Контроль влажности грунта — один из фундаментальных параметров в инженерно-геологических изысканиях, строительном контроле и лабораторных исследованиях грунтов и строительных материалов. От этого показателя напрямую зависят такие характеристики, как несущая способность, сжимаемость, морозное пучение, оптимальные условия уплотнения и устойчивость откосов.
Что такое влажность грунта?
Влажность грунта — это отношение массы воды, содержащейся в образце грунта, к массе сухого скелета грунта, выраженное в процентах (%):
Важно: влажность всегда рассчитывается от массы сухого грунта, а не от общей массы влажного образца.
Нормативная база
Определение влажности грунта регламентировано следующими документами:
- ГОСТ 5180–2015 «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик» — основной стандарт.
- СП 47.13330.2016 (актуализированная редакция СНиП 11-02–96) — требования к инженерным изысканиям.
- ГОСТ 12248.0–2020 — включает методы испытаний, в т.ч. физические характеристики.
Методы определения влажности грунта
1. Основной метод — термостатный (высушиванием в сушильном шкафу)
Этапы:
- Взвешивают металлический контейнер (тигель, бюкс).
- Помещают в него навеску свежего грунта (обычно 15–50 г, в зависимости от типа).
- Взвешивают бюкс с влажным грунтом → получают mвл+mбюксmвл+mбюкс.
- Высушивают в сушильном шкафу при температуре 105 ± 2 °C до постоянной массы (обычно 6–8 часов для песков, до 24 часов — для глин).
- Взвешивают бюкс с высушенным грунтом → mсух+mбюксmсух+mбюкс.
- Рассчитывают влажность по формуле выше.
Преимущества: высокая точность, приемлемость для аккредитованных лабораторий.
Недостатки: длительность, необходимость термостата и аналитических весов.
2. Ускоренные методы
- Карбидный метод (газовый влагомер): реакция воды в грунте с карбидом кальция → выделение ацетилена → давление пропорционально количеству воды.
Используется в полевых условиях (например, Speedy Moisture Tester). - Микроволновый метод: быстрое испарение воды под действием СВЧ-излучения. Требует осторожности — возможны потери органики или разложение глинистых минералов.
- Нейтронный и диэлектрический (TDR) методы: для неразрушающего измерения в полевых условиях, но не для лабораторной отчётности.
Для официальной отчётности (протоколы, акты, лицензионные материалы) применяется только термостатный метод по ГОСТ 5180–2015.
Интерпретация значений влажности
Типичные диапазоны влажности для разных грунтов:
|
Тип грунта |
Естественная влажность, % |
|---|---|
|
Пески |
3–15 % |
|
Супеси |
8–20 % |
|
Суглинки |
12–25 % |
|
Глины |
18–40 % и выше |
|
Торф и органические грунты |
60–300 % и более |
💡 Особое внимание — грунтам с органическими примесями: при T=105°CT=105°C может происходить разложение органики, что искажает результат. В таких случаях применяют сушку при 60–70 °C или учитывают корректирующие коэффициенты.
Практическое значение влажности
- Оптимальная влажность — используется при уплотнении грунта (определяется по кривой Проктора, ГОСТ 22733). Отклонение от неё снижает плотность уплотнения и несущую способность.
- Полная влагоёмкость — предел, при котором поры насыщены водой. Важно для оценки фильтрации и морозоустойчивости.
- Пластичность и консистенция — влажность в сочетании с числом пластичности (ГОСТ 5180) определяет состояние глинистых грунтов: твёрдое, полутвёрдое, текучее и т.д.
Оформление результата в протоколе лабораторных испытаний
В протоколе должно быть указано:
- Наименование пробы (шифр, глубина отбора, дата).
- Метод испытаний (ГОСТ 5180–2015, п. 4.2).
- Температура и время сушки.
- Массы (до и после сушки).
- Расчётное значение влажности (с точностью до 0,1 %).
- Подписи исполнителя и заведующего лабораторией.
- Для аккредитованных лабораторий — знак аккредитации и ссылка на область аккредитации.
Типичные ошибки при определении влажности
- Использование неметаллических контейнеров (поглощают влагу).
- Недостаточное время сушки (остаточная влага → завышенный результат).
- Пересушка органических грунтов → заниженный результат.
- Нарушение герметичности проб при транспортировке → изменение влажности до испытаний.
Заключение
Влажность грунта — ключевой контролируемый параметр, который напрямую влияет на проектные решения, выбор технологии уплотнения, оценку устойчивости оснований и долговечность конструкций. При лабораторных исследованиях её определяют строго по ГОСТ 5180–2015 термостатным методом, с соблюдением требований к точности, оформлению и хранению проб.
Если вы проводите лабораторные испытания в рамках лицензирования, экспертизы или государственного строительного надзора, важно использовать аккредитованную лабораторию и оформлять все результаты в соответствии с действующими нормативами.
