KATEDRA GEOTECHNIKI, GEOLOGII 
I BUDOWNICTWA MORSKIEGO 

3.

 

Oznaczenie stopnia zagęszczenia gruntów sypkich 

Stopień  zagęszczenia  gruntu  niespoistego  jest  to  stosunek  istniejącego  zagęszczenia  naturalnego  danego 
gruntu do maksymalnego, możliwego do uzyskania zagęszczenia tego gruntu.  

Stopień zagęszczenia I

D

 określa się ze wzoru: 

 

min

max

max

e

e

e

e

I

n

D

−

−

=

 

(3.1) 

w którym: 
e

n

 – wskaźnik porowatości gruntu przy naturalnym ułożeniu ziaren 

e

max

 – wskaźnik porowatości gruntu przy najluźniejszym ułożeniu ziaren 

e

min

 – wskaźnik porowatości gruntu przy najgęstszym ułożeniu ziaren 

Stopień zagęszczenia jest jednym z najważniejszych parametrów dla gruntów niespoistych. Określa on stan 
gruntu  niespoistego,  który  następnie  znacząco  wpływa  na  parametry  mechaniczne  tego  gruntu,  takie  jak 
ś

ciśliwość i wytrzymałość na ścinanie oraz na ogólną przydatność gruntu do podłoża budowlanego. 

Ze  względu  na  stopień  zagęszczenia  norma  PN-EN  ISO  14688-2  wprowadza  następujący  podział  gruntów 
niespoistych: 

a) grunty bardzo luźne   

- I

D

 

≤

 0.15 

b) grunty luźne 

- I

D

 = 0.15 

÷

 0.35 

c) grunty średnio zagęszczone 

- I

D

 = 0.35 

÷

 0.65 

d) grunty zagęszczone 

- I

D

 = 0.65 

÷

 0.85 

e) grunty bardzo zagęszczone 

- I

D

 = 0.85 

÷

 1.00 

3.1

 

Przygotowanie gruntu do badań 

Do  określenia  stopnia  zagęszczenia  I

D

  gruntu  niespoistego  wymagana  jest  próbka  typu  NNS.  W pierwszej 

kolejności  należy  określić  cechy  fizyczne  gruntu  (

ρ

s

, 

ρ

  i  w

n

)  celem  wyznaczenia  wartości  wskaźnika 

porowatości naturalnej (e

n

). Badania cech fizycznych należy wykonać zgodnie z instrukcją do ćwiczenia nr 2. 

Następnie z pozostałej części gruntu lub z dodatkowej próbki (NU) tego samego gruntu należy przygotować 
próbkę o objętości co najmniej 600 cm

3

 i wysuszyć do stałej masy w temperaturze 105 – 110

°

C.

 

3.2

 

Przyrządy do badań 

a) Cylinder 

stalowy 

wraz 

z 

tłoczkiem 

o wymiarach podanych na rys. 3.1a, 

b) Stalowe  widełki  wibracyjne  o  wymiarach 

podanych na rys. 3.1b, 

c) Waga techniczna o dokładności ważenia 0.1 g, 
d) Suwmiarka o dokładności mierzenia 0.1 mm, 
e) Nóż o prostym ostrzu, 
f) Lejek z tworzywa sztucznego. 

Masa  cylindra  z  tłoczkiem  powinna  wynosić 
około 1700 g, a masa widełek około 500 g. 
 

Rys. 5.1. Cylinder z tłoczkiem i widełki wibracyjne. 

 
 

 

d

2

 

d

1

 

 

 

2

3.3

 

Wykonanie badania 

Na początku  należy określić  wymiary  wewnętrzne cylindra (d

1

, h

1

), obliczyć jego pojemność (V) oraz 

określić  masę  (m

t

).  Wysuszoną  próbkę  gruntu  należy  wsypywać  przez  lejek  do  cylindra.  Czynność  tę 

należy  wykonywać  delikatnie  i  powoli  tak,  aby  uzyskać  jak  najluźniejsze  ułożenie  ziaren  gruntu. 
Końcówka  lejka  powinna  znajdować  się  tuż  nad  powierzchnią  usypywanego  gruntu  i  w  czasie 
wysypywania  gruntu  lejek  powinien  być  powoli  podnoszony.  Po  napełnieniu  z  naddatkiem  cylindra 
gruntem należy za pomocą noża usunąć nadmiar gruntu, wyrównać powierzchnię i całość zważyć (m

st

). 

Następnie  na  powierzchni  gruntu  w  cylindrze  należy  ułożyć  tłoczek  i  przeprowadzić  zagęszczenie 
gruntu przez 1 min, uderzając widełkami o ścianki cylindra. Uderzać należy początkowo lekko i wolno, 
a następnie coraz szybciej i mocniej. Po upływie 1 min. należy dokonać pomiaru zagłębienia tłoka (

∆

h) 

w trzech punktach po obwodzie. Następnie należy powtarzać zagęszczanie gruntu w kolejnych cyklach 
30-to  sekundowych  i  mierzyć  zagłębienie  tłoka.  Grunt  można  uznać  za  maksymalnie  zagęszczony, 
jeżeli  pomiary  za  pomocą  suwmiarki  po  trzech  kolejnych  cyklach  zagęszczania  nie  wykażą  zmian 
zagłębienia tłoka.  
Dla uzyskanego stanu gruntu należy określić wartość zmniejszenia objętości (

∆

V).  

Dla badanego gruntu należy wykonać 5 niezależnych oznaczeń m

s

 i 3 niezależne oznaczenia 

∆

V.  

3.4

 

Obliczenie wyników 

Z  uzyskanych  pomiarów  w  trakcie  badań  należy  obliczyć  gęstość  objętościową  szkieletu  gruntowego 
przy  najluźniejszym  ułożeniu  ziaren  (

ρ

dmin

)  i  odpowiadający  wskaźnik  porowatości  (e

max

)  oraz  gęstość 

objętościową szkieletu gruntowego przy najgęstszym ułożeniu ziaren (

ρ

dmax

) i odpowiadający wskaźnik 

porowatości (e

min

). Do tego celu można wykorzystać wzory: 

 

V

m

m

t

st

d

−

=

min

ρ

, 

min

min

max

d

d

s

e

ρ

ρ

ρ

−

=

 

(3.2) 

 

V

V

m

m

t

st

d

∆

−

−

=

max

ρ

, 

max

max

min

d

d

s

e

ρ

ρ

ρ

−

=

 

(3.3) 

Jako miarodajne należy przyjąć najniższą z 5 oznaczeń wartość 

ρ

dmin

 i e

max

 oraz największą z 3 oznaczeń 

wartość 

ρ

dmax

 i e

min

.  

Na  podstawie  otrzymanych  powyższych  wartości  oraz  wartości  wskaźnika  porowatości  naturalnej  (e

n

) 

należy obliczyć stopień zagęszczenia gruntu I

D

 według wzoru 3.1.