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).

Машины для уплотнения грунтов.

Уплотняющие машины статистического действия (катки).

По способу передвижения катки подразделяют на:

· прицепные;

· полуприцепные;

· самоходные.

По виду рабочего органа различают катки:

· с гладкими вальцами;

· кулачковые;

· решетчатые;

· пневмоколесные (самоходные и прицепные).

Рис. 4.25. Катки с гладкими вальцами – вид и кинематическая схема:

1 – гладкие вальцы; 2 – шарнирное сочленение рамы.

Рис. 4.28. Пневмоколесные катки:

а) – самоходные; б) – прицепные; 1 – пневматические колеса; 2 – дышло.

Уплотняющие машины динамического действия.

Машины динамического действия уплотняют ударами (трамбование) или вибрированием, а также сочетанием трамбования с вибрированием или укаткой. К ним относятся:

· трамбующие машины;

· вибрационные уплотнители (виброплиты);

· вибротрамбующие машины;

· виброкатки.

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.

Рис. 4.29. 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. 4.30. 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. 4.31. 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. 4.32. Самопередвигающаяся виброплита:

1 – двигатель; 2 – подрессоренная плита; 3 – дышло; 4 – пружины; 5 – рабочая плита; 6 – вибровозбудитель.

Рис. 4.33. Вибротрамбующая машина:

1 – бульдозерный отвал; 2 – планирующая плита; 3 – рама; 4 – вибромолот; 5 – направляющие с пружинами; 6 – наковальня; 7 – трамбующая плита.

Виброкатки (самоходные 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. 4.34. 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).