RSS

Городской портал госуслуг
 

ОПЫТ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ГОСТ 25584-2016 ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ГРУНТОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ.

14:43 30.07.2018

С 1 мая 2017 года введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации ГОСТ 25584 «Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации» в редакции 2016 года. Накопленный на протяжении уже более года опыт его практического применения позволяет говорить о необходимости его дальнейшего совершенствования.

В настоящее время в ГОСТ существует ряд моментов, который может вызвать двоякость толкований, что, в свою очередь, может привести к ошибкам и неверной оценке соответствия требованиям нормативной и проектной документации и, соответственно, неправильной работе конструкции в будущем.

ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

Например, в соответствии с ГОСТ 25584-2016 (4.1.3), коэффициент фильтрации песчаных грунтов, применяемых в дорожном и аэродромном строительстве для устройства дренирующих и морозозащитных слоев дорожной и аэродромной одежды и защитного слоя под балластной призмой железнодорожного пути, определяют согласно указаниям п. 4.5 на образцах грунта нарушенного сложения при максимальной плотности и оптимальной влажности. В тексте ГОСТ не даётся никаких разъяснений, распространяются ли данные условия на дополнительные слои оснований, имеющие проектные требования по коэффициенту фильтрации, но не обозначенные в проектно-технической документации как дренирующие или морозозащитные. То есть – «во всех остальных случаях», для определения коэффициента фильтрации в таких конструкциях следует применять образцы, высушенные до воздушно-сухого состояния.

При этом, согласно СП 34.13330.2012 «Автомобильные дороги» Таблица 7.3 для II климатической зоны, при производстве работ по устройству земляного полотна минимальный коэффициент уплотнения грунтов: в рабочем слое – 0,98, в неподтопляемой части насыпи 0,95 или 0,98 (в зависимости от расположения слоя от поверхности покрытия). А согласно СП 45.13330.2017 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» Таблица М.2, при производстве земляных работ коэффициент уплотнения грунтов может достигать значения 0,98.

ГОСТ 25584-2016 (4.2.3.3) предписывает наполнять цилиндр грунтом заданной плотности слоями толщиной 1 - 2 см, «уплотняя трамбованием», при том, что грунт в воздушно-сухом состоянии уплотнить трамбованием до описанных выше значений, чрезвычайно сложно.

Таким образом, выявилась достаточно острая потребность актуализации методики определения коэффициента фильтрации песчаного грунта при требуемом коэффициенте уплотнения и оптимальной влажности.

Кроме того, для расчета требуемой для проведения испытаний навески грунта:

(1)

ГОСТ требует определять плотность частиц грунта (ρs).

Однако, если в данную формулу подставить формулу для определения коэффициента пористости (е):

(2)

значения (ρs) сокращается.

А значит, при определении коэффициента фильтрации грунтов было бы допустимо ввести возможность расчета массы навески по конечной плотности грунта.

Так же, с точки зрения строительного контроля, требование ГОСТ 25584 сопровождать результаты определения коэффициента фильтрации песчаных грунтов, применяемых в дорожном строительстве данными о гранулометрическом составе по ГОСТ 12536 желательно расширить для возможности классификации по ГОСТ 8736, так как своды правил (строительные нормы) и, соответственно, проектно-техническая документация выдвигают требования, в первую очередь, к строительным пескам, а не к грунтам.

ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

При испытаниях песчаного грунта с относительно низкими фильтрационными характеристиками (менее 0,1 м/сут) время определения коэффициента фильтрации может составлять свыше десяти часов (насыщение водой трубок прибора, снятие пяти отсчетов по мензурке). При этом, для устройства дополнительных слоев основания дорожных одежд, согласно СП 34.13330 коэффициент фильтрации должен быть не менее 1 м/сут.

Таким образом, определение заведомо низкого результата, при повышенных трудозатратах, является малоэффективным и низкорентабельным.

ГОСТ 25584-90, Приложение 5, п. 4.1, допускал возможность снижения уровня падения воды в пьезометре (мензурке), в актуализированной версии ГОСТ эту возможность заменили возможностью увеличения градиента напора, однако, приборы, приведенные ГОСТ, не позволяют увеличить значение градиента напора выше 2.

Возвращение возможности снижения уровня падения воды за счет увеличения числа частных измерений позволило бы существенно сократить трудозатраты испытательных лабораторий без снижения достоверности результатов.

Также, для производства оценки соответствия коэффициента фильтрации грунтов при требованиях Проекта свыше 0,5 м/сут, было бы целесообразным ввести понятие «грунтов с заведомо низкими фильтрационными характеристиками», при времени насыщения трубок фильтрационных приборов или времени проведения испытания свыше 8 часов.

Так как значение коэффициента фильтрации грунтов сильно зависит от степени их уплотнения, то при определении максимальной плотности и оптимальной влажности существует допустимое расхождение между результатами параллельных определений (1,5% величины). А при подготовке к испытаниям по ГОСТ 25584 имеется допуск для величины плотности в трубке (0,02 г/см3). Такая разница в плотности грунта может внести существенные изменения в скорость фильтрации.

ГОСТ 25584-90 для дорожного и аэродромного строительства (Приложение 5) регламентировал проведение не менее трех параллельных испытаний, однако, в актуализированной версии данный пункт убран, таким образом, ГОСТ 25584-2016 никак не регламентирует количество параллельных испытаний для определения конечного значения коэффициента фильтрации грунтов, что по данным внутрилабораторных исследований, негативно сказывается на точности проведенных испытаний.

Помимо этого, в ГОСТ отсутствуют данные о проверке возобновляемости испытаний, а также о неопределенностях полученных значений которые требуются ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий».

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

К сожалению, некоторые новые разделы в актуализированной версии стандарта отличаются недоработанностью и разночтениями.

Например в п.4.3.5. не ко всем составляющим формул даются пояснения (С, 0):

4.3.5.1 По результатам испытания следует построить график в координатах

(рисунок 4),

где Н0 - начальная высота уровня воды в пьезометре, см; отсчитывается от уровня слива воды;

S - снижение уровня воды в пьезометре, см;

t - время, за которое произошло снижение уровня воды на значение S, с.

,0*

здесь Fk - площадь поперечного сечения образца грунта, см;

Fn - площадь фильтрационной трубки над образцом грунта, см;

lk- высота образца грунта, см.

_______________

* Формула соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных

...


4.3.5.2 Коэффициент фильтрации K, см/с, при температуре проведения испытания, равный угловому коэффициенту построенной прямой линии, вычисляют по формуле

(5)

где и Ct - координаты произвольной точки на построенной прямой линии.

Рисунок 4 - График для определения коэффициента фильтрации песчаных грунтов при проведении испытаний в нестационарном режиме фильтрации


А некоторые из приводимых к этим формулам пояснения противоречат пояснениям в Приложении Б:


п. 4.3.5.1

Приложение Б

F - площадь поперечного сечения образца грунта

F- площадь поперечного сечения кольца

F - площадь фильтрационной трубки над образцом грунта

F- площадь поперечного сечения пьезометра

- высота образца грунта

- высота кольца


При этом, в действующем ГОСТ 25584-2016 определение кольца нет, но есть в недействующем ГОСТ 25584-90.

Определение кольца нет в ГОСТ 25584-2016, есть в недействующем ГОСТ 25584-90.

При анализе формулы

, 0 (3)

можно убедиться, что Fn - скорее не площадь фильтрационной трубки над образцом грунта, а площадь поперечного сечения пьезометра. Иначе сама формула теряет смысл, так как площадь фильтрационной трубки над образцом грунта по логике должна быть равна площади поперечного сечения образца грунта - F, и тогда эти значения в формуле сокращаются.

Для нормативно-технического документа, обязательного для применения, приведённые примеры необходимости самостоятельного толкования разночтений в его тексте, видится причиной возможных ошибок в оценках соответствия требованиям нормативной и проектной документации.

Что, в свою очередь, может привести к нештатной работе или разрушению обследованных конструкций.

АВТОР СТАТЬИ:

Ведущий инженер ЛИКСДОиГ П.М. Мамаев

Начальник лаборатории О.И. Куцевич

Руководитель ИЛЦ М.С. Риваненко

Заместитель директора Ю.М. Дурасов

ГБУ «ЦЭИИС»