Страница 2: ДСТУ Б В.2.1-23:2009. Основи та підвалини будинків і споруд. Ґрунти. Методи лабораторного визначення коефіцієнта фільтрації (59706)

3. Циліндр зі зразком ґрунту закривають дном з латунною сіткою, покритою кружками
   марлі.

4. Заповнення циліндра ґрунтом порушеного складу виконують у наступному порядку:

• циліндр закривають дном із латунною сіткою, покритою кружком марлі;

• наповнюють циліндр ґрунтом, підготовленим згідно з 4.5, через верх шарами товщиною від
  1 см до 2 см;

• необхідну масу ґрунту т в грамах обчислюють за формулами:

Якщо ґрунт масою т не укладається в циліндр, то його ущільнюють трамбуванням.

6.1.1.5 Заповнення циліндра для випробування ґрунтом гранично пухкого або гранично щільного стану виконують у наступному порядку:

• циліндр із дном і латунною сіткою, покритою кружком марлі, зважують;

• для одержання зразка гранично пухкого стану циліндр заповнюють ґрунтом, насипаючи його з-
  висоти від 5 см до 10 см без ущільнення; гранично щільного стану - шарами товщиною від 1 см до
  2 см з ущільненням кожного шару трамбуванням:

• зачищають поверхню зразка ґрунту на рівні країв циліндра і зважують циліндр із ґрунтом;

• визначають щільність ґрунту згідно з ДСТУ Б В.2.1-17.

6.1.2 Проведення випробування

6.1.2.1 Коефіцієнт фільтрації ґрунту визначають у наступному порядку:

-обертами піднімального гвинта, встановлюють циліндр із ґрунтом до суміщення позначки необхідного градієнта напору на планці з верхнім краєм кришки корпуса і доливають воду в корпус до верхнього краю. Випробування проводять при поетапному збільшенні значень градієнта напору;

5

ДСТУ Б В.2.1-23:2009

• заміряють температуру води;

• заповнюють мірний скляний балон водою і, закриваючи пальцем його отвір, перекидають от-
  вором вниз, підносять як можна ближче до циліндра із ґрунтом і, віднімаючи палець, швидко встав-
  ляють у муфту фільтраційної трубки так, щоб його горло стикалося з латунною сіткою, а в балон
  рівномірно піднімалися дрібні бульбашки повітря. Якщо в мірний балон потрапляють великі буль-
  башки повітря, то його необхідно опустити нижче, до появи дрібних бульбашок;

• відмічають час, коли рівень води досягне позначки шкали мірного балона з цифрою 10 см³
  (або 20 см³), приймаючи цей час за початок фільтрації води. Надалі фіксують час, коли рівень води
  досягне відповідно позначок 20; 30; 40; 50 см³ (або 20; 40; 60; 80 см³) або інших кратних значень.
  Знімають чотири відліки.

6.1.3 Обробка результатів випробування

6.1.3.1 Коефіцієнт фільтрації К₁₀ у метрах на добу, приведений до умов фільтрації при темпера
турі 10 °С, обчислюють за формулою:

2. Коефіцієнт фільтрації вираховують до другої значущої цифри.

3. Для розрахунку коефіцієнта фільтрації складають таблицю розрахункових даних для
   постійних витрат води із циліндра певної площі поперечного перерізу при різних градієнтах напору
   та температури.

4. У процесі підготовки, проведення і обробки результатів випробувань зразків ґрунту ведуть журнал за формою, наведеною у додатку Б.

6.2 Визначення коефіцієнта фільтрації піщаних ґрунтів, що застосовуються при шляховому та аеродромному будівництві

6.2.1 Підготовка до випробування

6.2.1.1 До випробування ґрунт підготовляють у такий спосіб:

• пісок і воду, призначені для визначення коефіцієнта фільтрації, витримують у лабораторії до
  вирівнювання їх температури з температурою повітря;

• просівають через сито з отворами 5 мм попередньо висушений до повітряно-сухою стану
  піщаний ґрунт і визначають його гігроскопічну вологість згідно з ДСТУ Б В.2.1-17;

- відбирають у порцелянову чашку пробу ґрунту способом квартування масою не менше ніж 450 г;

- зволожують за допомогою мірного циліндра відібрану пробу до оптимальної вологості і витри-
мують її в ексикаторі з водою не менше ніж 2 год; піски крупні і середньої крупності допускається не
витримувати в ексикаторі.

6.2.1.2 Необхідний для зволоження об'єм води Q в кубічних сантиметрах, обчислюють за фор-
мулою:

6

ДСТУ Б В.2.1-23:2009

6.2.1.4 Трубку приладу заповнюють ґрунтом у наступному порядку: '

• перфороване дно з латунною сіткою, покритою кружком змоченої водою марлі, кріплять до
  трубки та ставлять її на тверду масивну основу;

• наважку вологого ґрунту масою m₁ ділять на три порції та послідовно укладають їх у трубку,
  ущільнюють кожну з них за допомогою трамбування, роблячи по 40 ударів вантажу з висоти 300 мм;
  перед укладанням кожної порції поверхню попередньої ущільненої порції спушують ножем на гли-
  бину від 1 мм до 2 мм;

• вимірюють лінійкою відстань від верхнього краю трубки до поверхні ущільненого фунту;
  вимірювання проводять не менше ніж у трьох точках; до обчислення приймають середнє значення.

При висоті зразка ґрунту в трубці більше ніж 100 мм проводять додаткове ущільнення, яке закінчують при висоті зразка (100 ±1) мм.

Укладають на поверхню ґрунту шар гравію (фракція від 2 мм до 5 мм) товщиною від 5 мм до 10 мм.

6.2.1.5 Установлюють трубку із ґрунтом на підставку й разом із нею поміщають у склянку, яку по-
ступово наповнюють водою до верху.

Розміщають склянку із,трубкою в ємність для води, яку заповнюють до рівня вище шару гравію від 10 мм до 15 мм.

Після появи води в трубці над шаром гравію, доливають воду у верхню частину трубки приблизно на 1/3 її висоти.

6.2.1.6 Витягають склянку із трубкою з ємності, склянку установлюють на піддон. У цьому ви-
падку початковий градієнт напору води в зразку ґрунту дорівнює одиниці.

6.2.2 Проведення випробування

6.2.2.1 Випробування проводять у наступному порядку:

• доливають воду в трубку вище нульової позначки не менше ніж на 5 мм;

• при витіканні води через перфороване дно визначають за допомогою секундоміра падіння
  рівня води в п'єзометрі від 0 мм до 50 мм.

Зазначену операцію повторюють не менше ніж чотири рази, щораз доливаючи воду в трубку на 5 мм вище нульової позначки. До обчислення приймають середній час падіння рівня води. У випадку відхилів окремих відліків від середньоарифметичного значення більш ніж на 10 % збільшують число визначень.

При часі падіння рівня води в п'єзометрі більше ніж 2 хв допускається зменшувати висоту падіння рівня.

При часі падіння більше ніж 10 хв допускається проводити випробування при початковому градієнті напору, який дорівнює 2. У цьому випадку трубку з підставкою виймають із склянки та ставлять безпосередньо на піддон.

7

6.2.3.2 Число окремих визначень коефіцієнта фільтрації повинно бути не менше ніж три.

6.3 Визначення коефіцієнта фільтрації пилуватих і глинистих ґрунтів

6.3.1 Підготовка до випробування

1. Воду і ґрунт, призначені для визначення коефіцієнта фільтрації, витримують у лабора-
   торії до вирівнювання їх температури з температурою повітря.

2. Зразок ґрунту готують згідно з 6.1.1.2, попередньо змазавши внутрішню поверхню кільця
   технічним вазеліном.

Проби для визначення вологості згідно з ДСТУ Б В.2.1-17 відбирають із залишків зрізаного ґрунту.

При заповненні кільця ґрунтом необхідно враховувати, у якому напрямку відносно природного нашарування визначають коефіцієнт фільтрації.

По внутрішньому діаметру кільця вирізають фільтрувальний папір, змочують водою й накладають на нижню та верхню поверхню ґрунту.

6.3.1.3 Заповнюють піддон приладу водою через п'єзометр до верхньої поверхні металевого
фільтра і ставлять на фільтр кільце з ґрунтом.

Металевий фільтр ставлять на зразок ґрунту та опускають гвинт аретира так, щоб при насиченні водою зразок не набухав.

При випробуванні ґрунту під навантаженням закріплюють індикатор.

8

ДСТУ Б В.2.1-23:2009

6.3.1.4 Зразок ґрунту насичують водою знизу вгору через п'єзометр. Насичення водою викону-
ють не менше ніж 2 доби для супісків, не менше ніж 5 діб для суглинків; тривалість насичення водою
глин установлюється завданням.

При ступені вологості ґрунту більше ніж 0,98 насичення водою можна не робити.

6.3.1.5 Заливають зразок ґрунту водою (до країв насадки або верха кришки) та передають на
зразок заданий тиск ступенями.

Значення ступенів тиску та час витримування ступенів назначають відповідно до ДСТУ Б В.2.1 -4.

Якщо заданий тиск дорівнює p_str (відповідний структурній міцності), то зразок навантажують ступенями тиску по 0,0025 МПа до початку стиску згідно з ДСТУ Б В.2.1-4.

6. Для підготовки зразків глинистих ґрунтів порушеного складу із заданими значеннями
   щільності необхідно розім'яти ґрунт товкачиком з гумовим наконечником до зникнення грудочок
   крупніше ніж 2 мм і визначити вологість ґрунту згідно з ДСТУ Б В.2.1-17.

7. Масу ґрунту, яка в об'ємі кільця має забезпечити задане значення щільності; обчислю-
   ють за формулами.

Якщо значення щільності сухого ґрунту p_d задано, то масу ґрунту т в грамах, в об'ємі кільця обчислюють за формулою:

6.3.1.8 Заповнюють кільце приготовленим ґрунтом необхідної маси.
Якщо не вдається укласти весь ґрунт вручну, то застосовують прес.

6.3.1.9 Торці зразка ґрунту накривають кружками вологого фільтрувального паперу та викону-
ють послідовно операції зазначені в 6.3.1.3-6.3.1.5.

6.3.2 Проведення випробування

6.3.2.1 Наливають воду в п'єзометр і встановлюють початковий напір, що відповідає заданому
градієнту напору.

Початковий напір дорівнює висоті стовпа води від постійного її рівня над зразком ґрунту до рівня в п'єзометрі.

У приладах, що мають два п'єзометри, з'єднаних із кришкою і піддоном, початковий напір дорівнює різниці рівнів у п'єзометрах. При дослідженні фільтрації в спадаючому потоці п'єзометр, приєднаний до верхньої частини приладу, повинен бути заповнений водою до верхньої позначки, а п'єзометр, приєднаний до нижньої частини, -до нижньої позначки і навпаки.

6.3.2.2 Відкривають кран (крани), що з'єднує (з'єднують) п'єзометр (п'єзометри) із приладом, і
записують час початку фільтрації води.

6.3.2.3 Заміряють кількість поділок шкали, на які опустився (піднявся) рівень води в п'єзометрі,
через однакові проміжки часу і температуру води з точністю до 0,5 °С.

У залежності від швидкості фільтрації беруть відліки за п'єзометром. Проміжки часу відліків можуть бути 5; 10; 15; 30 хв та 1 год, при повільній фільтрації-два рази, на початку та наприкінці робочого дня. Роблять не менше ніж шість відліків.

Якщо рівень води в п'єзометрі знижується на одну поділку за час, що перевищує 40 с, то варто замінити п'єзометри на більш тонкі трубки.

6.3.2.4 Після випробування визначають вологість і щільність ґрунту згідно з ДСТУ Б В.2.1-17.

9

ДСТУ Б В.2.1-23:2009

6.3.3 Обробка результатів випробування

6.3.3.1 Коефіцієнт фільтрації ґрунту К₁₀ в метрах на добу, приведений до умов фільтрації при температурі 10 °С, обчислюють за формулою:

6.3.3.2 Коефіцієнт фільтрації вираховують для кожного відліку за п'єзометром.

За коефіцієнт фільтрації зразка ґрунту приймають середньоарифметичне окремих обчислених значень.

Коефіцієнт фільтрації виражають із точністю до другої значущої цифри.

6.3.3.3 Для розрахунків коефіцієнта фільтрації складають допоміжні таблиці, розділивши формулу (6.9) на два множники, що вираховуються за формулами:

Рекомендується складати таблиці значень множника В у залежності від значення падіння рівня води в п'єзометрі та значень множника М залежно від температури води при випробуванні.

6.3.3.4 У процесі підготовки, проведення і обробки результатів випробувань зразків ґрунту ведуть журнал за формою, наведеною у додатку Г.

7 ОЦІНЮВАННЯ ПОХИБКИ ВИМІРЮВАНЬ

1. Зважування зразків ґрунту виконують на лабораторних вагах з похибкою ±0,01 г.

1. Вимірювання температури води, що фільтрується, виконують з похибкою не більше ніж
   0,5 °С.

8 ВИМОГИ БЕЗПЕКИ

1. До самостійної роботи з лабораторного визначення коефіцієнта фільтрації допускаються
   особи не молодше 18 років, що пройшли медичну комісію, навчання та атестовані за правилами
   технічної безпеки, пожежної безпеки, електробезпеки та охорони праці.

2. Виконання лабораторної роботи дозволяється за наявності засобів індивідуального захисту
   (бавовняний халат, гумові рукавички, захисні окуляри) та витяжної вентиляції.

3. На всіх ділянках лабораторії повинні бути попереджувальні написи та інструкції з експлуа-
   тації приладів.

4. При роботі з ртутними термометрами необхідно додержуватись вимог СанПиН 4607.

10

ДСТУ Б В.2.1-23:2009

ДОДАТОК А (довідковий)

ОПИСАННЯ АПАРАТУРИ

А.1 Конструкція приладу КФ-ООМ, що застосовується для визначення коефіцієнта фільтрації піщаних ґрунтів

До складу приладу КФ-ООМ повинні входити:

• фільтраційна трубка, що складається із прямого порожнього циліндра з внутрішнім діаметром
  56,5 мм і висотою 100 мм із загостреними краями, перфорованого дна з отворами розміром
  2 мм х 2 мм (або діаметром 2 мм) і муфти з латунними сітками, мірного скляного балона об'ємом
  140 см³ і висотою від 110 мм до 115 мм зі шкалою об'єму рідини, що фільтрують;

• телескопічне пристосування для насичення ґрунту водою і регулювання градієнта напору, що
  складається з підставки, піднімального гвинта, планки зі шкалою градієнтів напору від 0 до 1,
  поділкою шкали 0,02;

• корпус із кришкою.