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.