Значення. Проводиться при влаштуванні насипів, планування майданчиків, виконанні зворотних засипок, пристрої підстав під підлоги. Стислий грунт ущільнюють для виключення осідань в майбутньому, що може привести до деформації і руйнування опертих на грунт конструкцій (відмосток, підлог, дорожніх покриттів і т.п.).
Вид продукції. Грунт, ущільнений до заданої щільності (об'ємної маси).
Матеріали. Розпушені грунти I-III груп, немерзлі.
Техніка. катки кулачкові; катки вібраційні; катки пневматичні; механічні, гідравлічні і електричні трамбування (на базі крана); ручні електро- і Пневмотрамбувачи (при малих обсягах, обмежених умовах).
Технології. природне ущільнення часом, укочування катками, ущільнення трамбовками, гідровібраціонное ущільнення.
Розроблений (розпушений) грунт, відсипаний без ущільнення в виїмку або у відвал, під дією власної ваги, атмосферних впливів і інших чинників з плином часу самоуплотняется (консолідується), повертаючись в початкове природний стан. Залежно від роду грунту і зовнішніх чинників час консолідації може скласти від 3 до 20 і більше років. Практично ця технологія ущільнення використовується лише при зведенні насипів гідравлічним способом. В основному, в будівництві використовуються різні силові (динамічні) способи ущільнення, які дозволяють отримати фактичну щільність грунту до 80-95% від природної щільності.
Ущільнююча техніка забезпечує невелику глибину ефективного ущільнення до 300-500 мм (в окремих випадках до 1000 мм), тому процес ведеться пошарово, поперемінно з відсипання (рис. 2.54). При цьому техніка може проходити по одному сліду 2-4 рази. Для підвищення продуктивності відсипаний грунт зволожують. При відсипанні грунту самоскидами і розрівнюванні бульдозером можлива організація руху навантажених машин послідовними смугами по відсипатися грунту, що забезпечує нормальне ущільнення шару до 200 мм без застосування іншої техніки.
Ущільнення котками виконується при великих обсягах робіт на вільному просторі: планування майданчиків, зведення насипів. Залежно від роду грунту і умов виробництва робіт використовуються кулачкові, пневмоколісні і вібраційні катки. Ковзанки також можуть бути причіпними (рис. 2.54, а-г) і самохідними (рис. 2.54, д).
Кулачкові причіпні катки застосовуються для ущільнення зв'язкових (глинистих) грунтів. Використовуються катки масою до 5,0-20,0 т, що забезпечують ширину шару, що ущільнюється 2,0-3,0 м товщиною 0,2-0,3 м при 8-10 проходках по одному сліду. При цьому оптимальна вологість відсипаного грунту становить 20-25%. Для незв'язних грунтів кулачкові катки не застосовуються, тому що кулачки сильно розпушують поверхневий шар.
Мал. 2.54. Ковзанки для ущільнення ґрунтів: а - кулачкові причіпні; б, в - на пневмошинах причіпні; г - вібраційний причіпний; д - самохідний на пневмошинах
Пневматичні причіпні (напівпричіпні) і самохідні катки мають по 3-5 гумових коліс на 1-2 осях. Вони застосовуються для ущільнення піщаних і глинистих ґрунтів. Ефективність ущільнення таких ковзанок вище у кулачкових за рахунок більш тривалого впливу коліс на ділянку грунту. Використовуються катки масою 8,0-30,0 т, які забезпечують товщину шару, що ущільнюється 0,25-0,40 м при ширині смуги 2,0-2,5 м після 5-6 проходок по одному сліду.
Вібраційні причіпні і самохідні катки застосовуються для ущільнення глинистих і піщаних грунтів. Робочим органом віброкатка є один або два гладких вальця, на рамі яких встановлений потужний вібратор з приводом від двигуна катка або від додаткового двигуна. Ці катки при масі 2-5 т ущільнюють шар грунту товщиною 0,2-0,5 м при ширині смуги 1,0-1,5 м після 3-4 проходок по одному сліду. Наведені параметри характеризують високу ефективність віброкатків в порівнянні з кулачковими і пневматичними катками. Для підвищення продуктивності відсипаний грунт зволожують (рис. 2.55).
Мал. 2.55. Зволоження грунту на робочій карті: 1 - бульдозер; 2 - автосамосвал; 3 - гнучкий шланг; 4 - насадка з вентилем; 5 - тимчасовий водопровід; 6 - трійник з вентилем; 7 - конус відсипання
Трамбують плити на гнучкому підвісі екскаватора або крана масою 1,0-7,0 т розміром 1,0х1,0 м забезпечують ущільнення відсипаного грунту на глибину до 1,5 м при одному ударі (рис. 2.56, б). Недоліком даної технології є швидкий знос техніки при скидах плити (негативний удар).
Трамбують машини на базі гусеничних тракторів (рис. 2.56, в) мають трамбують плити масою 1,0-2,0 т розміром 1,0х 1,0 м, розташовані ззаду трактора. Ущільнення на глибину 0,8-1,2 проводиться вільним або примусовим падінням плити за 3 удари по одному сліду.
Мал. 2.56. Машини для ущільнення ґрунтів трамбуванням: а - гідротрамбовка на колісному тракторі; б - електротрамбівки на стрілі крана (екскаватора) для обмежених умов роботи; в - механічна трамбують плита на тракторі; г - ручні електротрамбівки
Ущільнення грунту виконується при глинистих грудкуватих грунтах, при відсипанні шару великої товщини (0,5-1,0 м); при виконанні зворотних засипок (траншей і пазух котлованів) в умовах обмеженого простору; при невеликих обсягах робіт.
Пневмо- і електротрамбівки як змінне устаткування екскаватора використовуються для ущільнення зворотних засипок в умовах обмеженого простору при значному обсязі робіт (рис. 2.56, б).
Ручні пневмо- і електротрамбівки (рис. 2.56, г) застосовуються при виконанні малих обсягів робіт і при роботі в природних умовах.
Гідровібраціонние установки використовуються для ущільнення великих обсягів піщаних грунтів в зворотних засипках. Спосіб заснований на впливі на грунт вібрації з одночасним зволоженням покладеного грунту (рис. 2.57, а). Робочий орган занурюється поступово до заданої глибини і поступово витягується, забезпечуючи ущільнення грунту відразу на всю розрахункову товщину засипки.
Особливим процесом є ущільнення укосів великих земляних споруд: гребель, дамб, набережних. Тут використовуються кулачкові причіпні катки, що переміщуються по схилу лебідкою або ходом трактора (рис. 2.57, г), а також ланцюгові екскаватори поперечного копання, обладнані електротрамбівки (рис. 2.57, в).
Мал. 2.57. Спеціальні методи ущільнення грунту: а - гідровібраціонний; б - каток на підвісі крана; в - трамбування на екскаваторі поперечного копання; г - каток на канаті трактора
Здача земляних споруд. При здачі всіх споруд пред'являється (перевіряється) виконавча схема, де повинні бути вказані:
- прив'язки (місце розташування споруди щодо осей або опорних точок в плані);
- розміри (довжина, ширина) і позначки (глибина, висота);
- коефіцієнт укосу т (для безпечного ведення подальших робіт).
Крім того, в залежності від виду споруджуваного споруди додатково перевіряються наступні параметри земсооруженія.
- проводиться огляд дна котловану геологом проектної організації на відповідність фактичних характеристик грунту їх проектним значенням;
- на момент здачі дно котловану не повинно бути «проморожена».
- поздовжній ухил дна траншеї (для каналізації, теплотраси і т.п.).
Для насипів та зворотних засипок:
- ступінь ущільнення грунту лабораторним (порівняння фактичної щільності з проектною) або польовим (по зусиллю впровадження штиря плотномера в грунт) способом.
Техніка безпеки процесу
Повинні бути виконані всі організаційні заходи.
Всі виїмки повинні бути обгороджені і забезпечувати сигнальними написами, в темну пору - сигнальними лампами.
Через траншеї в необхідних місцях повинні бути влаштовані перехідні містки або тимчасові переїзди.
Для спуску в котловани і траншеї повинні бути влаштовані драбинки.
Не допускається перевантажувати краю траншей і котлованів грунтом, матеріалами, технікою, тому що це може привести до обвалення грунтового укосу.
Заборонено перебування працівників у зоні дії будівельної техніки (екскаваторів, бульдозерів, котків і т.п.).
При розташуванні земляного споруди поблизу підземних комунікацій перед початком процесу викликають представників власників комунікацій і роботи на цій ділянці ведуться в їх присутності.
При виконанні робіт спеціальними методами: розробка грунтів гідромеханізація або вибухом; вогневе, електричне або хімічне відтавання мерзлих грунтів - заходи щодо безпеки процесу здійснюються за відповідними інструкціями.
Джерело. Технологія будівельних процесів. Снарський В.І.