Определение коэффициента фильтрации

Приложение А (обязательное). Допустимое содержание вредных компонентов и примесей

Приложение А (обязательное)

Допустимое содержание пород и минералов, относимых к вредным компонентам и примесям, в песке, используемом в качестве заполнителя для бетонов и растворов, не должно превышать следующих значений: — аморфные разновидности диоксида кремния, растворимого в щелочах (халцедон, опал, кремень и др.), — не более 50 ммоль/л; — сера, сульфиды, кроме пирита (марказит, пирротин и др.), и сульфаты (гипс, ангидрит и др.) в пересчете на — не более 1,0%; пирит в пересчете на — не более 4% по массе; — слюда — не более 2% по массе; — галоидные соединения (галит, сильвин и др.), включающие в себя водорастворимые хлориды, в пересчете на ион хлора — не более 0,15% по массе; — уголь — не более 1% по массе; — органические примеси (гумусовые кислоты) — менее количества, придающего раствору гидроксида натрия (колориметрическая проба по ГОСТ 8267) окраску, соответствующую цвету эталона или темнее этого цвета. Использование песка, не отвечающего этому требованию, допускается только после получения положительных результатов испытаний песка в бетоне или растворе на характеристики долговечности. Допустимое содержание цеолита, графита, горючих сланцев устанавливают на основе исследований влияния песка на долговечность бетона или раствора.

Обобщенные показатели физических свойств лессовых суглинков из разных районов СССР (по Ю. М. Абелеву, В. С. Быковой и др.)

Естеств. влажн. w %

Плотность г/см3

Пористость, %

Коэффициент пористости ε

Предел

Число пластичности J_p, %

минер. части породы

породы

скелет породы

текучести, w_z%

пластичности, w_п %

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Тульскаяобласть

23

2,74

1,82

1,51

41

0,63

—

—

11

Липецкая область

19

2,70

1,79

1,50

44

0,77

—

—

14

Тамбовско-Воронежская область

2

2,71

1,80

1,50

45

0,82

—

—

15

Киевское
плато

13

2,69

1,71

1,48

44

0,77

26

17

9

Кагал
Северный

Донец-Донбасс

20

2,75

1,90

1,57

43

0,73

41

23

18

Донбасс
(Центральный и Восточный)

19

2,71

1,82

1,59

44

0,77

37

22

15

Украинский
кристаллический щит

16

2,66

1,59

1,47

42

0,70

31

18

13

Водораздел Днепр — Южный Буг

14

2,70

1,76

1,54

43

0,73

37

22

15

Приднестровская — Карпатская область

17

2,70

1,70

1,49

40

0,72

33

19

14

Закубанская равнина

15

2,71

1,80

1,53

44

0,77

36

21

15

Ергени

13

2,72

1,78

1,50

45

0,82

3

19

11

Приташкентский район

14

2,73

1,47

1,28

52

—

—

—

—

Голодностепский район

15

2,73

1,47

—

46

—

—

—

—

Предуралье

19

2,68

1,83

1,54

42

0,73

30

17

13

Рудный
Алтай

18

—

—

—

45

0,82

33

18

13

Алтай

15

2,64

1,65

—

41

0,70

30

19

11

Кузнецк

23

2,70-2,75

1,80

1,45

42-50

,72-1,00

22-29

16-19

7-14

Новосибирск

15-22

2,65-2,75

1,66-1,73

1,36-1;48

46-49

0,85-0,97

—

—

9-15

Юг
Красноярского края

18

2,70

1,30-1,80

—

38-60

—

30-31

22-23

8

Иркутск — Черемхово

13-23

2,69-2,81

1,30-1,88

—

43-61

,76-1,50

—

—

10-18

Как рассчитать коэффициент фильтрации песка

Песок используют для приготовления растворов и смесей (мокрых или сухих) в строительстве самых разных объектов и сооружений – от жилья до стратегических конструкций и для дорожного строительства, от фундаментов до влагонепроницаемых герметичных сооружений. Выбирая требуемую фракцию и степень очистки песка, принимают в расчет модуль крупности, наличие глинистых примесей, объемную массу, коэффициент фильтрации. Справочные значения коэффициента фильтрации песка приведены в таблице:

Грунт	КФ	КФ
Гравий, галька	0,125-0,175	0,135-0,25
Песчаный грунт	0,175-0,30	0,20-0,40
Супеси	0,22-0,32	0,28-0, 5
Суглинки	0,3-0,38	0,45-0,65
Глинистый грунт	0,35-0,45	0,55-0,75
Крупнообломочный грунт	0,25	0,35

Точное определение коэффициента фильтрации песка нужно для того, чтобы узнать его способность пропускать воду (водопроницаемость). Скорость прохождения воды через определенную толщу песка вычисляют посредством применения гидравлического градиента со значением 1, единица измерения – м/сут (метров в сутки). Результат измерений отображает расстояние, на которое просочилась вода через слой песка за 24 часа, то есть плотность песка.
Определение коэффициента фильтрации грунтов

Коэффициент фильтрации песка (КФ) определяет его проникающую способность и параметры качества. Самая маленькая пропускная способность песка имеет КФ = 0. По значениям КФ можно определить объемное присутствие примесей глины и по этому показателю применять песок для тех или иных растворов или смесей.

Чем ниже коэффициент фильтрации, тем меньше диапазон применения песка, так как его качество определяет прочность бетонной или цементно-песчаной конструкции. Наивысший КФ имеет крупнозернистый песок, так как между зернами материала остается больше воздуха и вода может свободно и быстро просачиваться через толстый слой песка.

Чтобы лабораторным путем узнать КФ песка и провести исследования, пользуются мерной пробиркой: в нее наливают воду уровнем выше отметки «0» на 0,5 см и более. При стекании воды через перфорированное дно с отверстиями хронометром замеряют время, за которое вода опустится в мерной пробирке ниже 5,0 см. Такие измерения проводят 4 раза подряд, и каждый раз воду в мерную пробирку доливают на 0,5 см. При десятиминутном снижении уровня воды измерения можно делать при значении начального градиента давления 2,0. Мерная пробирка и подставка вынимаются из стакана и устанавливаются на специальный поддон. При проведении замеров необходимо следить за тем, чтобы вода в мерной пробирке не опускалась ниже верхнего уровня стройматериала.
Прибор для определения значения фильтрации песка

Плотность сухого сыпучего материала в резервуаре (ρd_i, г/см3) рассчитывают таким образом: ρd_i = m₁ / (V_i х (1+W_i)), где:

V_i – объем грунта в мерной пробирке, см3;

W_i – влажность грунта в мерной пробирке.

КФ рассчитывают по формуле: K = h / t x α (S / H) x 864 / T, где:

h – высота песчаной насыпки для фильтрации в мерной пробирке (см);

S – визуальное уменьшение уровня от начального (см);

H – значение предельно минимального давления жидкости (см);

t – время падения уровня (сек);

Т = (0,7 + 0,03 Т_ф) – коэффициент, применяемый для приведения КФ песка к приемлемым условиям фильтрации жидкости при температуре 10С, где:

Т_ф – температура при проведении опытов, С;

Т = (0,7 + 0,03 х 18) = 1,24.

Технология исследования

На подготовительном этапе, предшествующем началу испытаний, лаборант отстаивает воду и даёт зерновому материалу вылежаться, чтобы структуры приобрели примерно одинаковую температуру в 20-22 градуса. 

Сыпучий материал просеивают через специальное сито, чтобы исключить фрагменты размером более 5 мм. Затем приступают к исследованию.

• На латунную сетку крепится марлевое полотно, пропитанное водой. Саму сетку установить на дно, к которому подсоединена мерная трубка. Вся конструкция должна располагаться на абсолютно ровной поверхности, чтобы исключить искажение показаний.
• В трубку засыпают песок или иной материал. Его распределяют на три равные части. Первую помещают в цилиндр и тщательно утрамбовывают. Перед добавлением каждой последующей порции утрамбованную поверхность слегка взрыхляют спицей.
• Замеряется расстояние от утрамбованной поверхности песка до края трубки. Оно должно составлять 10 см.

Все данные (объём, вес песка, количество воды, время прохождения) вносят в протокол, чтобы специалист произвёл расчёты.

Использование песка в частях дорожной конструкции

Речной песок для дорожного строительства подбирается, исходя из конструктивных особенностей сооружения. Дорога состоит из нескольких частей, в которых используется слой песка, поэтому расчет делается на основании проектной документации раздельно.

Засыпка песка необходима:

• в песчано-гравийной подушке дорожного полотна, создающей условия для амортизации и частичного дренажа;
• в ряде случаев используется дополнительный слой песка, компенсирующий высокие механические нагрузки при перепадах температуры и отводящий влагу в нижние слои пирога;
• песок засыпается в боковые дренажные канавы, с его помощью формируется часть обочины, которая должна принимать и отводить воду, стекающую с поверхности полотна;
• песок используется для создания асфальто-бетонного основания и покрытия, при этом возможно применение его в сочетании с мелким гравием, с включениями речной гальки.

Исходя из способности песка пропускать воду (коэффициент фильтрации), его плотности при засыпке без трамбовки (насыпная плотность), нормальной влажности на момент засыпки (в пределах 10 %), модуля крупности, можно рассчитать потребность в закупках и подвозе песка в процессе строительства.

Модуль крупности и чистота песка

Отдельно стоит остановиться на модуле крупности песка для дороги — этот показатель определяет большую часть свойств подушки и дренажа. В подавляющем большинстве случаев используется песок речного происхождения с размерами зерен в пределах 1,7 — 2,2 мм, что соответствует критериям “средней крупности”. Более мелкие фракции пригодны для изготовления бетонных растворов, более крупные направляются на отсыпку больших оснований для сооружений. Песок 2 класса соответствует основным требованиям для дорожного строительства.

Очень серьезным параметром остается чистота материала, отсутствие глинистых включений, поскольку при насыщении водой загрязненный глиной песок может значительно изменить свойства, что приведет к деформации нагруженной части дорожного полотна.

Значения углов трения при срезе монолитных образцов и сдвиге плитки по плитке или при повторном сдвиге срезанного образца (по данным Г.А. Фисенко, М.Н. Гольдштейна и др.).

Сдвигаемое тело	Контртело	Угол трения при сдвиге плитки по плитке, или по трещине или повторный сдвиг, град.	Угол трения при срезе, φ град.
поверхность сдвига
гладкая	шероховатая
сухая	смочен. водой
1	2	3	4	5	6
Гранит	Гранит	34	33	32	—
Гранит биотитовый	Гранит биотитовый	26,5 (19-31)	49	—	—
Сиениты и порфиры	Сиениты и порфиры	—	22-31	—	35
Сланцы хлоритовые зеленые	Сланцы хлоритовые	—	33	—	37
Сланцы филлитовые	Сланцы филлитовые	—	34	—	—
Сланец глинистый	Сланец глинистый	—	13	1	—
Известняк	Известняк	—	19-25	31-35	—
Известняк	Известняк	—	33	28	—
Известняк	Известняк	—	18-20	—	24-27
Мергель	Мергель	—	16	14	—
Песчаники	Песчаники	—	26-31	—	36
Алевролиты	Алевролиты	—	23-28	—	33
Аргиллиты	Аргиллиты	—	19-26	—	27-30
Серпентинит	Серпентинит (свежая плитка)	—	27,5-29 до 14,5	—	—
То же	То же (повторный сдвиг)	—	15,5	—	—
Бетон	Серпентинит	—	33	—	—
Бетон	Бентонитовая глина	—	23	—	33
Бетон	Бетон	—	28-33	17-33	35

Свойства и характеристики песка

Все необходимые требования, выдвинутые до качества песка, используемого при подготовке бетона, обозначаются документально. Отдельные характеристики этого вещества можно изучить лишь лабораторно, но есть такие, которые проверяются и на глаз непосредственно перед осуществлением строительства.

Крупность частиц

Чтобы знать, какой песок брать для подготовки бетона, в первую очередь необходимо определиться с одним из важнейших параметров материала – размером песчинок. Выделяют такие типы данного вещества за крупностью его частиц:

• состоящий из крупных частиц (песчинки имеют размер, превышающий 3,5 мм);
• повышенной крупности (размер песчинок от 3 до 3,5 мм);
• крупный (в пределах 2,5-3 мм);
• среднего размера (2-2,5 мм);
• мелкая фракция (1,5-2 мм);
• очень мелкий (1-1,5 мм);
• тонкий (0,7-1 мм);
• очень тонкий (до 0,7 мм).

Чтобы узнать крупность песчинок специалисты проводят вещество через сито с соответствующим диаметром отверстий.

На самом же деле, подобное разделение более условно, только документально обозначенное.

В реальной жизни выделяют 3 вида песка за крупность частиц: мелкий, среднего размера и с крупными фракциями.

Какой применяется песок при раствора? Чтобы конструкция получилась действительно прочной, нужен крупный тип, но чтобы в нем было немало мелких песчинок.

В противном случае в бетоне будет отмечаться огромное количество пустот, что может снижать прочность готовой конструкции. К тому же, образовавшиеся пустоты может заполнить цемент, что равно возрастанию себестоимости готового изделия. Неопровержимый факт, что частицы одинакового размера неплотно прилегают друг к другу, таким образом, количество пустот намного больше. Исходя из этого, в основном применяют смесь песка с разными размерами песчинок, чтобы на выходе добиться максимальной плотности между составляющими бетона.

Ориентируясь на размер песчинок, само вещество можно разделить на 2 класса. В первом классе нет частиц, диаметр которых ниже 1,5 мм. Это оптимальный материал для строительства, потому что присутствие столь мелкого заполнителя оказывает негативный эффект на оседании песчинок большей крупности. Второй класс характеризуется наличием мелких частиц.

Объемный вес

Этот показатель характеризует вес 1 м³ песка в природном состоянии. Обычно вес кубометра данного элемента примерно составляет 1,5 -1,8 тонн. Желательно, чтобы этот показатель был ниже.

Состав

По составляющим элементам песок разделяют на:

• Гранулометрический (сочетает в себе совмещение песчинок разного размера).
• Минеральный: кварцевый, доломитовый, полевошпатовый и известняковый.
• Химический (в соответствии с наличными в составе компонентами определяется предполагаемая сфера применения).

Влажность

Обычно, этот показатель равняется 5%. Если высушить вещество, то его влажность будет составлять 1%, при добавлении влаги в виде осадков – 10%. Влажность определяет количество воды, которую надо домешать в бетонную смесь.

Непосредственно перед применением можно самостоятельно проконтролировать уровень влажности песка. Если его сжать ладошкой и он рассыпается, следовательно — влажность оптимальная, если нет, то ее показатель больше 5%. Но лучше проверять эту характеристику лабораторно.

Коэффициент пористости и насыпная плотность

Коэффициент характеризует как песок, а потом и бетон может сопротивляться пропусканию влаги. Проверка этого коэффициента осуществляется лишь в лаборатории.

В среднем оптимальная плотность должна держаться на уровне 1,3 – 1,9 т/куб.м. Если показатель ниже – то это говорит о том, что в веществе есть ненужные добавки, выше – о высокой влажности. Вся информация должна быть подана в соответствующей документации.

Физико-механические свойства скальных пород

Крепкие породы

Объемный вес γ, т/м3

Удельный вес γ_о, т/м3

Влажность w %

Сцепление в образце C, кг/см2

Угол внутреннего трения φ, град.

Размер элементарного блока, см

1

2

3

4

5

6

7

Изверженные

Гранитоиды

2,62

425

36,5

Кварцевые

Порфиры

2,56

2,65

0,36

395

37

40

Сиениты

2,76

0,37

363

37

40

Гранодиориты

2,63

2,78

0,39

560

32

50

Порфириты

3,02

0,50

365

33

45

Габбро-диориты

2,70

373

35,5

Габбро

3,11

300

36

Габбро-диабазы

2,86

353

32

80

Диабазы

2,95

460

30

Перидотиты

2,80

323

36

70

Пироксениты

3,23

35

35,5

Метаморфические и
осадочные

Кварциты

2,64

2,84

0,50

350-700

36

50-70

Джеспилиты

3,43

36

36

40

Роговики

2,58

305

35

40

Роговики
гидрогематитовые

3,17

300

32

40

Сланцы
кремнисто-глинистые

2,82

0,24

380

33,5

30

Сланцы
кварцево-хлорито-серицитовые

2,73

21

33

30

Филлиты,туффиты

2,87

300

28

40

Серпентиниты

2,7-3,1

0,40

230-300

35

60-100

Скварны

2,75

0,28

587

31

4-50

Кварцевые
песчаники

2,50

2,65

2,5

250

35

50-150

Известняки

2,70

2,77

0,14

220

33

30-100

Породы средней крепости

Продолж.
таблицы

Наименование горных пород	Объемный вес γ, т/м3	Удельный вес γо, т/м3	Влажность w %	Сцепление в образце C, кг/см2	Угол внутреннего трения φ, град.	Размер элементарного блока, см
Изверженныеслабовыветрелые
Гранитоиды	2,56			220	36,5	30-50
Кварцевые порфиры	2,50	2,64	0,20	227	34	30-50
Сиениты,сиенито-диориты,диориты	2,50	2,66	1,00	205	32	30-50
Гранодиориты, гранодиоритпорфиры	2,57	2,75	1,05	285	36,5	50
Порфириты	3,00			260	37
Габбро-дифиты	3,00			21	36
Габбро	2,83			275	35
Габбро-диабазы	2,98			260	36,5
Диабазы	2,75			200-260	36-37
Сиениты				240	36	70
Изверженные выветрелые
Сиениты-дифиты				120	32
Кератофиры				165	33
Гранодиоритпорфиры	2,40	2,74	0,90	180	36	30-50
Порфириты				170	31
Габбро-дифиты	2,66			180	36
Диабазы				70	34

Породы средней крепости

Продолж. таблицы

Наименование горных пород	Объемный вес γ, т/м3	Удельный вес γ, т/м3	Влажность w %	Сцепление в образце С, кг/см2	Угол внутреннего трения, φ, град.	Размер элементарного структурного блока, см
Метаморфические
Кварциты	2,61	2,78	0,40	165	34	50-70
Кварциты каолинизированные	2,24	2,59	0,94	48	30	20-30
Сланцы песчано-глинистые	2,78			180	37	40
Сланцы хлористо-кварцевые и хлоритовые	2,86			140	35	30
Филлиты				152	27	30
Тальковокарбонатная порода	2,89			115	30
Магнетиты	4,32			190	34	20-30
Серпентиниты выветрелые	2,50			84	34	20-30
Серпентиниты рассланцованные, сильно выветрелые	2,50			23	33	5,0-30
Осадочные
Известняки	2,44-2,67	2,83	0,1-4,	140-165	27-32	30-80
Известняки выветрелые	2,37	—	—	73	31
Песчаники аркозовые	2,26			175	38
Песчаники глинистые	2,67	—	—	170	37
Песчаники с карбонатным цементом	2,57	2,68	2,27	170	36	40
Песчаники с глинисто-железнистым цементом	2,31	2,70	2,70	87	36	30
Песчаники	2,53	2,75		50-90	35	30-80
Алевролиты	2,51	2,72	4,00	35-70	33	35-70
Аргиллиты	2,45	2,80	8,00	40	29	20-55
Уголь	1,26-1,58		5,00	28	36	3,0-60

Породы слабые

Продолж. таблицы

Наименование горных пород	Объемный вес γ, т/м3	Удельный вес γ, т/м3	Влажность w %	Сцепление в образце С, кг/см2	Угол внутреннего трения, φ, град.	Размер элементарного структурного блока, см
Сильновыветрелые
Габбро-дифиты	2,40			14,3	36
Сланцы	2,12		18,0	1,2-13,6	26-30
Песчаники				7,5	36
Диабазы	2,07		19,6	3,2	34
Доломиты, сидериты	2,00		31,6	1,39	32
Осадочные
Песчаники	2,11	2,65	11,0	11,0	35
Алевролиты	2,13	2,48	20,0	3-17	31
Аргиллиты	2,02	2,67	18,0	3-1	29
Мел трещиноватый	1,90	2,64	31	1-40	35

5. Лессы и
лессовидные грунты

В соответствии с требованиями СНиП II-15-74 и СН
449-72 широко распространенные на территории СССР лессы и лессовые
грунты относятся
к просадочным.

К просадочным от замачивания грунтам следует
относить грунты, имеющие G ≤ 0,6 и значение

,

где: Е_о -коэффициент пористости образца природного сложения и влажности;

Е_т -коэффициент
пористости того же образца грунта при влажности на границе текучести;

G -степень влажности.

Гранулометрический состав
лессовых пород показан втаблице . Значения модуля деформации даны в таблице . Показатели физических свойств лессовых пород в различных районах СССР
приведены в таблице . Средние
значения показателей сопротивления сдвигу — в таблице . Табличные данные могут быть
использованы для предварительных,
ориентировочных расчетов.

Коэффициенты фильтрации грунтов

Наименование пород

Коэффициент фильтрации, м/сутки

Авторы

1

2

3

4

Скальные
грунты

1

Слабо
трещиноваты: доломиты, мел,мергели,сланцы

5-20

Скабалланович, Седенко

2

Различные трещиноватые породы

20-60

-«-

3

Сильно трещиноватые породы

более 60-70

-«-

Галечниковыеи гравийные грунты

4

Галечник с песком

20-100

-«-

5

Галечник отсортировочный

более 100

-«-

6

Галечник
чистый

100-200

АгалинаМ.С.

7

Гравий
чистый

10-200

Абрамов С.К.

8

Гравий
с песком

75-15

-«-

9

Гравийно-галечниковые грунты со значительной примесью мелких частиц

20-60

Скабалланович, Седенко

Песчаные грунты

1

Песок пылеватый глинистый с преобладающей фракцией 0,01-0,05 мм

0,6-1,0

Богомолов Г.В.

11

Песок
пылеватый однородный с преобладающей
фракцией 0,01-0,05 мм

1,5-5,0

-«-

12

Песок
мелкозернистый глинистый с преобладающей фракцией 0,1-,25 мм

10-15

-«-

13

Песок
мелкозернистый однородный с преобладающей
фракцией 0,1-,25 мм

20-25

-«-

14

Песок среднезернистый глинистый с преобладающей
фракцией 0,25-0,5 мм

35-50

Богомолов Г.В.

15

Песок
среднезернистый однородный с преобладающей
фракцией 0,25-0,5 мм

35-40

-«-

16

Песок
крупнозернистый,слегка глинистый с преобладающей фракцией 0,5-1,0 мм

35-4

-«-

17

Песок
крупнозернистый однородный с преобладающей
фракцией 0,5-1,0 мм

60-75

-«-

Глинистые грунты

18

Глина

менее 0,01

Скабалланович, Седенко

19

Суглинок
тяжелый

0,05-0,01

Абрамов С.К.

20

Суглинок легкий и
средний

0,4-0,005

Абрамов С.К.

21

Супесь
плотная

22

Супесь
рыхлая

0,1-0,01

Скабалланович, Седенко

23

Супесь

1,0-0,4

Абрамович С.К.

Торф

24

Торф
мало разложившийся

4,5-1,0

Агалина М.С.

25

Торф
среднеразложившийся

1,0-0,15

-«-

26

Торф
сильно разложившийся

,15-0,01

-«-

Определение коэффициента фильтрации грунтов опытными наливами в шурфы.

Для определения коэффициента фильтрации неводонасыщенных грунтов. Т.е. грунтов, залегающих в зоне аэрации, используется метод налива воды в шурфы.

Сущность метода заключается в создании вертикального потока, просачивающегося через сухой грунт вниз до дна шурфа, измерении площади сечения потока, расхода и гидравлического уклона, т.е. всех параметров закона Дарси, кроме К_ф.

Конструкция прибора Нестерова: На дне шурфа располагают 2 цилиндра диаметрами 25 и 50 см. Их вдавливают в дно на 5-8 см для защиты от размыва. На внешний цилиндр устанавливается подставка, на котором размещаются 2 сосуда Мариотта для автоматического поддержания уровня воды в цилиндрах на одинаковой высоте (Н=10 см). на сосудах имеется прозрачная шкала, с помощью которой измеряется объем воды, профильтровавшейся за определенное время.

Определение коэффициента фильтрации грунтов опытными откачками воды из скважин.

Наиболее распространенный метод.

Откачки обычно проводятся при 2-3 понижениях уровня воды в центральной скважине. Величина каждого понижения в центральной скважине в сильноводопроницаемых грунтах не менее 1 м, в средне- и малопроницаемых 1,5-2 м.

При кустовой откачке бурят центральную скважину (закреплена обсадной трубой с фильтром), из которой производиться откачка воды насосом, и ряд наблюдательных скважин (также закрепленных трубами с фильтрами), по которым следят за изменением уровня воды во время откачки. Для замеров уровня воды применяют электроуровнеметры.

1. Гидрогеологические исследования

Опытные гидрогеологические исследования включают:

— определение коэффициента фильтрации грунтов в зоне аэрации методом инфильтрации (методы налива воды в шурфы);

— определение коэффициента фильтрации грунтов в водоносном горизонте методом опытных откачек.

1. Геофизические методы работ

Геофизические исследования включают:

— работу с одноканальной сейсмической установкой ОСУ- 1;

— электроразведочные работы методом вертикальных электрических зондирований (ВЭЗ);

К числу самостоятельно выполняемых относятся:

— проходка буровых скважин методом бурения;

— испытание грунтов динамическим зондированием;

— проведение цикла фильтрационных наблюдений.

1.Рельеф Подмосковья

Московский регион включает: Москва и Московская область (25 млн. человек). Находится в центре Русской платформы. Русская платформа простилается от Урала до Днепра и от Северного Ледовитого Океана до Кавказа.

Рельеф равнинный, с отметками от 100 до 250-300м над уровнем моря. Рельеф Подмосковья сформирован в результате вертикальных тектонических движений земной коры в Палеозойскую и Мезозойскую эры, а также в Кайнозойскую под действием поверхностной эрозии.

В пределах Подмосковья по рельефу выделяется ряд регионов:

1) Клинско-Дмитровская холмистая гряда.

Находится на северо-западе от Москвы и имеет вид волнистой равнины с сильно развитой овражной системой. Сформирован реками Клязьма, Истра, Москва, Яхра. А также ледниками.

Абсолютные отметки поверхности от 200 до 300 м. Реки в этом районе на 150-170м врезаны от водораздела.

Четвертичные отложения незначительные.

2) Западная Моренная равнина.

Простилается к западу и юго-западу от Москвы.

Имеет равнинный рельеф (абсолютные отметки 190-200м.). Глубинные отложения мощностью 60м.

3) Теплостанская возвышенность.

На юге Москвы и Московской области, занимает правый берег р. Москвы (на отметке примерно 270м).

Рельеф палеозойских и мезозойских отложений.

В этом районе выделяется Татаровская холмистая возвышенность.

4) Левобережье реки Пахры.

Расположено на юге и юго-востоке, занимает бассейн рек Пахры и Десны.

Рельеф равнинный (отметки 170-190м).

5) Мещерская низина.

На северо-востоке Московской области между рекой Окой и рекой Москвой. Абсолютные отметки 100-120м.

Вся территория заболочена.

6) Долина реки Москвы (самый большой регион).

Река Москва берет свое начало в 321 километрах к западу от Москвы. Протяженность реки 500 км. Впадает в районе Коломны в Оку. Ширина 20-30 м. на востоке, при разливе ширина достигает 3 км. Продольные террасы расположены ассиметрично её руслу и сложены песчаными отложениями. Река Москва имеет значительную извилистость с крутыми поворотами русла (сильно миандрирует). Ширина террас от 100 до 1000м. Выделаются 3 террасы по течению (в пределах Москвы):

— пойма (122м.),

— 1-ая надпойменная терраса (130м.),

— 2-ая надпойменная терраса (140м.),

— 3-я надпойменная терраса (150м.).

StudFiles.ru

Расчет КФ

Учитывая постоянный спрос на песок для организации любых строительных работ – как в промышленном, так и в индивидуальном строительстве и ремонте – характеристики этого стройматериала должны быть такими, чтобы обеспечить максимально возможные качественные, прочностные, фильтрационные (КФ) и другие параметры.
Ориентировочные значения КФ песка

КФ определяется при помощи такого набора инструментов:

1. Прибор КФ-00М, который состоит из следующих комплектующих:
   1. Фильтрационная пробирка (трубка) высотой более 100 мм, диаметром 5,65 см. Трубка имеет дно с перфорационными отверстиями для прохождения жидкости.
   2. Муфта со стальными сетками для фильтрации жидкости.
   3. Стеклянный резервуар.
2. Электронные весы.
3. Хронометр или секундомер.

Подробнее о проведении опыта по измерению КФ песка:

В пробирку прибора КФ-00М насыпают сухой песок, который необходимо исследовать, а сетка с отверстиями прикрепляется ко дну пробирки. Устройство ставят на горизонтальную поверхность, песок в пробирке следует плотно утрамбовать. Для этого его засыпают маленькими порциями, и каждая порция трамбуется отдельно. Всего порций делают три или больше.
Аппарат для определения водопоглощения в лаборатории

Расстояние от верхнего края пробирки до начала уровня песка необходимо измерить, и, если оно больше, чем 100 мм, песок трамбуют дополнительно. Исследовать единицу КФ начинают заливкой воды в пробирку таким образом, чтобы она была выше нуля на 0,5 см. Как только жидкость начнет стекать через перфорированное дно, хронометром измеряют время до отметки 50 мм – до нее должна опуститься вода. Доливают жидкость в пробирку воду четыре раза по 5 мм. Результатом измерений будет среднее арифметическое всех проведенных замеров.

Водопрони­цаемость почвы	Уклон участка (в тысячных долях)	Длина поливной борозды (м)	Величина струи в борозду (литров в секунду)
Слабая	Большой (0,005-0,01) Средний (0,001-0,005) Малый (≤ 0,001)	120-150 100-120 80-100	0,1-0,3 0,2-0,4 0,3-0,5
Средняя	Большой (0,005-0,01) Средний (0,001-0,005) Малый (≤ 0,001)	100-120 80-100 60-80	0,3-0,5 0,4-0,6 0,6-0,8
Высокая	Большой (0,005-0,01) Средним (0,001-0,005) Малый (≤ 0,001)	80-100 60-80 40-60	0,6-0,8 0,7-0,9 1,0-1,2

По окончании исследований разница между показателем плотности сухого карьерного песка и предельной его плотностью не должна быть больше 0,02 г/см3. Для укладки дорожного полотна берут речной, морской или карьерный промытый песок, так как эти пески обладают улучшенными параметрами качества, а промытый стройматериал – и лучшую очистку. Благодаря качеству промывки асфальт на основе такого песка будет прочнее, а длительность его эксплуатации – выше.  Песок, добытый со дна моря, в строительно-ремонтных работах используют не так часто, как речной, потому что его стоимость выше. Песок с примесями глины в строительстве применяют намного реже других сыпучих материалов, но если его очистить (промыть и высушить), то сферу его использования можно не ограничивать из-за маленького КФ.

Добыча морского песка

Грязный песок, добытый в карьере, имеет низкий коэффициент фильтрации по ГОСТ – не выше 0,5-0,7 м/сут. При его промывке глина и другие посторонние примеси вымываются, а крупные посторонние зерна (камень, крошка гранита или щебня) остаются. Для получения более высокого качества такого песка его необходимо не только просушить, но и просеять, после чего можно смело использовать для получения высококачественных растворов или смесей. КФ для таких песков получается высоким – ≤ 20 м/сут, так как из него промывкой и просеиванием удаляются все сторонние фракции и примеси.

Таблица: коэффициент фильтрации грунтов по ГОСТ

Тип грунта	Приблизительный КФ, м/сут
Галька	≥ 200
Гравий	100-200
Крупнообломочный грунт с песчаным наполнителем	100-150
Гравелистые пески	50-100
Крупный песок	25-75
Среднекрупный песок	10-25
Мелкий песок	2-10
Пылеватый песок	0,1-2
Супесчаный грунт	0,1-0,7
Суглинистая почва	0,005-0,4
Глинистая почва	≤ 0,005
Слаборазложившийся торфяник	1-4
Среднеразложившийся торфяник	0,15-1
Сильноразложившийся торфяник	0,01-0,15

 
Добыча морского песка

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Обязательное

Значения и

0,01	0,010	0,34	0,416	0,67	1,109
0,02	0,020	0,35	0,431	0,68	1,139
0,03	0,030	0,36	0,446	0,69	1,172
0,04	0,040	0,37	0,462	0,70	1,204
0,05	0,051	0,38	0,478	0,71	1,238
0,06	0,062	0,39	0,494	0,72	1,273
0,07	0,073	0,40	0,510	0,73	1,309
0,08	0,083	0,41	0,527	0,74	1,347
0,09	0,094	0,42	0,545	0,75	1,386
0,10	0,105	0,43	0,562	0,76	1,427
0,11	0,117	0,44	0,580	0,77	1,470
0,12	0,128	0,45	0,598	0,78	1,514
0,13	0,139	0,46	0,616	0,79	1,561
0,14	0,151	0,47	0,635	0,80	1,609
0,15	0,163	0,48	0,654	0,81	1,661
0,16	0,174	0,49	0,673	0,82	1,715
0,17	0,186	0,50	0,693	0,83	1,771
0,18	0,196	0,51	0,713	0,84	1,833
0,19	0,210	0,52	0,734	0,85	1,897
0,20	0,223	0,53	0,755	0,86	1,966
0,21	0,236	0,54	0,777	0,87	2,040
0,22	0,248	0,55	0,799	0,88	2,120
0,23	0,261	0,56	0,821	0,89	2,207
0,24	0,274	0,57	0,844	0,90	2,303
0,25	0,288	0,58	0,868	0,91	2,408
0,26	0,301	0,59	0,892	0,92	2,526
0,27	0,315	0,60	0,916	0,93	2,659
0,28	0,329	0,61	0,941	0,94	2,813
0,29	0,346	0,62	0,967	0,95	2,996
0,30	0,357	0,63	0,994	0,96	3,219
0,31	0,371	0,64	1,022	0,97	3,507
0,32	0,385	0,65	1,050	0,98	3,912
0,33	0,400	0,66	1,079	0,99	4,605

Нормативные значения модулей деформации глинистых грунтов (СНиП II-15-74)

Виды глинистых грунтов и пределы их
консистенции

Модули деформации грунтов Е кг/см2
при коэффициенте пористости Е, равным

0,35

0,45

0,55

0,65

0,75

0,85

0,95

1,05

1,2

1,4

1,6

Четвертичные
отложения

Аллювиальные

Делювиальные

Озерные

Озерно-аллювиальные

Супеси

Суглинки

0 ≤ J_z ≤ 0,75

—

320

240

150

100

70

—

—

—

—

—

0 ≤ J_z ≤ 0,25

—

340

270

220

170

140

110

—

—

—

—

0,25 < J_z ≤ 0,5

—

320

250

190

140

11

80

—

—

—

—

0,5 < J_z ≤ 0,75

—

—

—

170

120

80

60

50

—

—

—

Глины

0 ≤ J_z ≤ 0,25

—

—

280

240

21

150

150

120

—

—

—

0,25 < J_z ≤ 0,5

—

—

—

21

18

150

120

90

—

—

—

0,5 < J_z ≤ 0,75

—

—

—

—

150

120

90

7

—

—

—

Флювиогляциальные

Супеси

Суглинки

0 ≤ J_z ≤ 0,75

—

320

240

170

110

70

—

—

—

—

—

0 ≤ J_z ≤ 0,25

—

400

33

270

21

—

—

—

—

—

—

0,25 < J_z ≤ 0,5

—

350

280

220

170

140

—

—

—

—

—

0,5 < J_z ≤ 0,75

—

—

—

170

180

100

70

—

—

—

—

Моренные

Супеси

Суглинки

J_z
≤ 0,5

75

550

450

—

—

—

—

—

—

—

—

Юрские
отложения оксфордского яруса

Глины

-0,25 ≤ J_z ≤ 0

—

—

—

—

—

—

270

250

220

—

—

0 < J_z ≤ 0,25

—

—

—

—

—

—

24

220

190

150

—

0,25 < J_z ≤ 0,5

—

—

—

—

—

—

—

—

100

120

100

Необходимыми параметрами при
расчетах устойчивости земляного
полотна являются значения угла внутреннего трения (φ) и
сцепления (c). Нормативные значения
этих величин
для обычных глинистых грунтов в зависимости от коэффициента пористости и показателя
консистенции могут быть взяты из таблицы , для песчаных грунтов в зависимости от их пористости из таблицы и намываемых песчаных
и гравийных грунтов в зависимости от объемного веса из таблицы .