai mici, dacă este necesar, până la punctul de a fi umplute cu nisip sau amestecuri nisip-pietriș. Calitatea muncii este verificată separat pe fiecare strat.
Conformitatea rezultatului de tamponare obținut cu cel de proiectare se evaluează cu ajutorul echipamentelor speciale - un densimetru. Măsurarea se efectuează cu condiția să nu existe mai mult de 15% boabe cu o dimensiune de până la 10 mm. Instrumentul este scufundat 150 mm strict vertical, menținând presiunea necesară, nivelul se calculează prin devierea săgeții de pe dispozitiv. Pentru a elimina erorile, măsurătorile sunt luate în 3-5 puncte în locuri diferite.
Densitatea în vrac a pietrei zdrobite de diferite fracțiuni
Pe lângă coeficientul de compactare, pentru a determina cantitatea exactă de material necesară, trebuie să cunoașteți dimensiunile structurii care se umple și greutatea specifică a umpluturii. Acesta din urmă este raportul dintre masa de piatră zdrobită sau pietriș și volumul pe care îl ocupă și depinde în primul rând de rezistența și dimensiunea rocii originale.
| Tip | Densitatea în vrac (kg/m3) cu dimensiunile fracțiilor: | ||||
| 0-5 | 5-10 | 5-20 | 20-40 | 40-70 | |
| Granit | 1500 | 1430 | 1400 | 1380 | 1350 |
| Pietriş | 1410 | 1390 | 1370 | 1340 | |
| 1320 | 1280 | 1120 | |||
Greutatea specifică trebuie să fie indicată în certificatul de produs, în absența datelor exacte, poate fi găsită în mod independent. Pentru a face acest lucru, veți avea nevoie de un recipient cilindric și de o cântar, materialul este turnat fără compactare și cântărit înainte și după umplere. Cantitatea se afla prin inmultirea volumului structurii sau bazei cu valoarea obtinuta si cu gradul de compactare specificat in documentatia de proiectare.
De exemplu, pentru a umple 1 m2 dintr-o pernă de pietriș de 15 cm grosime cu o dimensiune a fracțiunii în intervalul 20-40 cm, veți avea nevoie de 1370 × 0,15 × 1,1 = 226 kg. Cunoscând zona bazei care se formează, este ușor să găsiți volumul total de umplutură.
Indicatorii de densitate sunt, de asemenea, relevanți la selectarea proporțiilor pentru gătit amestecuri de beton. Pentru structurile de fundație, se recomandă utilizarea pietrei concasate din granit cu o dimensiune a fracției în intervalul 20-40 mm și o greutate specifică de cel puțin 1400 kg/m3. În acest caz, compactarea nu se efectuează, dar se acordă atenție scăderii - pentru fabricarea produselor din beton armat, este necesară o umplutură în formă de cub cu un conținut scăzut de boabe de formă neregulată. Densitatea în vrac este utilizată la conversia proporțiilor volumetrice în proporții de masă și invers.
Nisipul (K upl) este cunoscut nu numai de specialiștii care lucrează în organizațiile de proiectare, ci și de operatorii a căror activitate principală este construcțiile. Se calculează pentru a compara densitatea reală într-o anumită zonă cu valoarea prescrisă de reglementări. Factorul de compactare materiale vrac- Acest criteriu important, care evaluează calitatea pregătirii pentru principalele tipuri de lucrări pe șantiere.
Ce este?
Compactarea caracterizează densitatea pe care o are solul într-o anumită zonă se referă la același indicator al materialului care a fost supus compactării standard în condiții de laborator. Această cifră este utilizată atunci când se evaluează calitatea muncii efectuate. Acest coeficient determină cât de bine solul de pe amplasament respectă cerințele GOST 8736-93 și 25100-95.
La diverse lucrări nisipul poate avea densități diferite. Toate aceste standarde sunt prescrise în SNiP 2.05.02-85, tabelul 22. Ele sunt de obicei indicate în documentele de proiect, în majoritatea cazurilor, această cifră variază de la 0,95 la 0,98;
Ce cauzează modificarea coeficientului de densitate?
Dacă nu înțelegeți ce este compactarea nisipului, atunci este aproape imposibil să calculați corect cantitatea de material în timpul construcției. La urma urmei, trebuie să știți clar cum diferitele manipulări au afectat solul. Ce coeficient de compactare relativă a nisipului vom obține în cele din urmă poate depinde de mulți factori:
- asupra modului de transport;
- cât de lung a fost traseul;
- dacă au apărut deteriorări mecanice;
- prezența incluziunilor străine;
- pătrunderea umezelii.
Desigur, dacă ați comandat nisip, pur și simplu trebuie să îl verificați la fața locului, deoarece reclamațiile târzii vor fi complet nepotrivite.
De ce să țineți cont de coeficientul relativ atunci când construiți drumuri
Acest indicator pentru o pernă de nisip trebuie calculat și acest lucru se explică printr-un fenomen fizic comun, familiar oricărei persoane. Pentru a înțelege acest lucru, amintiți-vă cum se comportă solul afânat. La început este lejer și voluminos. Dar după câteva zile se va așeza și va deveni mult mai dens.
Aceeași soartă așteaptă orice alt material în vrac. La urma urmei, densitatea sa crește în depozit sub presiunea propriei greutăți. Apoi, în timpul încărcării, acesta este slăbit și direct la șantier, nisipul este din nou compactat cu propria greutate. În plus, umiditatea afectează solul. Perna de nisip va fi compactata in timpul oricarui tip de lucrare, fie ca este vorba de constructia unui drum sau rambleerea fundatiei. Pentru toți acești factori, au fost calculate GOST-urile corespunzătoare (8736-93 și 25100-95).
Cum să utilizați un indicator relativ
În timpul oricărei lucrări de construcție, unul dintre cele mai importante etape Se are în vedere întocmirea estimărilor și calculelor de coeficienți. Acest lucru este necesar pentru a întocmi corect proiectul. Dacă este important să aflați cât de mult nisip se va compacta atunci când este transportat într-un camion basculant sau vagon feroviar, este suficient să găsiți indicatorul necesar în GOST 8735-88 și să împărțiți volumul necesar cu acesta.
De asemenea, este necesar să se țină cont de ce fel de muncă urmează. Ai de gând să faci o pernă de nisip sub terasament, sau rambleul fundației. În fiecare situație, compactarea va decurge diferit.
De exemplu, la umplerea cu nisip, se umple o groapă săpată. Tasarea se face folosind diverse echipamente. Uneori compactarea se face cu o placă vibrantă, dar în unele cazuri este necesară o rolă. În consecință, indicatorii vor fi diferiți. Rețineți că solul își schimbă proprietățile în timpul excavației. Deci cantitatea de umplere trebuie calculată ținând cont de indicatorul relativ.
Tabel cu valorile coeficientului de compactare în funcție de scopul nisipului.