4.2. Производство работ по уплотнению насыпных земляных сооружений

Технология возведения железнодорожных насыпей должна обеспе-чивать прочность и устойчивость насыпей, а также необходимые их разме-ры, должна исключать неравномерные осадки и деформации основной площадки земляного полотна.

Как правило, насыпи отсыпаются послойно в такой последователь-ности: разбивка насыпи на уровне отсыпаемого слоя (через 10–20 м ко-лышками отмечаются точки оси и бровок), выгрузка грунта, его разравни-вание, уплотнение.

Как видно из предыдущего, наибольшая плотность достигается при уплотнении грунтов оптимальной влажности, поэтому грунты незначи-тельной влажности перед уплотнением необходимо увлажнять.

Рекомендуемая влажность для грунтов в процентах составляет: глин – 23…28; тяжелых суглинков – 22…23; легких суглинков и супесей – 15…17; чернозема – 25…35; лѐссов – 19…21.

Искусственное уплотнение грунта повышает модуль деформации и сопротивление грунта сдвигу, благодаря чему повышается устойчивость откосов и насыпей. Уплотненный грунт становится более водонепрони-цаемым и водоустойчивым.

Послойное уплотнение грунта в насыпных сооружениях и обратных засыпках котлованов и траншей осуществляется укаткой – с помощью са-моходных, полуприцепных и прицепных катков, транспортных средств (автомобилей и прицепов-землевозов), а также землеройно-транспортных машин (бульдозеров и скреперов); трамбованием – специальными трам-бующими машинами, навесными трамбующими плитами, а также пневма-тическими и электрическими трамбовками (для стесненных условий); виб-

54

рованием – подвесными, прицепными и самоходными вибраторами; ком-бинированным способом – виброкатками-агрегатами.

Основные параметры, характеризующие процесс уплотнения, зави-сят от свойств грунтов, способов уплотнения и типов применяемых грун-тоуплотняющих машин и оборудования.

Трамбующие машины и оборудование служат для уплотнения связ-ных и глинистых грунтов, отсыпаемых слоями толщиной 1…1,5 м. Не-связные песчаные грунты, как правило, не трамбуют, так как вблизи от места удара грунт разуплотняется.

• строительстве используют трамбующие плиты на экскаваторах и трамбующие машины непрерывного действия.

Трамбующие плиты, навешиваемые на канат экскаватора-драглайна, применяют для уплотнения грунтов в местах с узким фронтом работ, не-доступных для уплотняющих машин других типов.

Свободно падающую плиту массой 0,8…1,5 т из чугуна или железо-бетона круглой или квадратной формы в плане прикрепляют на трех-четырех цепях или канатных стропах к концу подъемного каната драглай-на. Вспомогательный канат с легким оттяжным грузом служит для исклю-чения вращения плиты и закручивания основного подъемного каната. При ручном управлении подъемами-сбросами плиты и поворотами стрелы в плане частота ударов не превышает 3…5 мин ^–1, что обуславливает невы-сокую производительность трамбующих плит на экскаваторах и ограни-ченное их применение.

Трамбующие машины непрерывного действия выпускаются в двух модификациях: ДУ-12Б и ДУ-12В – для агрегатирования с гусеничными тракторами Т-100М и Т-130.

Рабочим органом машины служат две плиты, подвешенные рядом на подъемных канатах сзади трактора. Плиты поочередно поднимаются кана-тами и свободно падают на поверхность грунта, осуществляя его трамбо-вание на полосе, равной по ширине захвату обеих плит.

Во время работы трактор движется с замедленной ходоуменьшите-лем скоростью, которая выбирается соответственно необходимому числу ударов плит по одному месту. При транспортных передвижениях машины плиты поднимаются в верхнее положение, где удерживаются крюками. При работе крюки переводят в нерабочее положение с помощью механиз-ма, управляемого из кабины водителя.

Глубина уплотняющего воздействия, определяющая толщину отсы-паемого слоя, зависит от массы катка, типа его рабочего органа и числа проходов по одному следу.

Область применения катков по разновидностям грунтов определяет-ся типом рабочего органа. По типу рабочего органа катки статистического действия разделяют на катки с гладкими кулачковыми, ребристыми, ре-

55

шетчатыми и пневмоколесными вальцами. По способу приведения в дви-жение катки бывают прицепные и самоходные.

Гладкие вальцы применимы для укладки связных и несвязных грун-тов, так как поверхность уплотняемого слоя при этом почти не разрыхля-ется или разрыхляется на глубину 3 см (для несвязных грунтов).

Ребристыми и кулачковыми вальцами укатывают связные грунты, при этом верхняя часть слоя грунта разрыхляется на глубину, равную 1,3…1,2 высоты ребра грунта или кулачка, в зависимости от разновидно-сти и состояния грунта. Эти катки неприменимы для несвязных грунтов из-за большой глубины разрыхления поверхности слоя грунта.

Решетчатыми вальцами укатывают комковые связные грунты, по-скольку валец разрыхляет комки и одновременно уплотняет слой рыхлого грунта.

Пневмоколесные катки применяют для укатки любых грунтов, при этом чем мельче рисунок протекторов шин, тем меньше разрыхляется слой грунта с поверхности.

Для отделки поверхности насыпи, укатанной ребристыми, кулачко-выми и решетчатыми катками, производят прокатку одним-двумя прохо-дами катков с гладкими вальцами, а для укатки – в сцепах по 2…5 штук. Сцепка осуществляется дополнительными съемными приспособлениями, монтируемыми на рамах и дышлах.

Пневмоколесные прицепные катки выпускают двух типов: с жестким креплением колесных осей к раме и общим балластным кузовом, а также с балансирным креплением колесных осей к тяговой раме и с секционными ящиками.

• катков с балансирными колесами постоянно обеспечивается кон-такт всех колес с неровной поверхностью укатки и на грунт все колеса пе-редают заданную нагрузку, обусловленную балластом. Катки с жестким креплением колес этими качествами не обладают, так как при проходе не-ровностей укатки у отдельных колес может нарушаться контакт с укаты-ваемой поверхностью.

Вибрационные катки предназначены для уплотнения несвязных от-сыпанных грунтов и выпускаются преимущественно в прицепном испол-нении с гладкими вальцами.

Рабочим органом виброкатка является гладкий валец, внутри которо-го смонтирован вал с дебалансами – возбудителями вибраций.

Валец размещается внутри прямоугольной рамы, оснащенной дыш-лом со сцепным устройством.

При проектировании производства работ по уплотнению грунта спо-соб уплотнения выбирается в зависимости от вида грунта, установленного коэффициента уплотнения и возможной длины карты укатки.

56

При проектировании земляного полотна новых линий, а также насы-пей под вторые пути величину коэффициента К назначают в зависимости от категории железнодорожной линии, рельефа местности, климатических и гидрогеологических условий (табл. 4.2).

Т а б л и ц а

4.2

Глубина слоя

Значения

Характеристики линии

Слой

от подошвы

балластной призмы,

К

м

Линии со скоростным и особогрузо-

До 0,5

1,03

напряженным движением поездов

Верхний

Нижележащие слои

0,98–1,00

(121–160 км/ч)

Линии с бесстыковым путем

Нижний

> 1,0

0,95

То же, при отсыпке насыпей песками

Верхний

До 1,0

0,95

Нижний

> 1,0

0,92

Линии I и II категорий

Верхний

До 1,0

0,95

Нижний

> 1,0

0,90

Линии III и IV категорий

Верхний

До 0,5

0,95

Нижний

> 0,5

0,90

На линиях I и II категорий на участках

сильно пересеченного рельефа, а также

для всех линий на подходах к большим

На всю высоту насыпи

0,95

и средним мостам (в пределах до 100 м)

и на участках подтопления

Назначать толщину уплотняемого слоя, число проходов грунтоуп-

лотняющей машины можно с использованием данных табл. 4.3.

Т а б л и ц а

4.3

Наибольшая допускаемая толщина

Необходимое число проходов

слоя в плотном теле, см

уплотняющих машин

Песчаный,

Песчаный,

Тип

Глинистый

крупно-

Глинистый

крупно-

уплотняю-

обломочный и

обломочный и

грунт

грунт

щих машин

полускальный

полускальный

грунт

грунт

при заданном коэффициенте уплотнения грунта

0,90

0,95

0,98

0,90

0,95

0,98

0,90

0,95

0,98

0,90

0,95

0,98

Катки на

пневмомаши-

50–

30–

20–

55–

36–

25–

6–8

6–8

8–

4–6

4–6

6–8

нах весом

55

35

25

60

40

30

10

25–30 т

Дизель-трам-

бовочные

машины

89–

45–

30–

95–

55–

40–

1

1

1

1

1

1

(ЦНИИС-

95

50

40

100

60

50

РРМЗ,

МТС-2)

Трамбующая

85–

45–

30–

95–

55–

40–

машина

1

1

1

1

1

1

95

50

40

100

60

50

Д-471

Виброкаток

–

–

–

–

50–

–

–

–

–

–

3–4

–

Д-480

60

Примечание. Число проходов трамбующих машин принято для рабочей скоро-

сти 0,15 км/ч.

57