Общие сведения о уплотнении грунта

Грунты уплотняют при возведении земляных сооружений (земляные плотины, приканальные дамбы и дамбы обвалования), которые должны выдерживать напор воды, обладать водонепроницаемостью и давать минимальную осадку; по дну и откосам каналов для уменьшения фильтрации воды; при сооружении земляного полотна дорог для повышения прочности и устойчивости и т. д.

Сущность уплотнения грунта состоит в том, что под воздействием рабочего органа уплотняющей машины происходит удаление воздуха (а в некоторых случаях и избытка влаги), в результате чего частицы грунта сближаются, располагаясь более плотно и компактно.

Грунтоуплотняющие машины по принципу работы делятся на машины статического, динамического и вибрационного действия. В некоторых конструкциях сочетается статическое и динамическое или статическое и вибрационное действие.

В машинах статического действия уплотнение происходит от давления, создаваемого рабочим органом при его перекатывании по уплотняемому слою (статическая укатка). По этому принципу работают катки с гладким барабаном, кулачковые и пневмоколесные.

В машинах динамического действия уплотнение производится ударами рабочего органа (трамбованием), периодически поднимаемого на некоторую высоту и свободно падающего на поверхность уплотняемого слоя. По этому принципу работают молотковые трамбующие машины, трамбующие плиты, подвесные катки на экскаваторах и навесные дизель-трамбовки на тракторах.
Уплотнение грунтов машинами вибрационного действия основано на сообщении грунту рабочим органом частых колебательных движений, создаваемых быстрым вращением неуравновешенных масс. По этому методу работают прицепные и самопередвижные вибромашины, навесные секционные виброуплотнители, поверхностные и  глубинные  вибраторы.

По принципу одновременного статического и динамического уплотнения работают катки с падающими грузами, а одновременного статического и вибрационного уплотнения - вибрационные катки.

Выбор способа уплотнения и типа уплотняющей машины зависит от характера грунта, необходимой степени уплотнения, толщины уплотняемого слоя, фронта работ и производительности машины.
Катки с гладким барабаном и на пневматических шинах пригодны для уплотнения связных и несвязных грунтов, кулачковые - для уплотнения только связных грунтов; трамбующие машины - связных и несвязных грунтов; вибрационные машины - только несвязных и малосвязных грунтов.
Эффективность работы грунтоуплотняющих машин значительно зависит от влажности грунта. Для каждого вида грунта существует оптимальная влажность, при которой он уплотняется с наименьшей затратой механической энергии.

Рекомендуемая влажность при уплотнении: глины - 25-28%, тяжелых суглинков - 22-25, средних суглинков - 21-23, легких суглинков и супеси-15-17, чернозема и почвы 25-35, лесса-19-21, песка - 8-12, супесей-10-15%- При влажности грунта ниже оптимальной целесообразно проводить его доувлажнение.

Типажем предусмотрено изготовление грунтоуплотняющих машин следующих типов: катков кулачковых - массой 9, 18, 28 т, катков на пневмошинных колесах: прицепных к гусеничным тракторам - массой 12,5, 25, 50, 100 т, полуприцепных к одноосным тягачам-15, 30, 45 т, самоходных- 16, 35 т; вибрационных самопередвигающихся плит- массой 0,125; 0,250; 0,750; 2,0; 6 т и вибрационных прицепных катков - 3, 6, 12 т.