Указания по устройству работ по уплотнению грунта

УКАЗАНИЯ ПО УСТРОЙСТВУ РАБОТ ПО УПЛОТНЕНИЮ ГРУНТА

Степень уплотнения грунта зависит от способа возведения насыпи. При отсыпке грунта грейдер-элеватором или экскаватором драглайном первоначальное уплотнение достигает 0,65-0,7 от оптимальной плотности (1,0). Бульдозеры дают 0,7-0,8, автомобили и скреперы 0,8-0,85. При  влажности грунта, близкой к оптимальной, уплоьнение может достигать 0,85-0,9.  Таким образом, для достижения плотности грунта 0,95-1,0 требуется его искусственное уплотнение.

Основной факторы, влияющие на условия и качество уплотнения - влажность грунта(сухой материал уплотяется слоями меньшей толщины) и тип уплотняющей машины(механизма). Соответствеено, выбор уплотняющих машин зависит от вида и влажности грунта, потребного уплотнения, необходимой толщины уплотняемого слоя, производительности и маневренности машин. Чем больше величина уплотнения, тяжелее грунт и ниже его влажность по сравненнию с оптимальной, тем мощнее и тяжелее требуются машины и число их проходов по одному следу. Имеет значение продолжительность нахождения грунта в соприкосновении с уплотняющей машиной. Ряд весьма эффективных уплотяющих машин (тяжелые самоходные катки и механические трамбовки) требуют предварительного уплотнения легкими машинами.

Для оперативного контроля можно на месте работы установить "предел прочности" грунта при уплотнении его укаткой, характеризующий условия перехода грунта из стадии уплотнения в стадию выпирания из-под рабочего органа машины.

Рис.1
Схема работы прицепного катка на пневматических шинах
при уплотнении насыпи :
Lз - длина захватки, 1-10 - последовательность проходок

Для уплотнения грунтов при возведении насыпей применяют тяжелые катки(прицепные или самоходные), кулачковые, решетчатые и ребристые катки, катки на пневматических шинах, механические трамбовки(электрические или пневматические), трамбующие плиты, трамбовочные и виброуплотняющие машины, машины виброударного действия.

При наличии воды для песчаных грунтов иногда применяют уплотнение избыточным увлажнением. Вода при этом подводится снизу уплотняемых слоев(путем подтапливания).

Гладкие катки, хотя и малопроизводительны, наиболее пригодны для связных и малосвязных грунтов. Недостатки их в том, чтоони могут уплотнять тонкие слои(не более 0,2 м), требуют сравнительно большого числа проходовна малых скоростях и большого фронта работ. Все это создает значительные затруднения при организации скоростного строительства земляного полотна и препятствует полноценному уплотнению насыпей.

Кулачковые катки предназначают в основном для связных и мало связных грунтов. Обладая одинаковой с гладкими катками массой, онидают почти вдвое большую глубину уплотнения и требуют меньшего числа проходов. Кулачковые катки эффективнеее работают в рыхлых и комковатых грунтах и совершенно непригодны в переувлажненных. Прицепные катки обычно работают по несколько штук с одним тягачом. Особенность работы кулачковых катков в том, что они уплотняют грунт ниже уровня заглубления кулачков. Барабаны катков - полые, для загрузки их балластом. Эффективность укатки кулачковыми катками увеличивается при использовании их совместно с катками на пневматических шинах. Сначала укатку проводят кулачковые катки, а придание требуемой плотности верхнего слоя достигают укаткой катками на пневматических шинах.

Катки на пневматических шинах могут уплотнять связные и несвязные грунты. Данные катки значительно эффективнее гладких жестких катков за счет снижения числа проходов. Самоходные катки на пневматических шинах применяют в основном для уплотнения оснований и покрытий.

Рис.2
Схема работы тяжелой трамбовки при уплотнении грунтов

Трамбующие плиты применяют в качестве навесного оборудованияна кранах или экскаваторах. Они являются одним из наиболее эффективных средств уплотнения насыпей на глубину 0,6-1,5 м, пригодны для работы в связных и несвязных грунтах. Площадь плит 0,6-1,5 м2, масса 1,5-2,5 тн. Высота падения плиты - 1-2 м.

Для уплотнения слабо водостойких мелкозернистых или гравелистых грунтов, в том числе, суглинистых и глинистых гравийно-песчаных смесей, смесей с органическими примесями, содержание воды очень важно, особенно при виброуплотнении. Такие грунты могут уплотять машины любых типов. Если содержание воды меньше оптимального, предпочтительнее использовать пневмо- и виброкатки.

Скальные и обломочные грунты уплотяют как пневмо-, так и виброкатками при толщине слоя от 30 до 80 см. Если размер камней превышает 80 мм, толщина слоя для виброкатков снижается до 30-40 см.

Чистые гравийно-песчаные смеси с зернами менее 50 мм, уплотняемые виброкатками и катками на пневматических шинах водоустойчивы, в связи с чем степень уплотнения этих смесей может быть меньше, чем у других материалов.Кулачковые катки не применяют для уплотнения чистых песков. Для уплотнения сыпучих грунтов(пески, супесь) можно применять вибрационные машины. При вибрировании возникают перемещения частиц грунта вследствие колебательных движений, сообщаемых вибратором. Повышение плотности грунта достигается тем, что частицы грунта перемещаются, занимая более устойчивое положение

Пневматические и электрические трамбовки могут быть легкие 0,1-0,2 тн и тяжелые - 0,5-1,5 тн и уплотняющие на глубину соответственно 20-30 см и 40-90 см.

Самоходные трамбующие машины снабжены рядом молотков массой от 0,3 до 1,5 тн, падающих с высоты 50-250 см. Ширина уплотняемой полосы 1,8-3 м, скорость 200-400 м/ч, глубина уплотнения 60-100 см, производительность 200-500 м/ч.

Табл.1 Основные данные по производству работ различными машинами.