4.11. Уплотнение грунтов
Уплотнение грунтов применяется для увеличения плотности и прочности за счет уменьшения их пористости, деформируемости, водопроницаемости, набухания и морозного пучения. Уплотнение грунтов при строительстве различных земляных сооружений является завершающей операцией, от качества которой зависят их долговечность и прочность.
Уплотнение грунтов выполняют при планировочных работах, возведении различных насыпей, обратных засыпках траншей и пазух фундаментов. Для получения наибольшей плотности уложенного грунта, наименьшей фильтрационной способности и уменьшения последующих осадок его укладывают и уплотняют обычно послойно, по мере поступления.
Коэффициент уплотнения грунта 0,95-0,98 является оптимальным и обеспечивает достаточную прочность всего сооружения, при этом возможная со временем осадка грунта будет незначительной. В этой связи оптимальная влажность укладываемых песчаных грунтов должна быть в пределах 8-12 %, а глинистых грунтов – 19-23 %.
Различают следующие способы уплотнения грунтов:
укатывание;
трамбование;
вибрирование.
Для уплотнения связных и малосвязных грунтов (глин, суглинков, супесей) применяется способ укатки. Несвязные грунты (песчаные, гравелистые, галечниковые) рекомендуется уплотнять трамбованием и вибрацией.
Машины для уплотнения грунтов подразделяются на следующие группы:
катки статического действия с гладкими, решетчатыми, кулачковыми вальцами и с пневматическими шинами;
машины динамического действия (трамбующие машины, виброплиты и виброкатки).
Уплотняющие машины статического действия (катки)
По способу передвижения катки подразделяют:
на прицепные;
полуприцепные;
самоходные.
По виду рабочего органа различают катки:
с гладкими вальцами (рис. 4.29);
кулачковые (рис. 4.30);
решетчатые (рис. 4.31);
пневмоколесные (самоходные и прицепные) (рис. 4.32).
Рис. 4.29. Катки с гладкими вальцами – вид и кинематическая схема:
1 – гладкие вальцы; 2 – шарнирное сочленение рамы
Рис. 4.30. Каток с кулачковым вальцем: 1 – гладкий вальц; 2 – кулачковый вальц |
Рис. 4.31. Каток с решетчатым вальцем: 1 – гладкий вальц; 2 – решетчатый вальц
|
Рис. 4.32. Пневмоколесные катки:
а) – самоходные; б) – прицепные; 1 – пневматические колеса; 2 – дышло
Уплотняющие машины динамического действия
Машины динамического действия уплотняют ударами (трамбованием) или вибрированием, а также сочетанием трамбования с вибрированием или укаткой. К ним относятся:
трамбующие машины (рис. 4.33 - 4.35);
вибрационные уплотнители (виброплиты) (рис. 4.36);
вибротрамбующие машины (рис. 4.37);
виброкатки (рис. 4.38).
Трамбующие машины
Их подразделяют на машины, у которых уплотняющие плиты падают с определенной высоты свободно, и машины, у которых уплотняющие плиты опускаются принудительно (пневматические трамбовки и трамбовки взрывного действия).
Имеют рабочие плиты массой 0,8-1,5 т. Навешиваются на трактор или на стрелу экскаватора и сбрасываются с высоты 0,8-2 м. Плиты используют круглой или квадратной формы площадью 1 м2.
апр.Рис. 4.28. Каток с решетчатым вальцем:
1 – гладкий валц; 2 – решетчатый валц.
я
Рис. 4.33. Трамбующая машина со свободным падением трамбующей плиты:
1 – экскаватор; 2 – трамбующая плита; 3 – отметка поверхности грунта до трамбования;
4 – проектная отметка грунта; 5 – уплотненный грунт
Чаще применяют самоходные трамбовочные машины. Плиты у них поочередно поднимаются и падают на поверхность
Рис. 4.34. Трамбующая машина принудительного трамбования:
1 – рабочий механизм; 2 – несущая рама; 3 – трамбующие плиты
В труднодоступных местах и стесненных условиях применяют ручные трамбовки:
пневматические;
электрические.
Рис. 4.35. Ручная пневматическая трамбовка:
1 – привод; 2 – цилиндр; 3 – поршень; 4 – башмак; 5 – подача сжатого воздуха
Виброплиты
Применяют для уплотнения малосвязных грунтов, гравийно-щебеночных и других материалов (рис. 4.36).
Рис. 4.36. Самопередвигающаяся виброплита:
1 – двигатель; 2 – подрессоренная плита; 3 – дышло; 4 – пружины; 5 – рабочая плита;
6 – вибровозбудитель
Рис. 4.37. Вибротрамбующая машина:
1 – бульдозерный отвал; 2 – планирующая плита; 3 – рама; 4 – вибромолот;
5 – направляющие с пружинами; 6 – наковальня; 7 – трамбующая плита
Виброкатки (самоходные (рис. 4.38) и прицепные) предназначены для послойного уплотнения несвязных, малосвязных и гравийно-щебеночных грунтов на глубину 0,6-1,2 м; вальцы у них бывают гладкие, кулачковые и решетчатые.
По массе их разделяют:
на легкие (до 2 т);
средние (2-6 т);
тяжелые (> 6 т).
Рис. 4.38. Виброкаток:
1 – вибровальц; 2 – передняя полурама; 3 – шарнирное сочленение;
4 – задняя полурама; 5 – двигатель; 6 – вибровозбудитель
При уплотнении земляного полотна применяют 2 схемы движения грунтоуплотняющих машин.
кольцевую (по эллипсу);
челночную (зигзаг).