Машины и оборудование для уплотнения грунтов
Свежеуложенный грунт в земляном сооружении должен быть уплотнен во избежание самопроизвольного изменения геометрической формы и просадок. Для понижения водопроницаемости земляного сооружения применяют искусственное уплотнение грунтов.
Способ уплотнения грунтов и число приложений нагрузки зависят от свойств грунта: - связности, - влажности, - гранулометрического состава, - требуемой степени уплотнения.
Для уплотнения связных и малосвязных грунтов применяются укатка и трамбование, для несвязных грунтов — укатка и вибрация.
По принципу действия машины, применяемые в строительстве для уплотнения грунта, разделяются на машины: - статического, - ударного действия - вибрационные.
По способу передвижения грунтоуплотняющие машины делятся на: - прицепные - самоходные. - полуприцепные. К машинам статического действия относятся прицепные и самоходные катки.
Прицепные катки могут быть: - гладкими; - кулачковыми.
Основы этих машин показаны на рис.14.7.
Рис.14.7. Схема грунтоуплотняющих машин: а – каток с гладкими вальцами; б – кулачковый каток прицепной; в – пневмоколесный прицепной каток; г – трамбовочная плита на тракторе; д – самоходная виброплита; 1 – пневматические шины; 2 – балластные ящики; 3 –механизм подъема и сбрасывания плиты; 4 – плита; 5 – направляющие; 6 – вибровозбудитель; 7 – двигатель Более интенсивное уплотнение производят последние. Такие катки могут создавать давление до 75 кг/см2. Эффективным средством уплотнения связных грунтов являются кулачковые катки. В отличие от катков с гладкими вальцами на их поверхности имеются бандажи с укрепленными на них кулачками (рис.14.8).
Рис.14.8. Кулачковый каток.
Каждый бандаж состоит из 2-3 частей, соединяемых болтами. Кулачки размещают на поверхности катка в шахматном порядке. В начале работы кулачки полностью погружаются в грунт, в связи с чем в контакт с его поверхностью может входить и валец катка. При погружении кулачков под каждым из них образуется уплотненное ядро, как бы упирающее в плотное основание. При последующих проходах катках грунт уплотняется в промежутках между ядрами. При каждом проходе кулачки погружаются в грунт на меньшую глубину, и между поверхностью грунтового слоя и вальцем катка образуется увеличивающийся просвет, указывающий на уплотнение укатываемого слоя.
Прицепные кулачковые катки используют как по одному, так и в сцепе нескольких. При сцепе из двух катков иногда первым устанавливают кулачковый, а вторым – гладкий. Кулачковыми катками уплотняют только связные грунты. Для уплотнения как связных, так и несвязных грунтов используют катки на пневматических шинах, имеющими несколько колес, установленных в один ряд (рис.14.9).
Рис.14.9. Каток на пневмошинах: 1 – сцепное устройство; 2 – балластные ящики; 3 – рама; 4 - пневмокалеса
Предусматривают жесткие независимые подвески. У колес катков с жесткой подвеской ось колес укрепляют на продольных балках рамы, которую размещают обычно над колесами. На раме устанавливают кузов для балласта. Основной недостаток катков такой конструкции – перегрузка отдельных колес при движении катков по неровной поверхности. В результате укатываемая полоса неравномерно уплотняется по ширине, а отдельные элементы катка перегружаются.
Рабочим органом самоходного катка являются передние управляемые и задние ведущие пневмоколеса. Их размещают так, чтобы следы колес одной оси перекрывали промежутки между следами колес другой оси. Таким образом получается сплошная полоса укатываемого грунта. Работа машин ударного действия основана на сбрасывании трамбующей плиты на грунт или нанесении удара падающим грунтом по плите, лежащей на грунте. Простейшим, но малопроизводительным устройством для ударного уплотнения грунта трамбованием является чугунная или железобетонная плита, подвешиваемая к подъемному канату экскаватора, оборудованного стрелой драглайна. Опорная поверхность плиты имеет форму круга или квадрата площадью около 1 м2. Плита присоединяется к канату при помощи трех-четырех цепей. Необходимо иметь в виду вредное воздействие динамических нагрузок на механизмы и конструкцию экскаватора, возникающих при трамбовании плитой. Поэтому к указанному способу трамбования прибегают только в крайних случаях, при отсутствии других, более совершенных механизмов, или когда последние по каким-либо причинам не могут быть применены.
Грунтоуплотняющие вибрационные машины выпускаются в виде: - прицепных виброкатков; - самопередвижных; - навесных и подвесных виброплит; - вибротрамбовок.
Главным параметром характеристики виброкатка является общий вес в тоннах. Типажом машин предусмотрен выпуск прицепных вибро-катков с общим весом 3, 6 и 12 т. Глубина уплотнения на песчаных грунтах за два — четыре прохода до 0,5—0,6 м.
Виброплиты представляют собой металлический поддон с установленными на нем одним или двумя вибраторами направленного действия. При работе вибраторов происходит уплотнение грунта и одновременное самостоятельное перемещение виброплиты в заданном направлении. Перемещение плиты достигается соответствующей установкой дебалансов вибраторов. Суммарная возбуждающая сила является результирующей центробежных сил противоположно вращающихся пар дебалансов. При направлении силы строго вертикально машина вибрирует на месте, а при направлении силы под углом к вертикали машины — перемещается по грунту под воздействием горизонтальной составляющей возбуждающей силы. Не разрешается работа грунтоуплотняющих машин на уклонах более 5°.
|
