Коэффициент разрыхления грунта: и его расчет при проектировании дома

Процесс строительства начинается с определения границ участка и подготовки грунта для установки фундамента. Земляные работы являются основным этапом в строительстве и занимают большую часть стоимости строительных работ, включая оплату аренды спецтехники и вывоз грунта. Для точного расчета стоимости работ, необходимо учитывать не только размеры котлована, но и особенности грунта.

Одной из таких характеристик является коэффициент разрыхления грунта, позволяющий определить увеличение объема при выемке его из котлована

Коэффициент разрыхления грунта

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.

Влажность грунт – это мера его насыщения водой, выраженная в процентах. Нормальная влажность лежит в пределах 5-25%,а грунты, имеющие влажность более 30%, считаются мокрыми. При влажности до 5% грунты принято называть сухими.

Образец влажного грунта

Сцепление влияет на сопротивление грунта сдвигу, у песков и супесей этот показатель лежит в диапазоне 3-50 кПа, у глин и суглинков – в пределах 5-200 кПа.

Плотность зависит от качественного и количественного состава грунта, а также от его влажности. Самыми плотными, и, соответственно, тяжелыми являются скальные грунты, наиболее легкие категории грунта – пески и супеси. Характеристики грунтов приведены в таблице:

Таблица — различные категории грунта

Как видно из таблицы, коэффициент первоначального разрыхления грунта прямо пропорционален плотности грунта, иными словами, чем плотнее и тяжелее грунт в естественных условиях, тем больше объема он займет в выбранном состоянии. Этот параметр влияет на объемы вывозки грунта после его разработки.

Существует также такой показатель, как остаточное разрыхление грунта, он показывает, насколько грунт поддается осадке в процессе слеживания, при контакте с водой, при трамбовке механизмами. Для частного строительства этот показатель имеет значение при заказе гравия для выполнения подушки под фундамент и других работ, связанных с расчетом привозного грунта. Также он важен для складирования и утилизации грунтов.

Таблица — наименование грунта и его остаточное разрыхление %

Пример расчета коэффициента разрыхления грунта

Применение коэффициентов первоначального и остаточного разрыхления грунтов на практике можно рассмотреть на примере расчета. Предположим, что есть необходимость выполнить разработку грунта под котлован заглубленного ленточного фундамента с последующей отсыпкой гравийной подушки. Грунт на участке – влажный песок. Ширина котлована – 1 метр, общая длина ленты фундамента 40 метров, глубина котлована – 1,5 метров, толщина гравийной подушки после трамбовки – 0,3 метра.

• Находим объем котлована, а, следовательно, и грунта в естественном состоянии:

V_к = 40 · 1 · 1,5 = 60 м³.

• Применяя коэффициент первоначального разрыхления грунта, определяем его объем после разработки:

V₁ = k_р · Vк = 1,2 · 60 = 72 м³;

где k_р= 1,2 – коэффициент первоначального разрыхления грунта для влажного песка, принятый по среднему значению (таблица 1).

Следовательно, объем вывоза грунта составит 72м³.

• Находим конечный объем гравийной подушки после трамбовки:

V_п = 40 · 1 · 0,3 = 12 м³.

• Находим по таблице 2 максимальные значения первоначального и остаточного коэффициента разрыхления для гравийных и галечных грунтов и выражаем их в долях.

Первоначальный коэффициент разрыхления k_р = 20% или 1,2; остаточный коэффициент разрыхления k_ор = 8% или 1,08.

• Вычисляем объем гравия для выполнения гравийной подушки конечным объемом 12 м³.

V₂ = V_п ·k_р/k_ор=12 · 1,2/1,08 = 13,33 м³.

Следовательно, объем необходимого для отсыпки гравия составит 13,3м³.

Конечно, такой расчет является весьма приблизительным, но он даст вам представление о том, что такое коэффициент разрыхления грунта, и для чего он используется. При проектировании коттеджа или жилого дома применяется более сложная методика, но для предварительного расчета стройматериалов и трудозатрат на строительство гаража или дачного домика вы можете ее использовать.