Приложение 17. Методы контроля плотности грунта

Приложение 17
(к пп. 5.21; 5.80)

Методы контроля плотности грунта

Определение плотности и влажности грунта засыпки плотномером-влагомером Н.П. Ковалева

Прибор (рис. 1), основанный на принципе гидростатического взвешивания, состоит из двух основных частей: сосуда и поплавка с трубкой. На трубке нанесены четыре шкалы для определения объемной массы различных грунтов. Шкалы с пометками "Ч", "П", и "Г" служат для определения объемной массы (плотности) соответственно сухих черноземных, песчаных и глинистых грунтов. Шкала с пометкой "Вл." предназначена для определения объемной массы влажных грунтов.

Поплавок-трубка соединяется с сосудом посредством трех замков. Между ними остается зазор 1 - 2 мм для свободного поступления воды в сосуд и выхода из него воздуха. В комплект прибора входят также режущий стальной цилиндр емкостью 200 мл для отбора проб грунта с ненарушенной структурой, нож и ведро-футляр, являющееся сосудом для воды при испытаниях и футляром для хранения прибора.

При определении объемной массы грунта с естественной влажностью берут пробу с ненарушенным сложением путем вдавливания стального режущего цилиндра в грунт. Цилиндр, полностью вдавленный в грунт, осторожно откапывают и лишний грунт срезают ножом по плоскостям цилиндра. Пробу грунта из режущего цилиндра пересыпают через воронку в поплавок прибора, который затем плавно погружают в ведро-футляр, наполненной водой. По шкале "Вл.", нанесенной на трубке поплавка, определяют объемную массу влажного грунта гамма_об. Затем для установления объемной массы (плотности) скелета грунта гамма_ск пробу из поплавка прибора переносят без потерь в сосуд, доливая воду до 1/2 его объема, при этом грунт тщательно растирают до полного размокания комков деревянной ручкой ножа. Сосуд соединяют с поплавком и погружают в ведро-футляр, наполненное водой.

Через зазор между поплавком и сосудом вода из ведра заполняет свободное пространство в сосуде, а прибор погружается до уровня, по которому на соответствующей шкале находят плотность грунта.

Влажность грунта (%) вычисляют по формуле

                                гамма  - гамма

                                     об       ск

                            W = ---------------- 100.

                                     гамма

                                          ск

Метод лунок

При возведении насыпи из каменных материалов, а также при наличии в грунте гравелистых частиц, щебенки, мерзлых комьев контроль за уплотнением грунта может осуществляться путем засыпки лунок сухим песком.

Для этого заготовляют сухой песок, просеянный через сито с отверстиями размером 2 мм (или отдельные фракции песка 0,5 - 1 мм, 1 - 2 мм) и не содержащий пылеватых и глинистых частиц. Если такие частицы содержаться, их следует отмыть и песок высушить.

На уплотненном слое грунта выравнивают небольшую площадку и выкапывают лунку диаметром около 20 см, глубиной 10 - 15 см. Грунт из лунки тщательно собирают и взвешивают с точностью до 5 г (при выкапывании лунки не следует задевать края и боковые стенки ее рабочим инструментом, так как это может привести к увеличению объема лунки и искажению получаемых результатов).

Объем лунки определяют следующим образом. Над лункой устанавливают двойную жестяную воронку с основанием диаметром 25 см

(рис. 2). В лунку и нижнюю воронку через верхнюю воронку насыпают сухой песок. Объем засыпаемого песка измеряют мерными стеклянными цилиндрами емкостью 0,1 - 1 л с точностью до 5 см3 (основной объем песка может быть засыпан в лунку мерным сосудом, остальную часть песка до полного заполнения лунки желательно засыпать небольшими мерными цилиндрами емкостью не более 0,1 - 0,25 л). Песок в цилиндр насыпают через обычную воронку без встряхивания. Вычитая из общего объема песка его объем, находящийся в воронке, получим объем песка а лунке, т.е. объем лунки.

Разделив массу грунта, извлеченного из лунки, на его объем, находят объемную массу влажного грунта гамма_об. Для определения влажности грунта необходимо высушить весь образец грунта, взятого из лунки. Если грунт содержит частицы крупнее 5 мм и из-за этого невозможно определить влажность всего образца грунта, то определяют влажность W' грунта с частицами менее 5 мм (отсеянного). При этом следует учитывать влияние на влажность образца грунта включений частиц крупнее 5 мм путем умножения полученного значения влажности W' отсеянного грунта на поправочный коэффициент. Тогда значение влажности W' для грунта с включением частиц крупнее 5 мм находят по формуле

                                    100 - P

                             W = W' -------, %

                                      100

    100 - Р

где ------- - поправочный коэффициент;

      100

    Р       - содержание частиц крупнее 5 мм, %.

Объемную массу скелета грунта рассчитывают после определения влажности по формуле

                                   гамма

                                        об

                         гамма  = ----------, г/см3.

                              ск  1 + 0,01 W