Машины и оборудование для уплотнения грунтов

Машины и оборудование для уплотнения грунтов предназначены для восстановления плотности и прочности грунтов, придания им необходимой устойчивости, несущей способности и водонепроницаемости.

Грунты уплотняются укаткой, тромбованием, вибрацией, виброукаткой, вибротромбованием. Которые вызывают упругую деформацию грунта.

Суть уплотнения состоит в сближении частиц грунта до состояния, когда они соприкасаются между собой большей частью поверхности и дальнейшей деформацией грунта в уплотненной области не происходит.

При укатке сближение частиц происходит под действием циклически повторяющейся нагрузки с медленным темпом нарастания и убывания.

При тромбовании частицы грунта сближаются под действием кинетической энергии, падающей массы.

При виброуплотнении частицы сближаются, скользя друг относительно друга и заполняя пустоты под действием высокочастотных колебаний, передаваемых вибратором.

При вибротромбовании результат вибрации суммируется с положительным эффектом тромбования.

А при виброукатке суммируются эффекты укатки, вибрации и тромбования.

Виброукатка эффективна только на несвязных грунтах, на глинистых - бесполезна.

При больших объемах работ по укладке грунта применяют прицепные и самоходные катки, рабочий орган которых - металлические вальцы и резиновые пневмоколёса.

Катки по типу вальцев бывают:

1. Решетчатые

2. Прицепные пневмоколесные

3. Кулачковые катки

Наиболее простыми и наименее эффективными при уплотнении считаются статические катки с гладкими вальцами. Максимальная толщина уплотняемыми ими слоя не превышает 15-20 см. А необходимая степень уплотнения достигается после 4-6-ти проходов по одному следу на несвязных грунтах и 10-12 - на связных.

Металлические вальцы кулачковых катков отличаются от гладковальцевых тем, что на из поверхности расположены выступы, называемые "кулачками".

Кулачки размещаются на пов-сти вальцев по винтовой многозаходной линии или в шахматном порядке. Благодаря этому увеличивается площадь следа, уплотняемая за 1 заход.

Общая площадь контакта кулачков с грунтом в несколько раз меньше, чем у гладкого вальца. Поэтому напряжение в уплотняемой зоне больше.

Кроме того, кулачки, погружаясь в грунт, сминают его повышая эффективность уплотнения.

На несвязных грунтах этот эффект не проявляется из-за отсутствия сцепления между частицами.

Число проходов кулачкового катка можно рассчитать по формуле:

П 0,95= 1,3* Fв/Fк

П = n - число проходов, необходимое дя достижения коэф-та уплотнения 0,95;

1,3 - к-нт неравномерности перекрытия, уплотняемой поверхности кулачками;

Fв - площадь цилиндрической поверхности вальца;

Fк - общая площадь опорной поверхности всех кулачков.

Прицепные пневмоколесные катки применяются при уплотнении связных и несвязных грунтов.

В отличие от гладковальцевых они способны уплотнять более толстые слои грунта за меньшее число проходов, не разрушая при укатке щебень и гравий.

Пневмовальцы располагаются на столько близко друг у другу, на сколько допускает конструкция.

Для эффективности пневмоколесного катка кроме массы, большое значение имеет давление в шинах -> чем меньше давление, тем больше эффективность.

Увеличение диаметра пневмовальцев также ведет к повышению эффективности уплотнения и кроме того повышает проходимость.

Решетчатые катки наиболее эффективны при уплотнении крупнощебеночных, гравелистых, мерзлых и глинистых комковатых грунтов.

Контруктивно они сходны с гладковальцевыми, но цилиндрическая пов-сть вальца изготовлена из решетки с размером ячеек 15*15 и 20*20 см.

В последнее время получили распространение комбинированные катки с шарнирно-сочлененной рамой. Одним жестким вальцем с вибровозбудителем и ведущей пневмоколесной осью.

Производительность катка может быть рассчитана по площади уплотняемой пов-сти или по объему уплотняемого грунта.

П= Lз* bвал*kв/(Lз/Vупл + t ман)*nпр*kпер

b вал - ширина жесткого вальца или ширина полосы уплотнения

kв - к-нт использования

tман - время маневрирования

Lз - длина захватки

n - кол-во проходов

kпер - к-нт перекрытия прохода

Рис. 7 - Пневмоколесный самоходный каток ДУ-31А:

Рама, 2 — двигатель, 3— повышающий редуктор, 4, 14, 16 — карданные валы, 5 — гидропривод, 6 — кабина, 7 — плафон освещения, 8 — рулевой привод, 9 — тормозной привод, 10 — капот, 11 — бак смачивающей системы, 12,17— передний и задний мосты, 13— коробка передач, 15 — раздаточный редуктор, 18 — ресивер пневмосистемы.

Кулачковые катки.Металлические вальцы кулачковых катков отлича­ются тем, что на их поверхности расположены выступы, н азывае­мые кулачками. Обычно это литые детали, закрепляемые на по­верхности вальца сваркой.

Прицепные пневмоколесные. Катки применяются при уплотнении связных и несвязных грунтов. В отличие от жестковальцовых катков они способны уплотнять более толстые слои грунта за меньшее число проходов по одному следу, не разрушая при укатке щебень и гравий. Пневматические вальцы располагаются настолько близко друг к другу, насколько допускает конструкция катка. Это позволяет сузить полосы неуплотненного грунта, остающиеся между ними. Независимая подвеска каждого вальца обеспечивает равномерное уплотнение поверхности по всей ширине полосы уплотнения.

Решетчатые катки наиболее эффективны при уплотнении крупнощебеночных, гравелистых, мерзлых и глинистых комко­ватых грунтов. Конструктивно они сходны с гладковальцевыми катками, но цилиндрическая поверхность вальца изготовлена из решетки с размерами ячеек от 15x15 до 20x20 см.

Планировочная техника