Плотность грунта — это его физическая характеристика, которая отражает массу грунта на единицу его объема. Эта характеристика измеряется в килограммах на кубический метр (кг/м3) или граммах на кубический сантиметр (г/см3), 1 куб. см равен 1 мл.
Плотность почвы зависит от минералогического состава грунта, влажности и пористости. Он важен для определения прочности почв разных типов: скальных, песчаных, глинистых. Без уточнения плотности грунта невозможно спроектировать устойчивое, долговечное и безопасное здание.
Основные понятия плотности грунта
В расчетах и проектировании используют термины, связанные с плотностью грунта:
-
Плотность частиц грунта — это физическая характеристика, которая представляет собой соотношение массы и объема твердых частиц.
-
Плотность сухого грунта — это физическая характеристика, которая представляет собой отношение массы почвы, за вычетом массы воды и льда в ее порах, к его первоначальному объему.
-
Максимальная плотность грунта — это показатель, который получают при стандартном уплотнении высушенного грунта с постепенным увлажнением.
Также применяется понятие насыпной плотности, а точнее — материалов, засыпанных поверх самого грунта: песка, гравия, щебня, гранитной крошки и других твердых элементов. Они нужны для трамбования грунта и формирования плотного слоя поверх.
Плотность грунта в строительстве
В строительстве и других инженерно-технических работах плотность грунта необходима для определения важных параметров:
-
давления на подпорную стенку и бытового напряжения;
-
устойчивости откосов и склонов при риске оползней;
-
усадки зданий и сооружений, глубины котлованов;
-
распределения напряжения в земле под фундаментом.
Следовательно, показатель плотности грунта при проектировании влияет на:
-
общую прочность и надежность фундамента;
-
сопротивление грунта к дорожному покрытию;
-
затраты на уплотнение почвы перед возведением конструкций;
-
загрязнение и разрушение почв с учетом залегания подземных вод.
Кроме того, от плотности почвы во многом зависят сроки строительства и стоимость реализации проекта. Если почва слишком рыхлая, ее плотность нужно повышать, а фундамент укреплять. Если же порода слишком твердая (например, скальная), ее будет сложнее дробить. Это приводит к дополнительным расходам. Определять плотность необходимо, чтобы понять, способен ли грунт выдержать нагрузки, которые возникнут в процессе строительства и после его завершения. На основе показателя плотности рассчитывают предельную нагрузку и среднюю усадку.
Методы уточнения плотности грунта
Для определения плотности грунта применяют формулы и следующие методы:
-
Метод режущего кольца
Применяется для всех почв достаточной влажности, кроме сыпучих и плывунов. Место отбора проб очищается, прикладывается металлическое режущее кольцо известного объема и вдавливается в грунт. Вырезается кольцо с грунтом, излишки зачищаются над торцами формы, которая после закрывается пластинами. Далее взвешивается кольцо грунта вместе с формой и пластинами, и ведется расчет.
-
Метод с использованием пикнометра
Процедуру проводят в специальных колбах, которые называют пикнометрами. Грунт растирают в порошок, далее его переносят в пикнометры, заливают жидкостью с известной плотностью и оценивают изменение этого параметра.
-
Метод взвешивания в воде
Данный способ подходит для грунтов пылевато-глинистых немерзлых, склонных к крошению или трудно поддающихся вырезке. Если взять их пробу в кольца, она рассыплется. Поэтому отобранную порцию грунта опускают в воду и считают плотность по закону Архимеда.
-
Расчетный метод
С его помощью определяют плотность высушенного грунта (его скелета). Для этого пробу обезвоживают и взвешивают, а затем делят массу сухого грунта на его объем в естественном (увлажненном) виде. На практике формулу и рабочий способ определения плотности выбирают исходя из типа грунта, его пористости, хрупкости, смежных параметров, необходимой точности замеров.
Уточнение плотности грунта в «Гектар Групп»
