|
Эти машины уплотняют грунт ударами
(трамбованием) или вибрированием, а также сочетанием трамбования с
вибрированием или с укаткой. К ним относятся: а) трамбующие машины со
свободно падающими грузами или с принудительным опусканием трамбовки; б)
катки с падающими грузами; в) вибрационные уплотнители — поверхностные
(виброплиты) и глубинные; г) вибротрамбовки (вибротрамбующие плиты); д)
виброкатки.
Трамбующие машины предназначены для уплотнения связных глинистых
грунтов, отсыпаемых слоями значительной толщины (до 1,5—2,0 м), а также
грунтов с ненарушенной структурой на донных поверхностях и откосах
оросительных каналов и водохранилищ в целях уменьшения фильтрации воды.
Уплотнение несвязных песчаных грунтов трамбованием неэффективно, поскольку
вблизи от места удара грунт разуплотняется.
К трамбующим машинам относятся трамбующие плиты и
вальцовые трамбовки, свободно подвешиваемые на экскаваторах и стреловых
кранах, и трамбующие машины со свободно падающими грузами (плитами).
Эффект уплотнения грунтов трамбованием определяется
величиной необратимой деформации грунта, развивающейся в результате удара, и
распределением этой деформации по толщине уплотняемого слоя.
Трамбующие плиты массой 0,8—4 т свободно подвешиваются к
экскаваторам, стреловым кранам или к стрелам на тракторе. Их применяют для
уплотнения свежеотсыпанных грунтов всех категорий (кроме несвязных грунтов)
непосредственным ударом падающей плиты. Глубина уплотнения 0,8—1,5 м при 3—6
ударах по одному месту. Производительность при сосредоточенном объеме работ
80—120 м3/ч.
Вальцовые трамбовки массой 2,5—3,5 т, свободно
подвешенные к экскаваторам и стреловым кранам, применяют для комбинированного
уплотнения откосов насыпей и каналов методом трамбования с последующей
укаткой тем же вальцом трамбовки.
Трамбующие машины со свободно падающими грузами (плитами)
изготовляются на базе трактора (см. 177, б) с ходоуменьши- телем. Рабочими
органами машины являются две свободно падающие с высоты 1,1м плиты массой по 1550 кг. Число ударов плиты 12— 18 в 1 мин. Подъем плит осуществляется при помощи кривошипно-
полиспастного механизма с обгонной муфтой. Ширина уплотняемой полосы
составляет 2400 мм, рабочие скорости движения 80—200 м/ч. Техническая
производительность машины около 450 м3/ч при послойном уплотнении грунта
слоями толщиной до 1,2 м.
Для уплотнения грунтов в узких местах широко применяют
различного типа трамбовки с ручным управлением: взрывного действия,
электрические, пневматические и с двигателями внутреннего сгорания. Масса
выпускаемых трамбовок колеблется от 145 до 1500 кг, частота ударов — от 1000 до 60 в минуту.
Катки с падающими грузами являются машинами, в
которых основной эффект уплотнения грунта достигается трамбованием, но
дополняется статическим воздействием —укаткой.
Вибрационные плиты применяют в строительстве для
уплотнения преимущественно малосвязных грунтов, гравийно- щебеночных и других
материалов. Они разделяются: по способу перемещения при работе — на ручные,
самопередвигающиеся, прицепные, крановые (переставляемые краном) и навесные;
по характеру колебаний — с круговыми и направленными колебаниями; по виду
привода вибратора — на механические, гидравлические, электрические и
пневматические; по весу — на легкие весом 0,1 — 2 тс; средние — 2—4 тс и
тяжелые — 4—8 тс.
Наибольшее распространение имеют самопередвигающиеся
виброплиты с механическим приводом вибровозбудителя от двигателя внутреннего
сгорания и с ручным управлением. Передвижение виброплиты происходит за счет
наклона к вертикали суммарной вынуждающей силы вибратора.
Тяжелые виброплиты (массой 5—7 т)
самопередвигающиеся, перемещаемые трактором или переставляемые краном, весьма
эффективны и обладают рядом преимуществ по сравнению с крупными машинами
статического действия. Глубина уплотнения при работе на песчаных грунтах
'/яжелыми виброплитами достигает 100— 120 см, средними — 50 см, при коэффициенте уплотнения грунта 0,9. Производительность при этом у тяжелых виброплит до
130—200 м3/ч, у средних 50 м3/ч.
Число проходов по одному месту зависит от скорости
передвижения виброплит; при скорости 240—300 м/ч требуется 2—4 прохода.
Многосекционные виброуплотнители представляют собой
особый тип грунтоуплотнительных машин, у которых виброплиты навешиваются на
шасси специальной конструкции или на самоходную машину. Они предназначены для
уплотнения несвязных грунтов и гравийно-щебеночных материалов при
строительстве автомобильных дорог и других сооружений.
Многосекционные виброуплотнители различают: по числу рядов
— одно- и двухрядные; по типу привода вибратора — механические,
гидравлические и электрические; по характеру колебаний — с круговыми и
направленными колебаниями. Виброуплотнители изготовляют с 4; 6 и 12 плитами.
При количестве виброплит до шести их устанавливают в один ряд, при 12 — в
два.
Вибротрамбовки отличаются от виброплит тем, что в
них возмущающая сила Р превышает силу тяжести плиты эффективнее виброплит при
уплотнении несколько более связных грунтов; однако уплотнение ими более
связных грунтов, так же как и другими вибромашинами, неэффективно или вообще
невозможно.
Виброкатки бывают самоходные и прицепные. Прицепные
катки с гладкими, кулачковыми и решетчатыми вальцами предназначены для
уплотнения грунтов в гидротехническом, аэродромном, дорожном и других
строительствах при возведении плотин, дамб, насыпей, устройстве оснований и
других земляных сооружений.
Рабочим органом катка (см. 169, д) является полый гладкий
металлический валец сварной конструкции, внутри которого вмонтирован
вибровозбудитель, обычно дебалансного типа, создающий круговые колебания.
Вибровалец посредством резинометалличе- ских амортизаторов соединен с рамой
катка. На раме установлен двигатель внутреннего сгорания для привода
вибратора.
Эффективность виброкатков по глубине уплотнения грунтов
выше, чем катков статического действия, в 8—10 раз. Виброкатки являются
весьма перспективными грунтоуплотняющими машинами и в последние годы получили
большое распространение в СССР и других странах.
Виброкатки разделяют: а) по массе — на легкие — массой до
4 т, средние — от 4 до 8 т и тяжелые — 8 т и более; б) по конструкции вальца
— на одно- и двухсекционные, расположенные на одной общей оси; в) по типу
привода вибратора — с механическим приводом от двигателя внутреннего
сгорания, установленного на раме катка, и от вала отбора мощности тягача с
механическим, гидравлическим и электрическим приводами; г) по характеру
колебаний — с круговыми и вертикально направленными колебаниями.
Наибольшее расйространение получили односекционные
виброкатки с механическим приводом вибратора от двигателя внутреннего сгорания,
установленного на раме катка
Для послойного уплотнения грунтов в гидросооружениях
созданы мощные виброкатки: прицепной виброкаток ПВК-70 к трактору ДЭТ-250 с
возмущающей силой до 70 тс и глубиной проработки насыпного и набросного
грунта до 0,5 м ( 176), самоходный виброкаток СВК-50 с возмущающей силой до
50 тс и др, Эти катки, успешно применялись на строительстве плотины Нурекской
ГЭС высотой 300 м с объемом земельно-скальных работ 56 млн, м3, плотины
Червакской ГЭС высотой 168 м с объемом. земелЬно- скальных работ 16 млн. м8 и
других сооружений.
Самоходные виброкатки разделяют: по массе — на легкие 0,5—
4,0 т, средние 4—8 т и тяжелые 8—12 т; по числу и взаимному расположению
вальцов — на одновальцовые с ручным управлением, двухвальцовые и
трехвальцовые трехосные ( 177); по числу ведущих вальцов — с одним и двумя
вальцами; по типу трансмиссии — с механической, гидромеханической и
гидрообъемной; по характеру колебаний — с круговыми и вертикально
направленными колебаниями.
Глубинные вибраторы (гидровиброуплотнители)
предназначаются для уплотнения песчаных грунтов при толщине уплотняемого слоя
2—10 м. Процесс глубинного виброуплотнения протекает при воздействии на грунт
вибрации и его одновременном интенсивном водонасы- щении, в результате чего
уменьшается сцепление между частицами грунта и происходит их
перераспределение в более плотную структуру.
Обычно установка состоит из глубинного гидровиброуп- лотнителя,
подвешенного на . кране, насоса и передвижной электростанции для питания
электродвигателя вибратора. Производительность этих машин при сосредоточенном
объеме работ — до 100— 150 м3/ч.
Гидровиброуплотнители применяют для уплотнения песчаных
насыпей большой толщины при строительстве плотин, дамб и при работах по
укреплению берегов и откосов каналов.
Устройство виброуплотнителя. Штанга виброуплотнителя
состоит из отдельных секций /, число которых зависит от требуемой глубины
уплотнения. К нижней секции присоединена нижняя труба 2, к которой снизу,
через упругую резиновую муфту 3 присоединен корпус вибратора 5 со встроенным
в него электродвигателем 4 и дебалансом 7.
Уплотнение грунта производится путем погружения и
извлечения виброуплотнителя в различных точках поверхности. Уплотнитель
устанавливается вертикально над местом погружения, включается его
электродвигатель и вода под давлением до 6 ат подается в нижнее сопло 6.
Погружение виброуплотнителя на требуемую глубину производится под действием
собственной силы тяжести. Скорость погружения зависит, помимо массы
гидровибратора, от первоначальной плотности и гранулометрического состава
грунта, давления и количества подаваемой воды. Обычно эта скорость находится
в пределах 1—2 м/мин. Во время погружения и уплотнения грунта происходит его
оседание и образование воронки диаметром 0,8—2,0 м.
Гидровибрационный метод позволяет уплотнять грунт
вблизи сооружений без опасности их повреждения, а также выполнять подводное
уплотнение. Например, на строительстве высотной Асуанской плотины песчаный
грунт в ее основание намывался из реки Нил двумя слоями толщиной по 15 м. Глубина реки в створе плотины составляла 35 м. Уплотнение производилось послойно, при помощи
двух плавучих установок, на каждой из которых было установлено по шесть
гидровиброуплотнителей, расположенных в два ряда. Расстояние между рядами и
между уплотнителями было принято равным 4 м. Всего в основании плотины было уплотнено таким способом 3,5 млн. м3 песчаного грунта при высоком качестве
уплотнения.
|