Плотномеры - это специальные строительные приборы, с помощью которых прямо на строительной площадке можно измерить плотность и степень уплотнения грунта и оценить его . Плотномеры применяются для контроля качества уплотнения грунта при подготовке оснований под автомобильные и железные дороги, под фундаменты зданий, а так же для оценки качества уплотнения грунта после котлованов и траншей фундаментов.

Суть работы плотномера заключается в следующем: прибор создаёт давление на поверхность грунта и измеряет деформацию грунта под этой силой. Таким образом с помощью плотномера можно определить максимальную нагрузку, которую может выдержать подопытный грунт без деформации.

По принципу действия плотномеры делятся на динамические и статические.

Статический плотномер для грунта

Статический плотномер состоит из рабочего наконечника, переходного стержня и рукоятки с динамометром. Рабочий наконечник представляет собой усечённый конус, он крепится через переходный стержень к рукоятке и углубляется в грунт. Далее человек берётся за рукоятку и давит на плотномер, а силоизмерительное устройство - динамометр - показывает величину оказываемого усилия в кгс/см2. Постепенно усиливая воздействие, можно определить ту нагрузку, которую способен выдержать грунт.

Динамический плотномер для грунта

При подготовке оснований под фундамент или при уплотнении грунта при обратной засыпке необходимо обеспечить степень уплотнения грунта 0,95-0,98. С помощью динамического плотномера можно измерить коэффициент уплотнения грунта. Динамический плотномер так же имеет рабочий наконечник, который заглубляется в грунт, направляющий стержень, наковальню, ударную гирю и ограничитель с затворным механизмом. Измерение плотности грунта происходит так: рабочий наконечник углубляется в грунт на 20 см, а затем забивают его ещё на 10 см с помощью ударной гири и считают количество ударов, которые для этого требуются. Техника удара: гирю поднимают вверх до ограничителя, отпускают затворный механизм, гиря падает на наковальню и создаёт нормированное усилие. По количеству ударов, необходимых чтобы забить плотномер на последние 10 см, определяется степень уплотнения грунта.

Примерные данные приведены в таблице:

Точные данные должны быть приведены в подобной таблице или в виде графика в паспорте плотномера.

Динамический электронный плотномер имеет электронно-вычислительное устройство, которое фиксирует измерения и на их основании рассчитывает показатели грунта. Такой плотномер состоит из съёмного штампа диаметром 150 мм или 300 мм, направляющего стержня, ударной гири, электронного устройства.

Для проведения измерения плотномер устанавливается на ровный участок грунта, на электронном устройстве задаётся количество испытаний, поднимается гиря до затворного механизма, затем затвор спускается, гиря падает и наносит удар, создавая нагрузку. Гиря может отскакивать вверх, и чтобы она не наносила повторный удар, её нужно подхватывать и поднимать обратно к затворному механизму.

Электронное устройство измеряет силу удара и деформацию грунта после каждого удара и на основе средних данных вычисляет максимально упругость грунта и допустимую нагрузку на него в МПа.

Динамический плотномер Д-51А предназначен для оперативного контроля степени уплотнения песчаных и пылевато-глинистых грунтов в земляных сооружениях в процессе их строительства на глубине до 30 см (без проведения отбора проб).

Динамический плотномер Д-51А не может применяться для контроля степени уплотнения земляных сооружений, возведенных из грунтов, содержащих частицы крупнее 2мм более 25% по массе (гравелистых песков), мерзлых грунтов, а также осыпаемых в воду или находящихся ниже уровня поверхностных или грунтовых вод.

Динамический плотномер Д-51А представляет собой сборно-разборную конструкцию и состоит из стержня со сменным коническим наконечником, направляющей штанги c ограничителем подъема гири в виде гайки.

Гиря во время зондирования свободно перемещается по направляющей штанге. Направляющая штанга соединяется с рабочим стержнем при помощи муфты-наковальни.

При необходимости двойного зондирования на направляющую штангу навинчивается штамп вместо наковальни с рабочим стержнем.

Динамическим зондированием определяют плотность грунта путем измерения сопротивления погружению зонда под действием возрастающего числа приложенной ударной нагрузки.

Прибор в собранном состоянии устанавливают вертикально на контролируемую поверхность и удерживают в этом положении за рукоятку. Свободной рукой поднимают гирю и отпускают. При падении гиря ударяет о наковальню. Ударами гири забивают рабочий стержень в грунт на нужную глубину. Плотность грунта устанавливают по графикам зависимости от числа ударов, затраченных на погружение стержня.

Динамический плотномер Д-51А поставляется с метрологической аттастацией РУП БелГИМ.

В строительстве качество фундамента здания, сооружения, оснований автомобильных и железных дорог имеют большое значение. Ведь от них зависит не только продолжительности эксплуатационного периода возведенного строения или дороги, но и жизни людей. Поэтому контролю качества, степени уплотнения и плотности грунта уделяется большое внимание. Для этого используются специальные приборы – плотномеры грунта.

В процессе работы, прибор оказывает давление на поверхность исследуемого грунта и измеряет возникшую деформацию. С помощью данного прибора определяют максимальную нагрузку на грунт, которая не вызывает его деформации. В качестве объекта исследования могут выступать грунты, в которых не больше 25% частиц имеет размер свыше 2 мм: песок, суглинок, глина и так далее.

Классификация плотномеров грунтов

Плотномеры подразделяются на следующие классы.

Статические

Приборы имеют рабочий наконечник, в виде усеченного конуса, переходной стержень, рукоятку с динамометром. Наконечник углубляется в грунт, после чего работник воздействует на рукоятку. Силоизмерительное устройство отмечает приложенное усилие (в кг/см 2). Для определения максимального значения нагрузки на грунт, при которой он не подвергается деформации, воздействие должно постепенно усиливаться.

Представителем данной категории является статический плотномер для грунта СГП-1М. Он находит применение при необходимости в оперативном контроле качества уплотнения грунтового полотна при строительстве автодорог, аэродромов, других сооружений. Используется на грунтах, в которых твердые включения (размером 2 мм и больше) составляют не более 15%.

Силоизмерительное устройство представляет собой плоскопараллельный кистевой динамометр ДК-100 (цена деления 2 daN). К нему, с помощью крепежной гайки, ввинчивается переходной стержень, имеющий ограничительную муфту и рабочий стержень. Прибор комплектуется двумя сменными наконечниками, усеченным конусом и запасной гайкой в качестве ограничителя для него.

Динамический плотномер

Прибор предназначен для определения коэффициента плотности грунта. Он состоит из следующих элементов:

• рабочего наконечника;
• направляющего стержня;
• наковальни;
• ударной гири;
• ограничителя с затворным механизмом.

Процедура измерения состоит в углублении наконечника в грунт ручным способом на 20 см. Затем, гирю поднимают вверх до ограничителя. После отпуска затворного механизма гиря падает вниз на наковальню, создавая нормированное усилие. Плотность грунта определяется по графику, в зависимости от количества ударов, которые требуются для углубления наконечника еще на 10 см.

Среди предлагаемых современным отечественным рынком широким спросом у потребителей пользуется динамический плотномер д 51 .

Он используется для контроля степени уплотнения пылевато-глинистых, песчаных грунтов, при этом не требуется предварительный отбор проб. Заменяя наковальню с рабочим наконечником штампом проводят двойное зондирование.

Динамический электронный плотномер

Это более совершенный прибор, который оснащен электронно-вычислительным устройством. Оно не только фиксирует измерения, но и рассчитывает на основании полученных значений характеристики, присущие исследуемому грунту.

Прибор устанавливают на ровный грунт. На блоке задается необходимое число замеров. Гиря поднимается до затворного механизма. После спуска затвора, гиря падает и создает нагрузку. При работе, нужно учесть, что гиря может отскочить вверх и нанести повторный удар. Чтобы этого не происходило, ее нужно подхватить и поднять вверх, к затворному устройству.

Электронный блок измеряет силу каждого удара и вызванную им деформацию грунта. Вывод о максимальной упругости грунта и допустимой нагрузке делается на основании средних значений. Результат измерений отображается на дисплее.

Электронный плотномер ПДУ-МГ4 «Удар» определяет динамический модуль упругости грунтов, основания дорог с помощью метода штампа, напоминающего проезд автомобиля.

Нагрузочная плита прибора имеет диаметр 300 мм, а масса падающего груза составляет 10 кг. Поэтому при необходимости проведения контроля оснований состоящих из крупноблочных и щебеночных грунтов оптимальным вариантом будет купить плотномер динамический ПДУ-МГ4 «Удар».

Среди отличительных особенностей модели:

• возможность быстрой и точной обработки результатов измерений взаимодействия нагрузочной плиты и основания при помощи электронного микроконтроллера;
• результаты исследований (нагрузка, деформация, модуль упругости) отображаются на экране дисплея;
• автоматическое сохранение результатов испытаний в памяти прибора;
• передача данных для дальнейшей обработки и создания базы данных на ПЭВМ.

Цена: от 197 000 q

Утвержден тип средства измерения
Внесен в Госреестр РФ под №45397-10 (продлен до 2020 года)
Внесен в Госреестры Казахстана, Беларуси

Измерители модуля упругости грунтов и оснований дорог ПДУ-МГ4 «Удар» и ПДУ-МГ4.01 «Удар» предназначены для косвенного измерения модуля упругости грунтов и оснований дорог на основе прямых измерений амплитуды перемещения штампа и ударной силы, действующей на круглый жесткий штамп. Приборы состоят из нагрузочной плиты, с закрепленными на ней тензодатчиком силы, акселерометром и упругим элементом, штанги с грузом и электронного блока.

Прибор ПДУ-МГ4 «Удар» имеет нагрузочную плиту увеличенного диаметра (300 мм) при массе падающего груза 10 кг, что позволяет применять плотномер на крупноблочных и щебеночных основаниях.

Прибор ПДУ-МГ4.01 «Удар» имеет массу падающего груза 5 кг и диаметр нагрузочной плиты 200 мм.

Параметры силового взаимодействия нагрузочной плиты с контролируемым основанием поступают в электронный блок и обрабатываются микроконтроллером.

Результаты испытания (модуль упругости, нагрузка и деформация) отображаются на графическом дисплее и автоматически архивируются.

Плотномеры снабжены функцией связи с ПК с возможностью последующей обработки данных и распечатки протокола испытаний.

Технические характеристики плотномера динамического

Комплект поставки плотномера динамического

Электронный блок, нагрузочное устройство (НУ), плита динамического нагружения (ПДН), кабель (ПДН - электронный блок), стакан (приспособление для калибровки акселерометра), кабель (удлинитель) акселерометра, кабель интерфейса USB, CD с программным обеспечением, руководство по эксплуатации (содержащее раздел «Методика поверки»), футляр для НУ, футляр для ПДН.

Гарантийный срок эксплуатации 18 месяцев.
Обеспечивается сервисное и метрологическое обслуживание в течение всего срока эксплуатации.

Дополнительно для динамических плотномеров грунтов ПДУ-МГ4, ПДУ-МГ4.01

Применение плотномера грунтов ПДУ-МГ4 "УДАР"

07.11.2016

Спрашивает Горлова Анастасия Андреевна :

Возможно ли проведение испытаний по определению модуля упругости с последующим переводом в коэфф. уплотнения на щебне фракции 5-20 (различных марок по дробимости). В руководстве к прибору нет номограммы для испытания данной фракции щебня (5-20). Как быть?

Отвечает Олег :

Есть номограммфы отдельно для щебня фракии 5 - 10 мм и для фракции 10 - 20 мм для фракции 5 ... 20 мм номограмм нет.

08.09.2016

Спрашивает Инесса :

Подскажите, пожалуйста. Основание по методу холодного ресайклинга (смесь щебня, отсева, а/б гранулята, цемента и воды). Заказчик требует определение коэффициента уплотнения. Если применять Ваш прибор, какой должен быть коэффициент упругости и в каком нормативном документе это указано?

Отвечает Олег :

Модуль упругости основания при методе холодного ресайклинга получится больше 370 МПа, поэтому использовать прибор ПДУ-МГ4 "УДАР" с диапазоном измерения от 5 до 370 МПа в данном случае невозможно.
http://media.wirtgen-group.com/media/02_wirtgen/infomaterial_1/kaltrecycler/kaltrecycling_technologie/kaltrecycling_handbuch/___RU.pdf

19.07.2016

Спрашивает Александр :

Здравствуйте,
Требование проекта: коэффициент уплотнения не менее 0,95. Какой модуль упругости должен быть? прибор ПДУ-МГ4. Материал: щебень фракция 5-20, дробимость 1200-1400.

Отвечает Олег :

18.06.2016

Спрашивает Алексей :

Здравствуйте.Подскажите пожалуйста,заказчик вместо коэффициента уплотнения требует плотность не менее 2.4тн./м3. шлак фракция 40-70. какой модуль упругости должен показывать прибор ПДУ-МГ4? И возможно ли этим прибором определить такую плотность?

Отвечает Олег :

Прибор ПДУ-МГ4 измеряет модуль упругости основания. Для определение плотности основания используют метод замещения. На основе этого метода выпускаются соответствующие приборы, например ПБД-КМ.

14.04.2016

Спрашивает Роман :

Можно ли прибором ПДУ-МГ4.01 "Удар" испытывать грунты основания из щебня или гравия фракции 40-70?????

Отвечает Олег :

Диапазон измерений модуля упругости у ПДУ-МГ4.01 от 5 до 300 МПа, входит в диапазон модуля упругости для данной фракции щебня. Но из-за малого диаметра плиты нагружения у данного прибора будет большой разброс измеренных значений. Для устранения этого недостатка можно проводить несколько измерений (например 5) на одном участке, затем значения усреднить. Лучше для крупных фракций щебня использовать прибор ПДУ-МГ4.

28.10.2015

Спрашивает Алексей :

Проектом задано обратная засыпка котлована песчанно-гравийной смесью с тщательным уплотнением (пусть оно будет 0,95). Минимальный результат показывает 80 Мн/м2.
Вопрос: Как узнать в этом случае проходит ли данное уплотнение при показании в 80Мн/м2.

Отвечает Олег :

В соответствии с номограммами для песков в зависимости от типа (мелкий, средний, крупный по классификации в соответствии с ГОСТ 25100 и однородный в соответствии со СНиП "Автомобильные дороги") при коэффициенте уплотнения 0,95 модуль упругости будет составлять соответственно 75 МПа; 90 МПа; 100 МПа; 55 МПа, при условии что толщина этого слоя будет не менее 1,2 м. Если используется песчано-гравийная смесь, то модуль упругости будет зависеть от процентного соотношения входящих в эту смесь компонентов и толщины этого слоя. Для каждого конкретного случая нормативное значение модуля упругости песчано-гравийной смеси.определяется только вашей проектной организацией.

08.07.2015

Спрашивает Павлова О.В. :

Сообщите, пожалуйста, выпускаете ли Вы прибор неразрушающего контроля по определению модуля деформации грунтов (грунтовые подушки из песчано-гравийных смесей, щебня, песка)

Отвечает Олег :

Прибор ПДУ-МГ4 измеряет модуль упругости грунтов и оснований дорог. Можно измерять модуль упругости оснований из грунта, песчаных, песчано-гравийных смесей, щебня и т.д. Модуль деформации включает в себя как упругую так и пластическую деформацию. ПДУ-МГ4 измеряет как деформацию грунта так и силу с которой действует штамп на грунт. Если после удара грунт не возвращается в исходное состояние то результаты расчета будут являться модулем деформации, в противном случае модулем упругости.

22.05.2015

Спрашивает Юрий :

Здравствуйте, у меня такой вопрос, как влияет неоднородность грунта на показания прибора, т.е. если есть грунт связный (суглинок, глина) с включениями фракций более 200 мм (это естественный грунт под основание зем.полотна) либо скальный грунт так же не однородный фр. от 0 до 500мм? И второй вопрос при испытании ПГС к чему привязывать показания прибора и какой брать коэффициент Пуассона (смесь С4 фр.0-80мм), спасибо!

Отвечает Олег :

Все зависит от соотношения глины и включенных в нее фракций. Для чистой глины при оптимальной влажности и коэффициенте уплотнения равному единице модуль упругости составляет от 70 до 105 МПа. Для крупнообломочных фракций размером до 200 мм, в зависимости от марки дробимости, модуль упругости при уплотнении до допустимой пористости будет в пределах от 380 до 450 МПа. Естественно модуль упругости смеси будет иметь промежуточные значения.
При измерении модуля упругости дорожного полотна в соответствии с ОДМ 218.3.023-2012 коэффициент Пуассона устанавливается равным 0,3, не зависимо от типа грунта. Для ПГС (С4) модуль упругости в соответствии с ОДН 218.046-01 должен быть 230 - 270 МПа.

19.05.2015

Спрашивает Евгений :

Доброго времени суток.
Такая ситуация: на уплотнённой ПГС показание 138-145 МН/м2. Затем было произведено 5 проходов 16-ти тонным виброкатком, показания снизились до 80-90 МН/м2. Влажность 3,6%. Можете ли вы подсказать в чём причина такой разницы. Кстати, на практически не уплотнённом основании из этой же ПГС, показания колебятся от 170МН/м2 до 190МН/м2, в зависимости от того какой выставлент коэффициэнт, будь то "пески-супеси" или "крупннообломочный грунт". Заранее спасибо.

Отвечает Олег :

1 Похожая ситуация возникает при уплотнении основания на заболоченной местности когда при уплотнении вода начинает проникать в более верхние слои земляного полотна. При измерении модуля упругости толщина вовлекаемого слоя составляет от 1,2 до 1,5 м. При изменении влажности и снижении модуля упругости нижних слоев дорожной одежды уменьшается и общий показатель модуля упругости.
2 Проводите измерения в соответствии с руководством по эксплуатации. Обеспечьте полное прилегание плиты динамического нагружения к грунту, перед измерением проведите три предварительных удара., не допускайте горизонтального скольжения плиты. При ударе штанга механизма нагружения должна быть расположена перпендикулярно плоскости основания.
3 При измерении модуля упругости дорожного полотна в соответствии с ОДМ 218.3.023-2012 коэффициент Пуассона устанавливается равным 0,3.
4 Обратите внимание на форму графиков силы и перемещения, значения силы удара и значения перемещения.
Для более детального анализа необходимо иметь исходные данные. Если проблема не разрешается, то числовые значения силы и перемещения, фото графиков отправьте по электронной почте.

11.04.2015

Спрашивает Анатолий :

Добрый день, по расчетной формуле Еупр=F*(1-v)/4L, [МН/м2]
подставив числа из примера (F=6,916кН, L=0,045мм, v=0,3) в формулу получил значение 139,9 МН/м2, в примере результат равен 261 МН/м2

Так вот разъясните пожалуйста, что в моем расчете не верно? Или в нем все верно, только этой формулой я получил модуль деформации, а не модуль упругости. Как тогда рассчитать модуль упругости?

Отвечает Олег :

К сожалению, при написании руководства по эксплуатации при снятии изображения экрана у ПДУ-МГ4, были введены числовые значения не соответствующие действительности. Вы первые кто обратил на это внимание. В следующей редакции РЭ ошибка будет исправлена. При реальной работе прибора все считается правильно в соответствии с приведенной формулой, например в видеоролике:
https://youtu.be/A3BhpoekIW8
Модуль деформации отличается от модуля упругости тем что в расчетах используется полная деформация грунта (пластическая и упругая). На хорошо уплотненных грунтах с оптимальной влажностью и на щебеночных основаниях во всем диапазоне силового воздействия преобладает упругая деформация. На слабых и переувлажненных грунтах доля пластической деформации от полной деформации грунта будет существенна, На таких грунтах прибор будет выводить числовое значение модуля деформации. Для определения модуля упругости слабых грунтов следует, уменьшая высоту падения груза получить максимальное значение E.

19.02.2015

Спрашивает Михаил :

Здравствуйте, ответьте пожалуйста мне на такой вопрос. В номограмме для определения коэф. уплотнения грунтов стоит значение влажности 0,9 ..... 0,6. Что это за значение, фактическая влажность, степень увлажнения. Как это значение определить

Отвечает Олег :

Для характеристики физического состояния грунта знание одной абсолютной влажности недостаточно, необходимо еще знать степень заполнения пор водой. Для этого определяют относительную влажность грунта по формуле: W=w0/w100;
где w0 - абсолютная влажность грунта, w100 - абсолютная влажность грунта при полном насыщении грунта водой.
В формуле Батракова для связи модуля упругости и коэффициента уплотнения (на основе которой и построены номограммы) используется значение относительной влажности.
Величина W может изменятся от 0 (при w0=0) до 1 (w0=w100).

09.11.2014

Спрашивает Михаил :

Проектная организация задает коэффициент уплотнения. Неужели в таком случае нельзя пользоваться вашим прибором?
Каково должно быть значение модуля упругости для верхнего слоя, если в приведенном "пироге" были определены коэфициенты уплотнения для нижележащих слоев (пусть Купл = 0,95 для всех слоев)?

Отвечает Олег :

Проектные организации обязаны в своих расчетах использовать модуль упругости дорожной одежды, чтобы определить толщину каждого слоя. Если, допустим, на основание из глинистого грунта уложить щебень толщиной 50 миллиметров, то модуль упругости такого основания будет практически равен модулю упругости грунта примерно от 80 до 90 МПа. Понятно что такое основание будет непригодно для дорог с интенсивным движением даже если коэффициент уплотнения щебня будет близок к единице.
Из-за отсутствия приборов контроля модуля упругости проектная организация выдает толщину каждого слоя и коэффициенты уплотнения. Значение модуля упругости определяется в соответствии с ОДН 218.1.052-2002 и зависит от категории дороги. При измерении модуля упругости следует учитывать, что ПДУ-МГ4 выдает значение модуля упругости такое же как и при статических испытаниях, расхождение значений не превышает 15%.

06.11.2014

Спрашивает Михаил :

Здравствуйте!
1. В руководстве по эксплуатации прибора ПДУ-МГ4 отсутствует номограмма для определения коэффициента уплотнения песчаного основания. Где ее можно найти?
2. Как определить коэффициент уплотнения основания, сложенного из нескольких слоев разнородного грунта. К примеру: нижний слой - уплотненный коренной грунт (глинистый), средний слой толщиной 20 см - песок среднезернистый, верхний слой толщиной 20 см - щебень М600 фр. 20-40?

Отвечает Олег :

ПДУ-МГ4 измеряет общий модуль упругости всех слоев дорожной одежды. Определить коэффициент каждого слоя в данном случае невозможно. Сравнивать следует измеренный модуль упругости и модуль упругости задаваемый проектной организацией.

03.04.2014

Спрашивает Александр :

Здравствуйте!
Возможно ли определение данным прибором коэффициента уплотнения грунта, ПГС, щебня? Имеется ли зависимость между модулем упругости и коэффициентом уплотнения грунта, ПГС, щебня. Каким ГОСТом регламентируется метод испытаний.

Отвечает Олег :

Прибор ПДУ-МГ4 определяет модуль упругости грунта, ПГС и щебеночного основания по измеренной деформации грунта и силе воздействующей на плиту динамического нагружения. Для вычисления коэффициента уплотнения по измеренному модулю упругости глин и суглинков используется формула О.Т. Батракова. Для перевода значения модуля упругости в коэффициент уплотнения щебня можно воспользоваться зависимостями (номограммами) для различных фракций и дробимости щебня. Нормативные значения модулей упругости грунтов в зависимости от состава и влажности приведены в ОДН 218.046-10 "Проектирование нежестких дорожных одежд".