Открываю новый цикл статей для тех, кто занимается профессиональным строительством, проектированием, а также разработкой и внедрением государственных стандартов. И конечно, всех любознательных сограждан моей великой страны. Цель: показать в каком состоянии сегодня находится контроль качества строительства земляных сооружений (в том числе аэропорты, автомобильные, железные дороги и все связанное с этим).
ПЕРЕЧЕНЬ ГОСТов, необходимых для осуществления ежедневного операционного лабораторного контроля при строительстве земляных сооружений
Немного истории. Все эти ГОСТы были разработаны еще во времена строительства коммунизма. Когда безработица полностью отсутствовала в нашей стране. Поэтому дорожные лаборатории укомплектовывались необходимым штатом для выполнения требований этих ГОСТов. То есть в соответствии с требованиями стандартов рассчитывалось время и количество персонала для проведения испытаний. Из таблицы видно, что стандарты под наименованием «Грунты» разработаны разными институтами (это тоже пример отсутствия безработицы). Например, песок – это ведь тоже грунт, который добывается в карьере, но почему-то он имеет два стандарта. Смесей щебеночно-гравийно-песчаных в природе тоже немало, но они имеют тоже два стандарта. КОММУНИСТИЧЕСКОЕ НАСЛЕДИЕ ОЧЕНЬ ЗАПУТАЛО СТРОИТЕЛЕЙ. ОТСУТСТВИЕ ЕДИНОГО РАЗРАБОТЧИКА СТАНДАРТОВ СТАВИТ В ТУПИК. Существующие ГОСТы едины для геологических изысканий и для ежедневного лабораторного контроля, хотя цели у них конечные - разные
Сегодня, в эпоху оптимизации производственных расходов происходит повсеместное сокращение рабочих мест. Это правильно. Предприятие не должно быть убыточным. При сокращении работников риск неизбежен: страдает качество.
А теперь КАЧЕСТВЕННЫЙ обзор по некоторым ГОСТам:
ГОСТ 22733-2016. Грунты. Методы лабораторного определения максимальной плотности. Разработан АО «ПНИИС»
Область применения: исследование грунтов для строительства. Стандарт не распространяется на грунты, содержащие более 30% частиц крупнее 10мм.
По п 6.1.1 для определения максимальной плотности грунта первоначально необходимо отобрать пробу массой не менее 10 кг, если в грунте присутствуют частицы крупнее 10 мм или не менее 6 кг при отсутствии таковых. Следовательно, первоначально необходимо определить наличие частиц в грунте крупнее 10 мм.
ТО ЧЕГО МОЙ МОЗГ НЕ МОЖЕТ ПОНЯТЬ: №1! Если содержание частиц крупнее 10 мм будет составлять более 30%, то ГОСТ22733 на этот грунт не распространяется (см. область применения) и не оговорен порядок действий в этом случае. И другого ГОСТа нет. А на практике такие грунты встречаются очень часто. №2! ГОСТом 22733 не определена методика испытания пробы на наличие в ней частиц крупнее 10 мм. Наиболее подходящий для этого метод испытания - ГОСТ 12536-2014 «Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава», п.4.2.3.1.1, а именно «Доводя грунт до воздушно-сухого состояния, растирают комки в фарфоровой ступке пестиком с резиновым наконечником» и просеивают через сито с ячейкой 10 мм». В государственном стандарте, разработанным НИИ, термин «доводя» ставит меня в тупик.
П 6.1.2 Пробу необходимо высушить при комнатной температуре или в сушильном шкафу до воздушно-сухого состояния при температуре для несвязных грунтов (пески) не более 100°С, глинистых – не более 60°С. Поставленный мной опыт показал, что 6 кг Керченской глины естественной влажности 19,7% при комнатной температуре 20-22°С до воздушно сухого состояния высушивалась 3-е суток (высушивание происходило до постоянной массы в течении 2 часов (хотя такой методики нет)), при высушивании с температурой 60°С - в течении 16 часов до сухого состояния + 2 часа для перехода в воздушно-сухое состояние. Требования ГОСТ22733 п.6.1.2 выполнено. Потребовалось 18 часов на подготовку пробы к испытаниям и 6 часов для определения наличия частиц крупнее 10 мм. Но по ГОСТу 5180-2015 п 5.3.2 высушивание пробы грунта должно выполняться при температуре 105±2°С.
ТО ЧЕГО МОЙ МОЗГ НЕ МОЖЕТ ПОНЯТЬ №3: Как контролировать в сушильном шкафу воздушно-сухое состояние? Грунт воздушно-сухого состояния – это грунт, который впитал в себя влагу из воздуха помещения после его высушивания до абсолютно сухого состояния или высушенный (насухо!) при комнатной температуре.
П. 6.1.9 Отбирают из просеянного грунта методом квартования пробу грунта для испытания массой 2500 г. Допускается проводить весь цикл испытаний с использованием одной отобранной пробы. При испытании грунтов, содержащих частицы, легко разрушающиеся при уплотнении, отбирают несколько отдельных проб, в этом случае пробу испытывают только один раз.
ТО ЧЕГО МОЙ МОЗГ НЕ МОЖЕТ ПОНЯТЬ №4: Как узнать наличие легко разрушающихся частиц при уплотнении? По какой методике?
П. 6.1.12-6.1.13 В отобранную пробу добавляют рассчитанное количество воды, перемешивают и выдерживают в закрытом сосуде для глинистых грунтов не менее 12 часов.
ТО ЧЕГО МОЙ МОЗГ НЕ МОЖЕТ ПОНЯТЬ №5: Одна и та же проба: сначала высушиваем, а потом добавляем воду.
После этого приступают непосредственно к испытаниям. 1 цикл испытания составляет 12 минут. Между циклами испытаний грунт доувлажняют путем ввода в пробу дополнительного количества воды. Доувлажненный грунт выдерживают не менее 30 мин. (п 7.5 )
Для Керченской глины этот полный цикл испытаний состоял из 8 испытаний. По п. 7.5 время затрачено на выдерживание 3.5 часов. 1,5 часа непосредственно на испытания. Обработка результатов испытаний 1 час.
По п 4.5 инженер-лаборант должен провести параллельные испытания (т.е испытывать 2 пробы), причем разница между показателями плотности не должна превышать 1,5%.
Пример из практики: необходимо обустроить пункт обогрева ремонтников ж/пути размером 6*9 м ². Проектным заданием предусмотрено: снятие почвенно-растительного слоя (ПРС), доуплотнение естественного основания до коэффициента уплотнения 0,95, обустройство щебеночной подготовки 15 см и бетонирование плиты основания пункта обогрева.
ВОТ ТАК ДОЛЖНО БЫТЬ по ГОСТу: В 15.00 прибыла строительная техника, расчистила площадку. Инженер-лаборант отобрал пробу грунта естественного основания и в 16.00 прибыл на лабораторный пост для проведения испытаний. В это же время виброкаток приступил к доуплотнению грунта, который он будет доуплотнять в течении 1 часа. Лабораторный пост: 16.00-17.00 подготовка пробы к испытаниям (взвешивание, квартование, первоначальный рассев). Помещение пробы в сушильный шкаф для получения воздушно-сухого состояния пробы при температуре 60°С. 23.00 следующего дня - добавление воды в пробу и выдерживание в течении 12 часов до 11.00 третьего дня с момента снятия ПРС. С 11.00 до 16.00 проведение 8 циклов испытаний. В 17.00 третьего дня после снятия ПРС лабораторией получено значение максимальной плотности, а значит можно проверить степень уплотнения. То есть на испытания по ГОСТ требуется не менее 3-х суток!
Вопрос: А что в это время, пока идут испытания, должны делать рабочие, техника? Если есть другой участок, можно перегнать технику на него, но это все равно убытки. А если нет другого участка?
ГОСТ 25584-2016 «Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации» Разработан АО «НИЦ «Строительство».
Область применения: на песчаные и глинистые грунты при исследовании грунтов для строительства.
Коэффициент фильтрации при дорожном строительстве определяют по п 4.5.
Грунт доводят до максимальной плотности и оптимальной влажности (т.е коэффициент уплотнения в фильтрационном приборе должен равняться 1) путем доувлажнения рассчитанного количества воды и выдерживают 2 часа. Затем высчитывают необходимую массу песка для его уплотнения в 3 слоя в приборе. Причем высота уплотненного грунта в приборе должна быть 100±1 мм (требование очень жесткое!).
П.4.5.3.4 «… При высоте образца грунта более 100 мм проводят дополнительное уплотнение, которое заканчивается при высоте образца 100±1мм.» На практике сколько не уплотняй высота не меняется, приходится лишнее срезать. Если в песке имеются легко разрушаемые частицы, то высота образца грунта в приборе получается менее 100±1 мм. Что в этом случае делать ГОСТом не предусмотрено.
П 4.5.3.5 Помещают прибор в емкость с водой. После появления воды (это явление лаборанты называют «появление зеркала») в приборе выше уровня песка (мелкого гравия) доливают воду и проводят испытания. Если вода не появилось над уровнем песка порядок дальнейших действий ГОСТом не предусмотрен. После появления воды приступают к испытаниям. Для этого по имеющейся градуировке на приборе фиксируют время снижения уровня воды на 1 см; 2 см; 3см; 4 см; 5 см. После чего рассчитывают коэффициент фильтрации по графику зависимости уровня падения и времени.
Одна из характеристик дренирующего грунта – это коэффициент фильтрации который должен быть не менее 0,5 м/сут.
Например, для коэффициента фильтрации 0,53 м/сут время снижения воды с температурой 20°С в приборе должно быть около:
На 1 см -700 сек; на 2 см – 1400 сек; 3 см – 2100 сек; 4 см – 2800 сек; 5 см – 3500 сек. Т.е. 58 мин лаборант должен постоянно наблюдать за прибором. При массовых испытаниях во время лабораторного контроля дорожного строительства потеря 58 мин – непозволительная роскошь. А при более низкой фильтрации время проведения испытаний еще больше. Плюс 30 мин на обработку результатов испытаний с обязательным построением графика, заполнение журналов.
ГОСТ 25607-2009 Смеси щебеночно-гравийно-песчаные для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов. Разработан ОАО «СоюздорНИИ»
Область применения: для устройства покрытий, оснований и дополнительных слоев оснований автомобильных дорог и оснований аэродромов, и укрепления обочин автомобильных дорог, а также на щебень, применяемый для устройства оснований по способу заклинки
П 3.2.1 таблица 3. Зерновой состав.
Все смеси подразделяются на 11 марок от С1 до С11. По зерновому составу содержание частиц крупнее 10 мм должно быть не более:
С1 – 60%; С2 - 35%; С3 – 75%; С4 – 70%; С5 – 80%; С6 – 60%; С7 – 37%; С9 – 70%; С10 – 80%; С11 – 60%.
П 3.2.4 Коэффициент фильтрации (Кф) готовых смесей должен быть не менее, м/сут:
- 1 – для дренирующих слоев оснований автомобильных дорог;
- 7 – для дренирующих слоев аэродромов
- 0,2 – для морозозащитных слоев оснований автомобильных дорог
Кф не определяют (смесь заведомо пригодна) если в смеси содержание песка менее 10%. То есть, если я правильно понимаю ГОСТ, то это условие гарантирует фильтрацию смеси с коэффициентом фильтрации 7 м/сут и 0,2 м/сут. А какое содержание каменной части в смеси необходимо для обеспечения Кф=0,5 м/сут; или 2,5 м/сут
На практике очень часто встречаются смеси, у которых заполнитель смеси (песок) не дренирует вообще. Для этого случая нужен график зависимости коэффициента фильтрации от процентного содержания каменной части.
ГОСТ 23735-2014 Смеси песчано-гравийные для строительных работ. Разработан ФГУП «ВНИПИИстромсырье»
Область применения: для устройства нижних слоев оснований под дорожные покрытия, дренирующих слоев, дорожных насыпей, временных автомобильных дорог, обратной засыпки котлованов, траншей, устройства подушек под монолитные фундаменты, отсыпки оснований под различные площадки, для планировки и благоустройства территории, для рекультивации и других видов строительных работ.
ТО ЧЕГО МОЙ МОЗГ НЕ МОЖЕТ ПОНЯТЬ №6: Зачем два разных ГОСТа, с разными техническими требованиями использовать в строительстве?
ГОСТ 5180-2015 «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик» Разработан ОАО «ПНИИИС»
Область применения: «… при лабораторных испытаниях грунтов в процессе инженерно-геологических изысканий для (выделено мной) строительства.» То есть этот ГОСТ не предназначен для лабораторных испытаний во время строительства. А другого ГОСТа нет.
Вот тому пример:
П 9 Определение плотности грунта методом режущего кольца.
Метод режущего кольца на сегодняшний день – основной. По результатам этого метода оформляется вся исполнительная документации строительства.
9.3.2 Верхнюю зачищенную плоскость образца грунта выравнивают, срезая излишки грунта ножом, устанавливают на ней режущий край кольца и винтовым прессом или вручную через насадку слегка вдавливают кольцо в грунт, фиксируя границу образца для испытаний. Затем грунт снаружи кольца обрезают на глубину 5-10 мм ниже режущего края кольца, формируя столбик диаметром на 1-2 мм больше наружного диаметра кольца. Периодически, по мере срезания грунта, легким нажимом пресса или насадки насаживают кольцо на столбик грунта, не допуская перекосов. После заполнения кольца грунт подрезают на 8-10 мм ниже режущего края кольца и отделяют его.
Грунт, выступающий за края кольца, срезают ножом, зачищают поверхность грунта вровень с краями кольца и закрывают торцы пластинками.
Этот пункт при дорожном строительстве не выполним, потому что он применяется на образец грунта, а не на уплотненное до проектного состояния земляное сооружение.
На практике (особенно зимой) приходится режущее кольцо забивать тяжелым молотком и топором его вырубать.
Лабораторный контроль степени уплотнения во время строительства земляных сооружений сегодня наиболее уязвим. Для определения плотности грунта этим методом необходимо: определить массу грунта в кольце и влажность. Влажность определяется по п 5 ГОСТ5180-2015 высушиванием пробы, отобранной из кольца до постоянной массы при температуре 105±2°С, песчаных грунтов в течении минимум 3 часов, глинистых грунтов – 5 часов. То есть после уплотнения слоя (естественного основания) земляного сооружения, результат контроля степени уплотнения будет получен только через этого время (не учитывая переезд лаборанта от места строительства до лаборатории), значит работа на этом участке должна быть приостановлена до получения результата. А кто простой механизмов при этом будет оплачивать?
ГОСТ 12536-2014 «Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава». Разработан ОАО «ПНИИИС»
Область применения: «…при лабораторных испытаниях грунтов в процессе инженерно-геологических изысканий для (выделено мной) строительства.»
Этот ГОСТ при лабораторном контроле соблюдается полностью.
ГОСТ 8736-2014 «Песок для строительных работ. Технические условия». Разработан ФГУП «ВНИПИИстромсырье»
Область применения: в качестве заполнителей тяжелых, легких мелкозернистых, ячеистых и силикатных бетонов, строительных растворов, сухих строительных смесей, для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и оснований взлетно-посадочных полос и перронов аэродромов. Обочин дорог, производства кровельных и керамических материалов, рекультивации, благоустройства и планировки территорий и других видов строительных работ.
ГОСТ хороший, все строители его знают.
Но не все понимают (особенно страдают этим проектные организации), что один и тот же песок можно классифицировать по ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация», а можно по ГОСТ8736-2014. В чем разница?
Соответствия между этими наименованиями песка нет никакой.
Для классификации песка по ГОСТ 25100-2011 необходимо рассеять песок на ситах с ячейками, мм: 10; 5; 2,5; 1; 0,5; 0,25; 0,1. После рассева по % содержанию частиц песка он классифицируется
Для классификации по ГОСТ8736-2014 – на ситах с ячейками, мм: 10; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16. Рассчитывается модуль крупности, по которому и классифицируется.
Область применения песка по ГОСТ 25100-2011- в качестве дренирующего (защитного) слоя земляного сооружения, который характеризуется Кф обычно не менее 0,5 м/сут (для отсыпки устоев мостов и труб не менее 2 м/сут) и содержание не более 10% частиц менее 0,1мм. Больше требований для дренирующего грунта нет.
Если в наименовании песка указано «для строительных работ», то он проверяется на соответствие техническим условиям (ТУ) ГОСТ 8736-2014, а именно: полный остаток на сите 0,63мм, процентное содержание частиц размером более 10 мм, 5 мм, менее 0,16 мм, менее 0,05мм; процентное содержание глины в комках. При несоответствии ТУ хотя бы по одному показателю песок для строительных работ подлежит выбраковке (при отсутствии особых указаний в проекте). Это обусловлено тем, что песок для строительных работ имеет более широкое применение по сравнению с дренирующим грунтом. Соответственно и стоимость такого песка выше. Но для дренирующего грунта эти требования не нужны!
Песок для строительных работ по ГОСТ 8736-2014 тоже можно использовать в качестве дренирующего грунта (если он имеет указанный выше Кф), даже если он не будет соответствовать ТУ, но для этого необходимо особое указание. При входном контроле поступающих материалов для строительства проверка осуществляется на соответствие требованиям, как проекта, так и ТУ.
Методика определения коэффициента относительного уплотнения песков.
Каждый строитель сталкивался с подтверждением объемов песков. В проектах песок измеряется в куб. м. А карьер поставляет в тоннаже. Для пересчета отсыпанного и уплотненного до проектной степени песка используется эта методика.
ТО ЧЕГО МОЙ МОЗГ НЕ МОЖЕТ ПОНЯТЬ №7: Почему до сих пор нет методики по определению насыпной плотности, коэффициента относительного уплотнения глинистых грунтов? Или они не используются в строительстве?
ВЫВОД: Грунтовые лаборатории, контролирующие дорожное строительство, вынуждены работать по своим методикам, которые не влияют на конечный результат испытаний, чтобы производство не стояло по вине существующих ГОСТов. Сегодня нужен новый один стандарт на все земляные работы строительства, который обеспечит качественный оперативный контроль. К кому обращаться с этой проблемой – непонятно.