Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Рекомендации по выбору и использованию грунтоуплотняющего оборудования

27.11.2018

Устойчивость земляного полотна автомобильных дорог и других земляных инженерных сооружений, их надежность и прочность обеспечиваются равномерным послойным уплотнением грунта различными машинами. Выбор того или иного типа уплотняющих машин для послойного уплотнения земляного полотна в насыпях и других сооружениях определяется:

• видом грунта и его физико-механическими свойствами;

• требуемой плотностью грунта;

• объемом работ на объекте;

• погодно-климатическими условиями;

• технико-экономическими показателями.

Количество работы, необходимой для уплотнения до нормативных значений, зависит от связности грунтов (табл. 6.1).

Для достижения требуемых норм плотности грунты должны иметь следующую влажность при уплотнении:

• связные — (0,9...1,2)

• несвязные и малосвязные — (0,8...1,2) (Wo — оптимальная влажность).

При влажности менее оптимальной грунт увлажняют, или применяют более тяжелые средства уплотнения, или уменьшают толщину отсыпаемого слоя. При интенсивных дождях работы по уплотнению прекращают. Если грунт переувлажнен, то его необходимо осушить путем введения добавки извести (2 % по массе) или заменить привозным.

Уплотнение грунтов в насыпях выполняют сразу после отсыпки. Равномерное уплотнение грунта по всей ширине насыпи обеспечивается перекрытием следа предыдущего прохода машины на 1/3 ширины катка и одинаковым количеством проходов по следу на всей уплотняемой площади. Необходимое число проходов по одному следу в зависимости от требуемой плотности и типа машин определяют по формулам или пробной укаткой.

Количество проходов для катков всех типов определяют по формуле

где Aуд — удельная работа машин для уплотнения; Но — толщина уплотняемого слоя в плотном теле; q — линейное давление статического катка (для виброкатков следует учитывать коэффициент эффективности Кэ); f — коэффициент сопротивления движению катка.

Количество проходов (ударов) для трамбующих машин всех типов определяется по формуле

где q0 — статическое давление трамбующего органа машины; h — высота падения трамбующего груза.

При использовании прицепных и полуприцепных катков на пневматических шинах для послойного уплотнения целесообразно применять катки с регулируемым давлением в шинах.

Эффективность уплотнения катками на пневматических шинах зависит главным образом от размера контакта шины при максимально допустимой нагрузке на грунт и величине давления воздуха в шинах. Это достигается на связных грунтах при давлении воздуха в шинах 0,6...0,8 МПа и оптимальной толщине слоя 30...40 см.

Статические давления виброударных машин для получения оптимальной плотности грунта должны быть следующими:

• переувлажненные несвязные грунты (пески) — 3...4 кПа;

• супесчаные грунты оптимальной влажности — 15...20 кПа;

• тяжелая супесь оптимальной влажности — 25...30 кПа.

Выбор уплотняющей машины производится на основе сравнения технико-экономических показателей (табл. 6.2).

Виброударные машины уплотняют грунт до К = 0,95 за один проход. Для получения более высокой плотности назначают два-три прохода по одному следу.

Самоходные катки целесообразно применять при окончательном уплотнении верхних слоев насыпи, грунтового основания и резервов.

Уплотнение насыпей из крупнообломочных и скальных грунтов следует выполнять тяжелыми уплотняющими средствами.

Наилучшее сочетание типов машин для уплотнения связных грунтов — это звено из кулачковых или решетчатых прицепных катков и катков на пневматических шинах. Протяженность фронта работ — не менее 100 м.

Величины захваток для различных типов машин:

• кулачковые катки — 250...300 м;

• катки на пневматических шинах — 200 м;

• вибрационные катки — 200...250 м;

• виброуплотняющие плиты и трамбующие машины при уплотнении скальных и гравелистых грунтов — более 50 м.

Для повышения темпов возведения земляного полотна уплотнение проводят на повышенных скоростях с применением более мощных тягачей, снижением толщины уплотняемого слоя на 30...40 % и увеличением на 1/3 количества проходов машин по следу.

Рациональный режим работы уплотняющей машины или звена катков определяется пробной укаткой на месте производства работ. При этом для достижения требуемой плотности слоя находят оптимальную толщину отсыпки и необходимое число проходов машины по следу.

Виброкатки для уплотнения грунтов могут быть прицепными, буксируемыми гусеничными или пневмоколесными тягачами, а также самоходными, у которых вибрационный валец шарнирно сочленен с одноосным колесным тягачом.

Эффективность применения прицепных вибрационных катков определяется толщиной уплотняемого слоя грунта, рабочей скоростью и количеством проходов виброкатка по следу. Рекомендации по определению максимальной толщины уплотняемого слоя и необходимого количества проходов по следу для виброкатков при скорости укатки 2...3 км/ч представлены в табл. 6.3.

Самоходные шарнирно-сочлененные катки более маневренны, чем прицепные. Однако их проходимость и устойчивость на плохо спланированных поверхностях недостаточна. Аналогично они ведут себя и на рыхлых маловлажных песках или переувлажненных грунтах. Поэтому целесообразнее применять их для укатки верхней части земляного полотна или оснований.

Основными конструктивными параметрами виброкатка являются его общая масса, масса колеблющегося вальца, масса его пригруза, амплитуда и частота колебаний, диаметр и ширина вальца. Этими параметрами и определяется динамическое воздействие катка на грунт.

Масса вибрационного вальца и его пригруза у самоходного шарнирно-сочлененного катка составляет в среднем 45...55 % его общей массы, поэтому его уплотняющую способность можно приравнять к способности прицепного виброкатка с массой, соответствующей половине массы самоходного катка. Так, каток ДУ-85 по воздействию его вибровальца на грунт аналогичен прицепному виброкатку массой около 6...7 т.

Экспериментально установлено, что толщина уплотненного слоя (глубина уплотнения) примерно пропорциональна массе катка.

На степень уплотнения и толщину прорабатываемого вибрационным катком слоя грунта большое влияние оказывает режим укатки — рабочая скорость и количество проходов катка. Чем ниже скорость катка, тем выше плотность и глубина уплотнения. Однако с уменьшением скорости падает производительность катка. Поэтому скорость 1,5...2,5 км/ч — это та скорость, при которой плотность, толщина слоя и производительность находятся в оптимальном соотношении.

Повышение скорости укатки должно компенсироваться увеличением числа проходов катка по одному следу. Рост скорости приводит к уменьшению времени вибрирования грунта, поэтому необходимо, чтобы общее время вибрирования грунта на разных скоростях было приблизительно одно и то же. Кроме того, уплотнение на повышенных скоростях приводит к снижению амплитуды колебаний грунта в приповерхностных слоях насыпи. Поэтому такой режим работы виброкатка требует более пропорционального увеличения количества проходов и затрудняет достижение высокой плотности грунта.

Уплотнение крупнообломочных, крупнозернистых грунтов слоями до 120...140 см следует производить виброкатками массой 12...15 т. Число проходов при этом должно составлять 8...10 по одному следу.

Виброуплотнение непылеватого песка и песчано-гравийной смеси при толщине слоя до 40...50 см можно производить катками массой 3...6 т; число проходов — 10. При использовании катка массой 7...8 т число проходов может быть уменьшено до 8, а толщина слоя не должна превышать 60...70 см. Для катков массой 9...11 т толщина слоя не должна превышать 85...95 см; для катков массой 12...14 т число проходов может составить 6 при толщине слоя не более 100...120 см. При этом если фебуемый коэффициент уплотнения не превышает 0,95, то скорость укатки может быть повышена до 5...6 км/ч. Если требуемая степень уплотнения должна достигать Kу = 0,98...1,00, то уплотнение следует проводить только на скоростях не более 2,0...2,5 км/ч.

Тип катка определяют в зависимости от вида и состояния грунта, который подлежит уплотнению. Так, пылеватые грунты и супеси при излишне большой или недостаточной влажности практически невозможно уплотнить до Ky = 0,95 даже тяжелыми виброкатками массой 12...14 т. Эти грунты рекомендуется уплотнять только при влажности, близкой к оптимальной, и лучше использовать кулачковые виброкатки. В противном случае следует уменьшать толщину отсыпаемого слоя грунта в 1,5...2 раза при одновременном увеличении числа проходов по одному следу до 12...14.

Плохо уплотняются также одномерные и связные грунты, содержащие большое количество глинистых частиц. Для высококачественного уплотнения насыпи из одномерного грунта (Ку = 0,98) применяют два технологических приема:

• толщину отсыпаемого слоя назначают в соответствии с состоянием грунта и массой виброкатка, а уплотнение ведут с увлажнением песка до оптимальных значений. При этом скорость укатки — не более 2,0...3,0 км/ч при числе проходов не менее 6...8;

• используют комбинированное уплотнение отсыпаемой и хорошо увлажняемой насыпи. Сначала уплотняют вибрационным катком на соответствующих режимах работы, а затем применяют решетчатый или пневмоколесный каток для доуплотнения верхнего приповерхностного слоя отсыпки.

При уплотнении связных грунтов даже при оптимальной влажности требуются значительные статическое и динамическое усилия. Тех виброударных воздействий, которые развивают современные виброкатки среднего и тяжелого типов, достаточно только для уплотнения связного грунта, отсыпанного более тонкими слоями по сравнению с несвязным грунтом. Легкие катки для этих целей применять вообще не рекомендуется.

Виброкатки среднего и тяжелого типов для уплотнения суглинка рекомендуются при влажности, близкой к оптимальной, с использованием кулачкового бандажа. При этом толщина отсыпаемого слоя грунта не должна превышать 30...40 см, а число проходок по одному следу должно быть не менее 10... 12.

Уплотнение комковатых суглинков и глин естественной или пониженной влажности целесообразно производить кулачковыми катками.

В последние годы фирма «Раскат» в Рыбинске освоила производство широкой номенклатуры вибрационных катков для применения в дорожном строительстве.

Вибрационный самоходный каток ДУ-74 предназначен для уплотнения несвязных грунтов при строительстве дорог, насыпей, площадок и других сооружений. Его масса — 8,5 т.

Вибрационный самоходный каток ДУ-85 массой 13 т предназначен для уплотнения различных дорожно-строительных материалов, преимущественно грунтов, в том числе укрепленных различными вяжущими материалами, а также песка, щебня, гравийной смеси при строительстве дорог и других инженерных сооружений. Он агрегатируется с одноосным тягачом. Благодаря мощному силовому агрегату может производить работы на скоростях до 6,5 км/ч. Ширина уплотняемой полосы — 2 м; величина вынуждающей силы — 150 кН.

Каток прицепной вибрационный ДУ-94 предназначен для уплотнения толстых слоев различных несвязных грунтов. Масса катка — 7,5 т; ширина уплотняемой полосы — 2 м. Вынуждающая сила при частоте 37,5 Гц составляет 150 кН; мощность двигателя — 44 кВт. При установке кулачкового бандажа масса катка составляет 8 т (ДУ-94-1).

Каток самоходный вибрационный ДУ-111 предназначен для уплотнения грунтов, отсыпанных слоями небольшой толщины. Масса катка — 7 т; мощность двигателя — 57,4 кВт; линейное давление вальца — 28 кН/м. Частота колебаний вальца может устанавливаться в двух режимах работы; 35 и 25 Гц. Вынуждающая сила составляет соответственно 146 и 95 кН. Ширина уплотняемой полосы — 1,7 м.

Машина грунтотрамбующая (МГТ) — высокоэффективный грунтоуплотняющий самоходный агрегат, предназначенный для уплотнения грунтовых масс, отсыпанных толстыми слоями, на широком фронте работ. Масса машины — 16 т. Машина унифицирована с тягачом катка ДУ-85. Двигатель — ЯМЗ-236Г-1 мощностью 110 кВт позволяет легко перемещаться по рыхлым грунтам, отсыпанным толщиной 0,6...1,0 м. Ширина укатки 2000 мм обеспечивает высокую производительность. При уплотняющей нагрузке трамбующей плиты, равной 600 кН, и высокой частоте ударов (до 30 Гц) обеспечивается полная проработка слоя грунта на всю толщину до требуемых значений в кратчайшее время.

Несмотря на наличие комбинированного рабочего органа и большие габаритные размеры машина обладает высокой маневренностью благодаря складывающейся раме. Эта машина является уникальной при уплотнении больших объемов грунтовых масс в ходе строительства насыпей, аэродромов и других инженерных сооружений, возводимых из грунтов различных типов. Благодаря высокой производительности и простоте конструкции стоимость уплотнения 1 м3 грунта значительно ниже стоимости уплотнения его другими машинами (табл. 6.4).

Плита вибрационная ДУ-90 предназначена для уплотнения несвязных и малосвязных грунтов, гравийно-щебеночных материалов при производстве строительных работ небольших объемов и в стесненных условиях. По конструкции ДУ-90 — самоходная нереверсивная двухмассовая вибрационная плита с рукояткой управления для оператора. Масса плиты — 270 кг; ширина уплотняемой полосы — 550 мм. Двигатель ВСН-6Д мощностью 4,4 кВт позволяет перемещаться с рабочей скоростью до 0,85 км/ч. Вынуждающая сила при частоте 75 Гц составляет 22,6 кН. Трансмиссия — механическая. Для транспортировки плита оснащена специальными колесами.

Стесненными считаются места, где уплотнение грунта обратных засыпок невозможно осуществить машинами непрерывного действия, имеющими большие размеры в плане.

Плита может быть также использована и при ямочном ремонте асфальтобетонных покрытий дорог и внутриквартальных проездов (табл. 6.5).

При выборе уплотняющей техники можно руководствоваться данными, приведенными в табл. 6.6.



Имя:*
E-Mail:
Комментарий: