Белецкий

11.19. Способы отсыпки и уплотнения грунта в планировочных насыпях

При строительстве водопроводно-канализационных систем планировочные насыпи в виде дамб и земляных плотин устраивают в составе регулирующих и резервных водохранилищ, шламонакопите-лей, речных водозаборов и других сооружений. Все планировочные насыпи, независимо от их назначения, возводят из однородных грунтов с разравниванием отсыпаемого грунта горизонтальными или сла-бонаклоненными слоями и последующим их уплотнением.

Для отсыпки грунта участок насыпи разделяют на равновеликие по площади карты, на каждой из которых последовательно производят следующие операции: выгрузку, разравнивание, увлажнение или просушивание и уплотнение грунта (рис. 11.29, а). Выбор типа машин для устройства насыпи в основном зависит от общей схемы ее возведения, т.е. из боковых резервов, выемок или карьеров, а также от расстояния транспортирования грунта. Для отсыпки насыпи из боковых

Рис. 11.29. Технологические схемы устройства планировочных насыпей:

f — автосамосвал; 2 — бульдозер; 3 — направление движения самосвалов; 4 — последовательность движения катка; 5 — каток

355

резервов или выемок применяют следующие машины: бульдозеры — при высоте насыпи до 1 м и дальности перемещения до 50 м; скреперы — при высоте насыпи до 1-2 м и дальности доставки 50-10 м; экскаваторы-драглайны - для укладки грунта в насыпи высотой 2,5-3 м. В случае отсыпки насыпи из специальных резервов (карьеров), из которых грунт перемещают в продольном направлении, применяют: при дальности перемещения до 100 м - мощные бульдозеры, от 100 до 300 м - самоходные скреперы емкостью 9-15 м³ и экскаваторы (одноковшовые или многоковшовые) с погрузкой грунта в транспортные средства. Насыпи, возводимые из грунта, доставленного автомобилями-самосвалами, делят на участки по 100 м; на одном из них грунт разгружают, а на другом разравнивают бульдозерами и уплотняют (рис. 11.29, б). При этом выгруженный грунт разравнивают бульдозером по всей ширине насыпи слоями толщиной 0,3—0,4 м. Толщина разравниваемых слоев должна соответствовать возможностям грунтоуплотняющих машин. При укладке грунта скреперами его разравнивают ножом скрепера в процессе отсыпки.

При доставке грунта автомобилями или колесными тракторами-тягачами в землевозных тележках толщина отсыпаемого и уплотняемого слоя может достигать: из глинистого и суглинистого грунта 0,5 м, из супесчаного 0,8 и из песчаного 1,2 м. Если насыпь отсыпают слоями 0,3 м с применением автосамосвалов, тракторов с прицепами и скреперов, то уплотнять слои грунта необязательно, так как в процессе отсыпки насыпи машинами она будет уплотнена настолько, что ее осадка будет незначительна. К отсыпке последующего слоя можно переходить только после разравнивания и уплотнения нижележащего слоя грунта до требуемой плотности. С наименьшими затратами этого можно достигнуть при оптимальной влажности грунта.

Критерием уплотнения приняты требуемая плотность грунта, выраженная объемной массой скелета грунта, или коэффициент стандартного уплотнения (К ), равный отношению требуемой плотности скелета грунта к его максимальной стандартной плотности.

Работы по уплотнению грунта ведут при их влажности, близкой к оптимальной, при которой достигается наибольший эффект.

Оптимальную влажность практически можно получить увлажнением сухих или подсушиванием излишне влажных грунтов.

Механические методы уплотнения в зависимости от характера воздействия рабочих органов на грунт и конструктивного решения средств механизации делятся в основном на следующие виды: укатка, вибрирование, трамбование и комбинированный метод.

356

Пневмокатками в зависимости от их типа и характеристики грунта могут уплотняться связные грунты с толщиной слоя (в рыхлом состоянии) 15-75 см и несвязные — при толщине слоя 25—90 см; число проходов катка по одному следу при опытном уплотнений соответственно равно 5-12 и 4-10 раз.

Кулачковыми катками уплотняют только связные грунты при толщине слоя 20-85 см и числе проходов 6-14 раз.

Катки с гладкими вальцами используют для уплотнения связных и несвязных грунтов при толщине слоя 10-15 см.

При уплотнении грунта укаткой различают две схемы движения катков: челночная и по кругу.

При уплотнении грунта вибрированием применяются вибрационные катки (виброкатки), виброплиты, вибротрамбовки и глубинные виброуплотнители. Этот метод рационален в основном для несвязных и малосвязных грунтов.

Виброкатки с гладкими вальцами применяют для уплотнения связных грунтов толщиной 15-50 см и несвязных - толщиной 15-70 см. Особый интерес представляют одновальцовые малогабаритные самоходные виброкатки (рис. 11.30, а) с массой до 0,7 т, обеспечивающие ширину уплотняемой полосы 66 см. Ими производят уплотнение в стесненных условиях, в том числе в узких траншеях, вблизи трубопроводов, фундаментов и стен, где применение других машин затруднительно.

Виброплиты также используются для уплотнения несвязанных и малосвязанных грунтов. По конструкции они состоят из уплотняющей плиты с вибровозбудителем и подмоторной рамы с двигателем, на которой закреплена рукоять управления или крановая подвеска. Самопередвигающиеся легкие и тяжелые виброплиты типа Д и S^ используются при обратной засыпке пазух и траншей для уплотнения слоя несвязного грунта толщиной 20-60 см. Подвесные (к крану) виброплиты типа ВПП (с массой 1-2,7 т) применяют для уплотнения связных и несвязных грунтов при толщине слоя 50-80 см (рис. 11.30, б).

Работа виброударных машин основана на сочетании вибрационного и ударного режимов, что способствует увеличению их уплотняющих свойств. Использование самопередвигающихся с дистанционным Управлением вибротрамбовок типа СВТ и ВУТ (масса 0,1-0,35 т, размер плиты от 0,4х 0,4 до 0,бх 0,8) целесообразно для уплотнения связных грунтов при толщине уплотняемого слоя до 0,3 м в труднодоступных местах (рис. 11.30, в). Подвесной вибротрамбовкой типа ПВТ (масса 2,6 т размер плиты 0,8^х 0,8 м) уплотняют грунты: связные - при

357

Рис. 11.30. Средства для уплотнения грунтов:

а — одновальцовый малогабаритный виброкаток: 1 — валец; 2 — рама; 3 — опорный валик; 4 — дышло; 5 — двигатель внутреннего сгорания; б— подвесная виброплита: 1 — вибропогружатель ВПП-2; в — самопередвигающаяся трамбовка ВУТ-3: 1 — вибровозбудитель; 2 — пусковое устройство; 3 — пульт дистанционного управления; 4 — кабель; 5 — трамбующая плита; г — подвесная вибротрамбовка ПВТ-3: 1 — корпус; 2 — вал эксцентриковый; 3 — плита трамбующая; 4 — электродвигатель; 5 — кожух; б — пульт управления; д — глубинная виброударная установка ВУПП: 1 — вибропогружатель ВПП-2; 2 — электродвигатель; 3 — патрубок; 4 — створ; 5 — ребро; б — наконечник ствола; 7 — резиновый шланг; 8 — патрубок; е — уплотнение грунтотрамбовочной машиной ДУ-12Б: 1 и 2 — толщины соответственно уплотняемого и уплотненного слоев; ж — уплотнение грунта навесной трамбующей плитой: 1 — экскаватор с навесной трамбующей плитой; 2 — трамбующая плита; 3 — полосы перекрытия; 4 —

358

Рис. 11.30 (окончание)

уплотненные участки; 5 — уплотняемые полосы грунта; 6 — стоянки экскаватора по оси движения; з — навесной гидромолот на тракторе: 1 — навесная гидротрамбовка; 2 — рукоять; 3 — гидросистема; 4 — стрела; 5 — поворотная колонка; 6 — трактор; и — электрическая трамбовка: 1 — трамбующий башмак; 2 — редуктор; 3 — кривошипно-шатунный механизм; 4 — ползун; 5 — ступенчатый шток; 6 — пружина; 7 — цилиндр; 8 — корпус; 9 — неуравновешенная масса; 10 — рукоятка управления

толщине слоя до 0,6 м, несвязные - до 0,8 м (рис. 11.30, г). Управление трамбовкой осуществляется из кабины крана.

Глубинное уплотнение с помощью виброударной установки типа ВУПП (рис. 11.30, д) эффективно для водонасыщенных средне- и мелкозернистых песков при глубине 2,5-6 м. Установка погружается и извлекается из грунта с помощью вибропогружателя и крана. Уплотнение песка обеспечивается по площади диаметром 4-5 м.

Уплотнение грунта методом трамбования осуществляется с помощью трамбовочных машин, навесных плит и механических трамбовок. Этот метод дает хороший эффект при уплотнении связных и несвязных, в том числе крупнообломочных грунтов, а также сухих комоватых глин.

С помощью трамбовочных машин типа ДУ-12 (рис. 11.25, е) уплотняют грунты в основании при толщине слоя до 1,2 м. Уплотнение осуществляют проходками шириной 2,6 м поочередными ударами

359

двумя плитами массой 1,3 т способом свободного их падения на грунт.

При использовании навесных трамбующих плит глубина уплотнения грунта зависит от диаметра и массы трамбующего органа (рис. 11.25, ж). Свободно подвешенные плиты поднимают на высоту 1-2 м и при их падении за несколько раз уплотняют грунт.

Трамбование тяжелыми плитами с диаметром 1 — 1, 6 м массой 2,5-4,5 т обеспечивает уплотнение слоя толщиной 1,2-1,6 м для связного и 1,4-1,8 м для несвязного грунта. Грунт уплотняют полосами шириной 0,9 диаметра трамбующего органа с перекрытием смежных следов на 0,5 диаметра.

Для уплотнения грунтов в стесненных условиях целесообразно использовать такие навесные средства, как гидравлические и пневматические молоты с уплотняющими плитами. Толщина уплотняемого слоя в зависимости от типа молота будет для связных грунтов 0,25-0,7 м и 0,25-0,4 м, для несвязанных - 0,3-0,8 м и 0,3-0,5 м (рис. 11.25, з).

В стесненных и неудобных местах при засыпке, например, траншей, ям и котлованов применяют механические трамбовки с ручным управлением, в том числе самопередвигающиеся электротрамбовки типа ИЭ и пневматические трамбовки ТР и Н. Электротрамбовками (рис. 11.30, и) массой от 18 до 180 кг уплотняют несвязный грунт при толщине слоя 0,15-0,5 м, массой 80 и 180 кг - связный грунт при толщине слоя соответственно 0,3 и 0,4 м.

Иногда в силу необходимости грунт уплотняют различными средствами, т.е. комбинированный метод. Пример его показан на рис. 11.31.

Содержание