Ущільнення ґрунту

При необхідності отримати ґрунт з заданими фізико-технічними характеристиками в процесі виконання робіт доводиться його ущільнювати. Внаслідок цього збільшується несуча здатність ґрунту, водонепроникність, опір суфозії.

Ступінь ущільнення ґрунту оцінюють по його щільності, яка зазвичай має розмірність у г/см³ чи т/м³.

На ущільнення ґрунту впливають: механічний склад, зв’язність, його початкова щільність та вологість, товщина шарів ущільнення, кількість проходів (ударів) по одному місцю, спосіб ущільнення та параметри машин, що при цьому застосовуються.

Так незв’язні ґрунти більш легко ущільнюються, а процес ущільнення в значній мірі залежить від вологості ґрунту. Однак при збільшенні вологості щільність ґрунту буде зростати до певного рівня, вище якого, зі збільшенням вологості, щільність буде знижуватись.

Тому для ефективного використання ущільнюючих машин сухі ґрунти дозволожують, а перезволожені – підсушують при пошаровому укладанні.

Необхідну щільність ґрунту не можна досягти одноразовим прикладанням ущільнюючого навантаження. Необхідне число повторних навантажень можна установити тільки при пробному ущільненні ґрунту.

Існують різні способи ущільнення ґрунту – механічне, ущільнення при відсипці ґрунту у воду, природнє.

Найбільше розповсюдження отримало механічне ущільнення ґрунту машинами статичної дії – катками (гладкими, кулачковими, вібраційними, пневматичними).

Основні характеристики ущільнюючих машин – це товщина ущільнюючого шару, рівномірність ущільнення по глибині шару, необхідне число проходів по одному місцю.

Кулачкові та решітчасті катки застосовують для ущільнення зв’язних ґрунтів, а катки з гладкими вальцями – для незв’язних.

Ущільнення ґрунту машинами динамічної дії. В якості робочих органів трамбуючих машин застосовують трамбуючі плити різних розмірів, маси та форми. В якості таких машин використовують ручні пневматичні та електричні трамбівки, плити-трамбівки на базі одноківшових екскаваторів, трамбуючи машини на базі гусеничних тракторів.

Рис. 3.12. Ущільнення ґрунту трамбуванням:

а – трамбування плитами на базі крана-екскаватора; б – трамбуючою машиною на базі гусиничного трактора; в – при зворотній засипці котлованів в стиснених умовах; г ‒ вальцевою трамбівкою на крутих відкосах

Ущільнення ґрунту машинами вібраційної дії відбувається за рахунок передачі коливань частинкам ґрунту, в результаті чого порушуються зв’язки між частинками ґрунту і відбувається взаємне зміщення частинок ґрунту, і – за рахунок сили тяжіння більш щільне укладання. При збільшені частоти коливань інтенсивність ущільнення збільшується, особливо це стосується зв’язних ґрунтів.

Для віброущільнення застосовують віброплити, вібротрамбівки, віброкатки, глибинні гідровіброущільнювачі.

Рис. 3.13. Ущільнення ґрунту глибинними вібраторами (а, б) та схема перекриття зон ущільнення (в):

1 – глибинні вібратори на штангах; 2 – місця занурення глибинних вібраторів; 3 – зона ущільненого ґрунту; 4 – гідро вібратор; 5 – підвід електроенергії; 6 – підвід води

Вибір ґрунтоущільнюючих машин слід здійснювати з врахуванням лінійних розмірів, площі та форми поверхні, що підлягає ущільненню, об’ємів та інтенсивності робіт.