При устройстве фундамента, отмостки, оснований для дорожек и дорог, тротуаров и прокладки коммуникаций используют различные комбинации грунта, песка, щебня, гравия и вторичного гравия. При этом смеси обязательно трамбуются и уплотняются, что подразумевает определенный коэффициент уплотнения, который надо знать для точного расчета материала.
Типичная подготовка основания под монолитный или блочный фундамент в разрезе
В среднем данные о коэффициентах уплотнения наиболее популярных материалов изложена в таблице 1.
| Материал и его технические характеристики | Коэффициент уплотнения |
| Щебень фракция 40-70, марка 800 фракция 70-120, марка 800 все фракции, марка 300…600 | В среднем 1,1 1,25…1,3 1,25…1,3 1,1…1,5 |
| Шлак, в зависимости от плотности | 1,3…1,5 |
| Песок строительный | 1,15 |
| Грунт, в зависимости от типа | 1,1…1,4 |
| ПГС | 1,2 |
| Керамзит | 1,15 |
Однако это общие, усредненные данные. Давайте подробно разберемся, откуда берется понятие коэффициента уплотнения и как его определять.
Используемые материалы
Для оснований разного типа может использовать как местный грунт, подвергнутый трамбовке, так и завозные материалы. Чаще всего трамбовке подвергают местные грунты полускального и песчаного типа. Уже суглинки, и тем более глинистые грунты необходимо убирать на глубину котлована и заменять подушкой из песка и гравия.
При этом слои основания обязательно подвергают трамбовке, эффективность которой зависит от следующих факторов:
- материал слоя. Для щебня разных пород, гравия, гравийно-песчаной смеси (ПГС) и песка коэффициент уплотнения сильно отличается;
- фракции материала. Чем крупнее фрагменты, тем сложнее их уплотнить;
- способа трамбовки – ручная, механизированная – и прилагаемого усилия;
- высоты и общего объема засыпаемого слоя;
- наличие материала с зернистостью меньше, чем задано нижней границей данного класса (например, для щебня фракции 5…20 содержание камня размером до 3 мм включительно составляет около 5% — такое расхождение мало повлияет на степень уплотнения. Если процентная доля составляет ¼…1/4 объема – придется вносить поправки);
- лещадности (для щебня). Этот параметр выражает отношение содержания кубовидных камней к плоским. Чем ниже лещадность, тем больше кубических элементов и тем плотнее можно утрамбовать щебень;
- влажности слоя.
Нормы качества, фракции и другие параметры щебня регулируются ГОСТ 8267-93 для щебня и ГОСТ 8736-2014 для строительного песка.
Соответственно, степень уплотнения любого сыпучего материала, выражаемая безразмерным коэффициентом, зависит от типа материала и условий работы.
ЩПС в строительстве
Щебеночно-песчаные смеси имеют самое широкое применение практически во всех областях строительства, их активно используют в дорожно-ремонтных работах, при прокладывании автомобильных и железнодорожных трасс, трамвайных путей. Конкретная сфера использования зависит от фракции щебня в составе смеси. По этим показателям ЩПС делят на несколько групп: С2, С3, С4, С5.
ЩПС групп С2, С3 со щебнем мелких фракций применяются главным образом в фундаментных работах. Гранитный щебень обладает высокими показателями по прочности и морозостойкости, поэтому применение ЩПС в составе строительных растворов позволяет увеличить прочность создаваемых конструкций их долговечность и устойчивость к нагрузкам. В производстве бетонных панелей и плит используются ЩПС групп С3, С4 со щебнем более крупных фракций 20-40 мм. Они же используются при укладе балластного слоя для железнодорожных и трамвайных рельсов, отсыпке дорожных обочин.
Что такое коэффициент уплотнения транспортировки
Под этим названием понимают отношение объема материала в момент загрузки транспортного средства к объему в момент доставки.
С учетом того, что при транспортировке сыпучий материал неизбежно уплотняется – роль трамбовки выполняет дорожная тряска – минимально допустимым коэффициентом при приемке доставленного на объект щебня, песка или песчано-гравийной смеси считается 1,1. То есть данные об объеме кузова (вагона, иной транспортной емкости), умноженные на коэффициент 1,1 должны совпадать с заказанным объемом или немного его превышать. Если полученная цифра меньше требуемой на 2…5% и более, необходимо решать вопрос с недопоставкой материала.
Пример.
Заказано 20 кубометров щебня, доставлено 18 куб.м. (согласно измерениям кузова изнутри). С учетом коэффициента 18х1,1=19,8 куб.м. Недогруз составляет 0,2 куб.м., то есть 1% — погрешность в пределах допустимой.
Важно: данные об уплотнении материала в процессе транспортировки могут быть указаны, но не являются обязательными для указания в сопроводительных документах груза! Чтобы не было недоразумений, потребуйте от поставщика включить данные в договор купли-продажи и перевозки.
ЩПС в дорожных работах
Щебеночно-песчаные смеси активно применяются и в строительстве дорог, в этой сфере востребованы ЩПС С3-С6. Смеси с крупным щебнем в составе группы С5, С6 используются при создании нижнего слоя дорожных оснований, они обеспечивают устойчивость дорожного полотна под влиянием нагрузок, препятствуют появлению трещин на его поверхности. С3 и С4 применяются в асфальтовых и покрытиях . С 6 используется при сооружении массивных бетонных конструкций, площадок для тяжелого автотранспорта, создании взлетных полос аэродромов.
К качественным характеристикам ЩПС можно отнести неограниченный срок хранения, смеси можно складировать даже под открытым небом в непосредственной близости от места проведения работ, с течением времени они не потеряют своих качеств, это полностью готовый к применению материал, не требующий использования смесительных установок в процессе создания дорожных оснований. Приобретение щебеночно-песчаной смеси более выгодно, чем покупка двух компонентов смеси и самостоятельное их смешивание в нужных пропорциях.
Как рассчитывается коэффициент уплотнения
Для этого необходимы лабораторные или, для частного домостроения, домашние испытания.
Образец материала уплотняется до той степени, которая будет организовываться на строительной площадке, после чего замеры утрамбованного образца сравниваются с замерами до уплотнения.
Общие принципы проведения испытаний, используемое оборудование и методы описаны в ГОСТ 22733-2016 и ГОСТ 8269.0-97.
Для более полного понимания процесса проверки степени уплотнения насыпных материалов рекомендуем посмотреть видео.
Также можно использовать более точные измерители плотности грунта.
Преимущества использования щебеночно-песчаных смесей
Щебеночно-песчаные смеси популярны в строительстве, благодаря комплексу ценных характеристик, среди которых:
- Низкая себестоимость, поскольку ЩПС являются побочным продуктом добычи щебня.
- Простота транспортировки – можно перевозить в любом грузовом транспорте.
- Бесконечный срок хранения и неприхотливость к условиям хранения.
Для повышения степени уплотнения и недопущения слишком высокого увлажнения ЩПС обрабатывают жидкими стабилизаторами – растворимыми эмульсиями на базе сульфированного масла, органическими материалами, содержащими протеин или серную и буферную кислоты. Стабилизаторы снижают набухание, усадку, пылеобразование, толщину конструктивных слоев. Они повышают плотность материала, несущую способность, водонепроницаемость.
Коэффициент уплотнения щебня
Согласно СНиП 3.06.03-85, нормальными коэффициентами уплотнения щебня считаются:
- 1,25…1,3 для марки 800, фракции 40-70 и 70-120;
- 1,1…1,5 для марок 300…600, в зависимости от фракции;
- 1,3…1,5 для шлака в зависимости от его плотности.
При этом точные данные получить невозможно, даже поставщик дает информацию о степени уплотнения с определенным допуском.
Если достоверной информации нет, но при этом необходимо обеспечить повышенную плотность трамбовки, СНиП рекомендует использовать расклинцовку (то есть вклинивание более мелкого камня):
- для фракции 40-70 щебнем фракций 5-20, 0-20, 0-10 — постепенно, с уменьшением фракции к поверхности слоя;
- для фракции 70-120 – щебнем 40-70.
При этом расход более мелкого камня должен соответствовать данным приведенной ниже таблицы.
Для облегчения расклинивания и лучшего уплотнения смесь проливают в процессе трамбовки водой, с расходом 15…25 /м.кв. Если используют шлак, количество воды увеличивается до 25…35 л/м.кв. на первичном этапе и 10…12 л/м.кв. на этапе расклинцовки.
Классификация щебеночно-гравийно-песчаных смесей по зерновому составу
Области применения ЩПС во многом зависят от зернового состава. В соответствии с этим параметром их разделяют на несколько групп.
Материалы для покрытий:
- С1.
Самая крупная фракция, которая присутствует в этой смеси, – 40 мм. Ее количество не превышает 10 %. Основная область применения – устройство покрытий, которые должны иметь идеально гладкую поверхность, например посадочных полос аэродромов. - С2.
Максимальный размер зерен – 20 мм. В состав входит щебень с высокой морозостойкостью. Материал используется для создания дорожных покрытий I-III категории, устройства посадочных полос, при благоустройстве ландшафта на частных территориях. Покрытие, полученное с использованием ЩПС С2, отличается устойчивостью к воздействию воды, механических нагрузок, температурных перепадов.
Смеси для оснований (непрерывная гранулометрия):
- С3.
Максимальный размер зерна – 120 мм. Основная цель применения этого материала – создание дополнительных слоев основания дороги. Применение ЩПС С3 позволяет сэкономить бетон и асфальтобетон. - С4.
Наибольший размер зерна – 80 мм. Содержание крупной фракции не должно превышать 10 %. Материал, содержащий щебень с радиационным показателем не более 300 Бк/кг, может использоваться в жилом строительстве. Также он востребован при устройстве автодорог, укрепления обочин, создание балластной призмы трамвайных и ЖД путей. - С5.
Максимальный размер зерна – 40 мм. Смесь применяется при строительстве зданий жилого и производственного назначения, устройстве автодорог, для укрепления обочин. - С6.
Наибольшая фракция – 20 мм. Используется практически во всех областях жилого, промышленного, дорожного строительства. - С7 и С8.
Эти мелкофракционные материалы применяются для создания нижнего слоя автодорог.
Материалы для основания (прерывистая гранулометрия):
- С9.
Крупнофракционная смесь содержит крупные гранулы до 80 мм. Применяется при строительстве автодорог, автостоянок, площадей, укреплении обочин. - С10.
Максимальный размер зерен – 40 мм. Этот сыпучий материал востребован на начальном этапе строительства автодорог. - С11.
Наибольшая фракция – 20 мм. Основная область применения – дорожное строительство.
Коэффициент уплотнения песка
Здесь также можно ориентироваться на данные поставщика, но проверять реальные данные лучше по результатам испытаний.
В среднем насыпная плотность песка указана в таблице.
Исходя из нормативных данных, средний коэффициент уплотнения строительного песка принят 1,15.
Следует помнить, что для некоторых видов работ тщательное уплотнение песка может быть не нужно, и соответственно коэффициент может быть меньше единицы.
Процесс укладки бутового камня
Работа с природным камнем начинается с предварительной подготовки: сортировки по размеру и цвету, очистки от следов грунта, органических включений, строительного мусора. Затем камень нужно замочить в воде, чтобы он напитался влагой и не вытянул ее из цементного раствора.
Чтобы сцепление бутовой кладки с бетоном фундамента или цоколя было максимально прочным, первый ряд камня следует укладывать через 4 часа после заливки. После того как бетон схватится, кладку можно производить обычным методом.
Сооружения из бутового камня могут простоять более сотни лет, если подобрать соответствующую породу и соблюсти технологию укладки
Аккуратный и симпатичный вид бутовой стене придаст расшивка швов, которую нужно произвести после схватывания раствора. При изготовлении раствора для бутового камня из гранита на одну часть цемента (М400 или М500) берут две части песка. Для известняка или песчаника пропорция составляет 1:3.
Заполнять промежутки между камнями нужно очень тщательно, чтобы не оставалось пустот или отверстий, куда может забиться снег или попасть вода.
Коэффициент уплотнения ПГС
Песчано-гравийной смесью (ПГС) называют природную или обогащенную (ОПГС) смесь песка и гравия. Состав природной смеси нормирует ГОСТ 23735-2014, согласно данным ГОСТа, содержание зерен гравия с фракцией около 5 мм должно быть в пределах 10…90%.
Данный материал редко используется для отсыпки песчано-гравийной подушки под фундамент, чаще применяется для изготовления средних и тяжелых бетонов. Соответственно, зернистость и процентный состав смеси сильно влияют на коэффициент уплотнения бетона.
Обязательно учитывается группа ПГС согласно таблице.
ЩПС: состав, виды, характеристики, области применения
- Классификация ЩПС по зерновому составу
- Основные характеристики щебеночно-песчаных смесей
- Области применения ЩПС
- Преимущества использования ЩПС
Щебеночно-песчаная смесь (ЩПС) – комплексный строительный материал природного происхождения, который является побочным продуктом при добыче и переработке горных пород. Смесь щебня, гравия, песка доставляется на специальные обогатительные заводы. Там ее дробят, очищают от мусора, сортируют. Производство этой продукции отличается простотой и отсутствием сложного дорогостоящего оборудования, что обеспечивает ее невысокую стоимость. Качественные характеристики ЩПС, широко применяемых при строительстве автомобильных дорог и аэродромов, регламентируются ГОСТом 25607-2009.
Достоинства и недостатки
Количество плюсов бутового камня впечатляет. Не зря он до сих пор является одним из популярных строительных материалов. В числе его достоинств:
- Экологичность. Благодаря природному происхождению бутовый камень безвреден для здоровья, что добавляет ему популярности.
- Значительная стойкость к износу. Плесень, насекомые, влажность, перепады температур, ветер не страшны бутовому камню и не ухудшают его качеств. Он хорошо выдерживает вертикальные и горизонтальные нагрузки.
- Простое изготовление. Для получения бутового камня не требуется каких-то сложных технологий или оборудования. И это хорошо сказывается на его цене.
- Большой срок службы. Здания из бутового камня могут стоять более сотни лет.
- Эстетичный внешний вид. Бутовый камень не только надежен, он прекрасно смотрится в декоративных композициях.
При наличии умелых рук композиции из бутового камня легко превращаются в произведения искусства
Недостатки у данного строительного материала тоже имеются. Основной – трудоемкость при использовании. Для того чтобы красиво уложить бутовый камень, подобрать подходящие друг к другу куски, требуется немалая сноровка. Но – все приходит с опытом. Накопив его, вы сможете совершенно преобразить свой дачный участок, причем собственными руками и с небольшими затратами.
Главная задача – подобрать подходящие по форме и размеру камни
