Машини та обладнання для ущільнення грунту

2.7.1. Загальна характеристика машин для ущільнення грунту

Машини та обладнання для ущільнення грунтів призначені для відновлення щільності і міцності грунтів, покладених в земляні споруди, надання їм необхідної стійкості, несучої здатності і водонепроникності.

Грунти ущільнюють шарами однакової товщини, для чого відсипаний грунт розрівнюють бульдозерами або грейдерами. Товщина розрівнюють шарів залежить від умов виробництва робіт, виду грунту і технічної характеристики ущільнюючих машин і устаткування.

Пошарове ущільнення грунту здійснюється укочуванням, трамбуванням, вібрацією і комбінованим впливом. Грунтоуплотняющіе машини дозволяють використовувати всі способи ущільнення грунтів.

При укоченні ущільнення грунту відбувається в результаті тиску, створюваного вальцом або колесом на поверхні шару, що ущільнюється.

При трамбуванні грунт ущільнюється падаючої масою, яка має в момент зустрічі з поверхнею грунту певною швидкістю.

При вібрації ущільнюють шару грунту повідомляються коливальні рухи, які призводять до відносного зміщення частинок і більш щільною їх укладанні.

Комбіновані способи ущільнення грунту - віброукатка і вібротрамбованіе.

Узагальнена характеристика грунтоуплотняющіх машин і обладнання приведена в табл. 2.29.

Схема класифікації грунтоуплотняющіх машин і устаткування

Грунтоуплотняющім машинам присвоюється індекс. що складається з букв ДУ і двох цифр, після яких іноді слід порядкова буква (А, Б, В і т.д.) або порядкова цифра (, 2, 3 і т.д.). Букви ДУ вказують, що машина належить до групи дорожніх машин для ущільнення грунту. Дві цифри в індексі - порядковий номер заводської моделі. Літерами А, Б, В, Г і т.д. позначають чергову модернізацію машини. Наприклад, індекс ДУ-16Г розшифровується так: ДУ - дорожня машина для ущільнення грунту; 16 - заводський номер моделі; Г - четверта модернізація 16-й заводський моделі. Останнім часом замість букв для позначення модернізації використовують також цифри, наприклад, ДУ-70-1; ДУ-85-1.

У залізничному будівництві найбільш поширені причіпні і напівпричіпні пневмокатки, причіпні кулачкові, гратчасті і вібраційні катки, а також грунтоуплотняющіе машини ударного і віброударної дії.

Пневмокаток складається з чотирьох-п'яти пневматичних коліс і одного або декількох (по числу коліс) баластних ящиків. В останньому випадку вісь кожного колеса кріпиться до днища відповідного баластного ящика так, що в залежності від нерівностей укочує поверхні з ґрунтом контактує все колеса ковзанки. Як баласт використовують чавунні виливки або залізобетонні блоки, за допомогою яких можна суттєво збільшити масу катка. Причіпні пневмокатки працюють в сцепе з гусеничними тракторами. Напівпричіпні і самохідні пневмокатки, являють собою самохідні агрегати, що складаються з одноосьових колісних тягачів і з'єднаних з ними хоботами одноосьових ковзанок з колесами на пневматичних шинах.

Причіпні кулачкові катки працюють в сцепе з гусеничним трактором. Це вельми ефективні машини. Однак їх застосовують лише на зв'язкових грунтах, так як на незв'язному грунті відбувається викид грунту кулачками вгору, внаслідок чого ущільнюється шар розпушується.

Ґратчасті і сегментні катки можна застосовувати для ущільнення грудкуватих і перезволожених зв'язкових грунтів, а також розпушених мерзлих і скельних великоуламкових грунтів.

Вібраційні катки випускають з гладкими, кулачковими або гратчастим вальцом, всередині якого вмонтовано вібратор спрямованих коливань. Вібратор приводиться в рух від автономного двигуна, встановленого на рамі катка. Максимальний ефект при використанні віброкатків досягається при ущільненні зволожених піщаних, супесних, гравійно-піщаних та інших незв'язних грунтів.

В умовах обмеженого простору грунт можна ущільнювати самопередвигающееся віброплита. Площа робочої поверхні такої плити 0,5 ... 2 м 2. товщина шару, що ущільнюється незв'язного грунту до 0,6 м.

До трамбувальним машин відносяться навісні трамбувальні плити на екскаваторах, трамбувальні машини з падаючими плитами і дизель-трамбовками на базі гусеничного трактора. До числа основних переваг цих машин відноситься можливість ущільнювати зв'язкові і незв'язні грунти шарами до 1 м і більше. Проте вони не знайшли широкого застосування в транспортному будівництві, так як установки з вільно падаючими плитами тихохідні, а машини з дизель-трамбовками ефективні тільки на попередньо ущільнених грунтах.

Вібро-трамбувальні машини представляють собою навісне обладнання на самохідної машини на базі гусеничного трактора. Робоче обладнання складається з двох вібромолотом, які отримують привід від гідромотора-редуктора через двоступеневу клиноременную передачу. Удари вібромолотом передаються на трамбують плиту, створюючи ефект трамбування і вібрації. Підвіска трамбуючої плити дозволяє переміщати її в поперечному напрямку на 0,5 ... 0,7 м від сліду базового трактора з метою ущільнення бровочной частини насипу з дотриманням вимог техніки безпеки.

У табл. 2.30 наведені технічні характеристики деяких моделей вітчизняних грунтоуплотняющіх машин.

Технічна характеристика машин для ущільнення грунтів

2.7.2. Продуктивність грунтоуплотняющіх машин

Технічна продуктивність грунтоуплотняющей машини, м 3 / год, визначається за формулою

де В - ширина катка, м; b - величина перекриття смуг (b = 0,2 ... 0,3 м); Н - товщина шару, що ущільнюється, м; v ср - середня робоча швидкість руху машини, м / с; n - число проходів машини по сліду.

Основні технологічні параметри ущільнюючих машин наведені в табл. 2.31.

Основні технологічні параметри ковзанок

Товщина шару грунту, см

Ширина насипу, м, з умов

Причіпні кулачкові та гратчасті катки

Причіпні пневмокатки

Напівпричіпні пневмокатки

Самохідні пневмокатки

Самохідні вібраційні і комбіновані катки

Причіпні вібраційні катки

Рекомендоване число проходів ковзанок по сліду при ущільненні насипу можна приймати по табл. 2.32.

Необхідна кількість проходів ковзанок при ущільненні насипів

Коефіцієнт ущільнення грунту, Ку

Вібраційний масою 4 т

Вібраційний масою 8 т

Вібраційний масою 12 т

Експлуатаційна продуктивність ущільнюючих машин визначається при наступних значеннях Кв.

- при роботі причіпних пневмоколісних, кулачкових і ґратчастих ковзанок - 0,8;

- при роботі самохідних пневмоколісних катків - 0,79;

- при роботі віброкатків - 0,77;

- при роботі трамбувальні машини - 0,7.

2.7.3. Контрольні питання до розділу

1. Для чого ущільнюють грунти? Поясніть сутність ущільнення грунтів. Якими показниками оцінюють ступінь ущільнення насипів?

2. За якими ознаками класифікують машини і обладнання для ущільнення грунту?

3. Якими способами ущільнюють грунт, в чому їхня відмінність і яка область застосування?

4. Для чого призначені, як влаштовані і як працюють катки з металевими вальцями (гладкими, кулачковими, гратчастими, сегментними)?

5. Для чого призначені, як влаштовані і як працюють пневмокатки (причіпні, напівпричіпні, самохідні)?

6. Як влаштовані і як ущільнюють грунт трамбувальні машини? Які переваги і недоліки цього способу ущільнення?

7. Як влаштовані і як працюють виброкатки? Яка область їх застосування?

8. Для чого застосовують, як влаштовані і як працюють віброплити?

9. Для чого призначена, як влаштована і як працює вібро-трамбувальні машини?

10. Для чого застосовується двухстадийное ущільнення грунтів легкими і важкими машинами? Оцініть його ефективність у порівнянні з одностадійним ущільненням важкими машинами.