19. Технология уплотнения грунта машинами статистического и динамического действия

Процессу уплотнения грунта в планировочной насыпи предшествует ряд строительных операций: подготовка основания под насыпь и под каждый укладываемый слой; доставка грунта; насыпка-навал грунта; послойное разравнивание насыпанного грунта; доувлажнение и выдерживание грунта до равномерного распределения влаги; уплотнение грунта; срезка неуплотненных слоев грунта с откосов и перемещение его в тело основной насыпи.

Разравнивание грунта в насыпи производят горизонтальными слоями при продольном перемещении бульдозера по площадке. Оптимальная толщина слоев укладываемого и разравниваемого грунта в рыхлом состоянии 0,2…0,4 м. Последовательность и число проходок бульдозера устанавливают в зависимости от свойств грунта и ширины насыпи. Разравнивание производят от краев насыпи с перекрытием предыдущей проходки на 0,3…0,4 м.

Уплотнение грунта на насыпи ведут в той же последовательности, что и его отсыпку. Грунт уплотняют путем последовательных круговых проходок катка по всей площади насыпи, каждая последующая проходка должна перекрывать предыдущую на 0,2…0,3 м.

Уплотнение грунта машинами динамического действия. В качестве рабочих органов трамбующих машин применяют трамбующие плиты разных размеров, веса и формы, которые сбрасывают на поверхность грунта с различной высоты.

Явление удара плиты о поверхность уплотняемого грунта протекает в короткий отрезок времени — от момента соприкосновения плиты с грунтом до момента прекращения погружения ее в грунт.

За этот отрезок времени кинетическая энергия падающей плиты передается частицам грунта, вызывая их плотную укладку и нарастающее сопротивление, а отсюда и изменяющуюся силу удара. Сила удара от максимального значения в момент соприкосновения с поверхностью грунта постепенно снижается до нуля. Сила удара прямо пропорциональна силе тяжести плиты Q, а также высоте падения Н и обратно пропорциональна продолжительности удара τ и глубине погружения за один удар Δh. Максимальное напряжение можно определить по формуле

где F — площадь соприкосновения грунта с трамбовкой (площадь поверхности трамбующей плиты).

Уплотнение грунта машинами статического действия. Машины и механизмы вибрационного действия сообщают грунту частые колебательные движения. В результате их и статической нагрузки от силы тяжести грунта и машины нарушаются связи между частицами грунта, происходят взаимные перемещения их и более плотная укладка. Хорошо поддаются уплотнению несвязные и малосвязные грунты. Неэффективно уплотняются суглинки и глины.

Эффект вибрации зависит от многих факторов: 1) крупности частиц; 2) влажности грунта; 3) частоты колебаний.

В производственных условиях применяют машины разных типов, уплотняющие грунт не только благодаря вибрации, но и комбинированному воздействию вибрации с укаткой, с трамбованием, с водой (табл. 5.3). Эффективность комбинированного воздействия на грунт значительно выше.

Для уплотнения грунта в насыпном и естественном состоянии на большую глубину используют стержневые электровибраторы, успешно работающие на песчаных и других рыхлых малосвязных грунтах при одновременной подаче в зону уплотнения воды. В связи с большой стоимостью уплотнения таким способом его можно применять только при невозможности уплотнения грунта обычными приемами.

Машины для уплотнения грунта выбирают с учетом линейных размеров, площади и формы уплотняемых поверхностей; объемов и интенсивности работ; вида и свойств грунта; характера воздействия уплотняющего органа на грунт; экономических показателей.

Катки и трамбующие машины следует выбирать так, чтобы напряжения, возникающие в грунте, не были для них разрушающими.

20. Производительность грунтоуплотняющих машин,

методика её расчёта. Контроль качества уплотнения

в насыпных сооружениях

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

Площадь поверхности (м²), уплотненной катками, виброплитами и др. машинами, работающими в движении, вычисляют по формуле

где v — скорость передвижения агрегата, м/ч; В — ширина укатываемой полосы, м; С — ширина полосы перекрытия, равная 0,15...0,20 м; п — число проходов по одному месту; К_В — коэффициент использования рабочего времени.

Число проходов зависит от физико-механических свойств грунта и рабочих параметров катков.

Производительность (м²/ч) экскаватора с трамбующей плитой

где F — площадь ударной поверхности плиты, м²; т — число ударов в минуту; К_ПЕР — коэффициент перекрытия, равный 0,8; п — число ударов, необходимых для уплотнения грунта; К_В — коэффициент использования рабочего времени.

Производительность механизмов в единицах объема грунта (м³)

где Н_О — 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.

Контроль качества уплотнения грунта в насыпных сооружениях.

Уплотнение грунтов в насыпях и обратных засыпок должно выполняться послойно при оптимальной влажности с отклонениями: для связных грунтов ±10%, для несвязных грунтов ±20%. При недостаточной влажности связные грунты следует увлажнять.

Уплотнение грунта должно производиться проходками уплотняющих машин вдоль насыпи со смещением от бровок насыпи к ее середине. Уплотнение откосов должно производиться снизу вверх. Каждый последующий проход (удар) уплотняющей машины должен перекрывать след предыдущего на 0,1...0,2 м.

В стесненных местах, при обратных засыпках грунта в пазухи фундаментов, вокруг различного рода опор трубопроводов, смотровых колодцев, при устройстве грунтовых подсыпок под полы в др. местах уплотнение грунтов должно производиться машинами с трамбующими и вибротрамбующими рабочими органами – механическими трамбовками. В местах обратных засыпок, где невозможно обеспечить качественное уплотнение грунта, полученного при разработке котлована или траншеи, обратная засыпка должна производиться малосжимаемыми грунтами.