12.6. Технология уплотнения грунта

Грунт, разрабатываемый землеройными машинами, разрыхляется, поэтому при возведении качественных насыпей его необходимо искусственно уплотнить для придания насыпям статической устойчивости, сопротивляемости размыву водой и уменьшения водопроницаемости.

На уплотнение грунта влияют: механический состав, связность, начальная плотность, влажность; толщина уплотняемых слоев; число проходов механизмов по одному месту; способ уплотнения и параметры применяемых машин.

Способы уплотнения грунта следующие: механическое; уплотнение при отсыпке грунта в воду; естественное самоуплотнение (при наличии времени до ввода сооружений в эксплуатацию).

Наибольшее распространение получило уплотнение грунта машинами статического действия – катками: гладкими, кулачковыми, пневмошинными, решетчатыми (табл. 12.5), что обусловлено надежностью оборудования, высокой производительностью и низкой стоимостью.

Таблица 12.5.

Условия применения катков для уплотнения грунтов в насыпях

Типы катков	Условия применения	Масса, т	Толщина слоя Н0, м	Число проходов
				связные грунты	несвязные грунты
С гладким вальцом	Несвязные грунты	3…5	0,15	–	4…10
Кулачковые	Связные грунты	5	0,25	6…14	–
		9	0,3	6…14	–
		18	0,3	6…12	–
		30	0,4 (0,65)	4…10	–
Пневмошиные	Любые грунты	5	0,15
		10	0,25
		25	0,4	6…12	4…8
		45	0,5
Решетчатые	Связные комковатые, со смерзшимися комьями и гравелистые грунты	30	0,4	6…10	–
Вибрационные	Несвязные грунты	3	0,4	–	3…4
		6	0,6

Производительность машин при уплотнении грунта оценивают в единицах площади (м²/ч) или в единицах объема (м³/ч).

В первом случае площадь поверхности (м²), уплотненной катками, виброплитами и другими машинами, работающими в движении, можно вычислить как для машин и механизмов непрерывного действия:

где v – скорость передвижения агрегата, м/ч;

В – ширина укатываемой полосы, м;

С – ширина полосы перекрытия, равная 0,15...0,20 м;

n – число проходов по одному месту;

К_в – коэффициент использования рабочего времени.

Число проходов зависит от физико-механических свойств грунта и рабочих параметров катков и наиболее точно определяется для конкретных грунтов и агрегатов пробной укаткой.

Производительность экскаватора с трамбующей плитой составляет:

где F – ударная поверхность плиты, м²;

m – число ударов в минуту;

К_пер – коэффициент перекрытия, равный 0,8;

n – число ударов, необходимых для уплотнения грунта;

К_в – коэффициент использования рабочего времени (0,75 – 0,80).

Описанные устройства позволяют уплотнять грунт на горизонтальных и слабо наклонных поверхностях. Для уплотнения грунта на откосах применяют вальцовые трамбовки, которые навешивают на экскаваторы-краны и тракторные краны.

Таблица 12.6.

Значения F, m и n

Сила тяжести, н	Масса плиты, кг	Размер ударной поверхности плиты, м	Высота падения, м	Толщина уплотняемого слоя грунта, см	Количество ударов (потребное)	Число ударов в одну минуту (возможное)
15000	1500	0,8 ´0,8	1,0	40	3 – 6	25
			2,0	60	2 – 4	17
20000	2000	1,0 ´1,0	1,0	50	3 – 6	15
			2,0	70	2 – 4	8
30000	3000	1,2 ´1,2	1,0	60	3 – 6	15
			2,0	80	2 – 4	8

Производительность механизмов в единицах объема грунта (м³)

П_V = П_F H₀,

где Н₀ – толщина слоя грунта в уплотненном состоянии, м.

Производительность катков в большой степени зависит от длины гона на участке, которая должна быть не менее 100...200 м.