13.3.4. Оборудование для производства работ
Виброустановка ВУУП-6 состоит из высокочастотного вибропогружателя В-401 и погружаемого в грунт уплотнителя (рис. 13.28). Уплотнитель представляет собой металлическую пространственную конструкцию в виде трубчатой штанги диаметром 130 мм, длиной около 7 м с приваренными к ней через каждые 410—450 мм по высоте горизонтальными ребрами (по четыре в каждом ярусе).
При работе установки динамическое возбуждение песчаной водонасыщенной среды вызывается по всей толще уплотняемого слоя как вибрационным, так и высокочастотным ударным воздействием.
Применение виброустановки ВУУП-6 обеспечивает уплотнение песчаных грунтов на глубину 6 м, при этом значения плотности сухого грунта достигают величин 17—18 т/м3 при относительной плотности 0,8. Техническая характеристика виброустановки ВУУП-6 приведена в табл. 13.31.
Виброустановка ВУУП-4 (рис. 13.29) по конструкции аналогична установке ВУУП-6 и отличается от нее размерами и маркой вибропогружателя. Техническая характеристика виброустановки ВУУП-4 приведена также в табл. 13.31.
Для глубинного вибрационного уплотнения песчаных грунтов применяют также гидровибрационную установку С-629, подвешиваемую к крану. Эта установка обеспечивает одновременную подачу в грунт воды и его уплотнение вибрацией.
При нагнетании в грунт воды под давлением 4—6 МПа происходит размыв песка и его рыхление за счет движения воды вверх. Одновременно происходит взвешивание в воде частиц грунта, при этом мелкие частицы поднимаются вверх, а более крупные под действием собственного веса и ускорения колебаний, способствующего увеличению действия ускорения силы тяжести, плотно укладываются на забой.
Так как радиус распространения колебаний относительно невелик, то и ускорение колебаний сообщается частицам песка в пределах небольшой области, что вызывает необходимость в частой перестановке этих установок. Техническая характеристика гидровибрационной установки С-629 приведена в табл. 13.31.
ТАБЛИЦА 13.31. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕХАНИЗМОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ГЛУБИННОГО ВИБРАЦИОННОГО УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ
Показатели | Виброустановка | Гидровибрационная установка C-629 | Глубинный вибратор | ||
ВУУП-6 | ВУУП-4 | C-825 | С-826 | ||
Мощность уплотняемого слоя, м Производительность механизма м3/ч Мощность электродвигателя, кВт Частота колебаний, Гц Амплитуда колебаний, мм Диаметр уплотнителя, мм Масса, кг Грузоподъемность обслуживающего механизма, кг |
6 170—210 55 250 5—6 1000 3400 6000 |
4 300 40 250 5—6 1000 3150 4000—5000 |
10 125 14 24 3,5 490 2500 – |
4 32—64 0,6 97 0,4 133 28 – |
4 48—72 1,1 97 0,9 133 29 – |
При погружении глубинных вибраторов С-825 и С-826 для уплотнения грунтов с применением подмыва вода подается с помощью стальных труб диаметром 19—25 мм с заостренным концом. Нижняя часть труб должна иметь на длине 50—60 см перфорацию с диаметром отверстий 5—6 мм. Радиус уплотнения глубинными вибраторами достигает 0,7—0,8 м, максимально возможная глубина уплотнения — 4 м. Техническая характеристика глубинных вибраторов приведена в табл. 13.31.
13.3.5. Данные для проектирования производства работ
Уплотнение песчаных грунтов виброустановкой ВУУП-6 производится с применением грузоподъемных механизмов на гусеничном или пневмоколесном ходу. Применяемые механизмы должны обеспечивать скорость подъема уплотнителя виброустановки 2,4—3 см/с. Операции по подготовке виброустановки к работе включают прикрепление уплотнителя к вибропогружателю, подключение виброустановки к источнику питания и подвешивание виброустановки на крюк грузоподъемного механизма.
На строительной площадке перед уплотнением срезают почвенно-растительный слой (при его наличии), планируют территорию, назначают точки уплотнения, искусственно водонасыщают грунт (при необходимости) и виброуплотняют его на необходимую глубину.
Для искусственного водонасыщения при уплотнении песчаных грунтов в конструкцию уплотнителя дополнительно входит патрубок, приваренный к трубчатой штанге для присоединения шланга от насоса 4НДВ, а также конус, имеющий отверстие для выпуска напорной воды (рис. 13.30).
При искусственном водонасыщении песчаного грунта сначала к соплу уплотнителя подают воду от насоса, а затем включают вибропогружатель. При достижении проектной глубины уплотнения подачу воды прекращают и виброуплотняют водонасыщенный грунт.
При глубинном виброуплотнении песчаных грунтов, обладающих структурной прочностью, предварительно следует производить глубинное рыхление с помощью установки, применяемой для водонасыщения, в соответствии со схемой, приведенной на рис. 13.25, сначала в четырех точках по оси 1, затем в трех точках по оси 2 и далее в том же порядке на глубину, равную проектной глубине уплотнения. При этом уплотнитель погружают и извлекают с возможно большей скоростью без остановок. Ориентировочно время, затрачиваемое на рыхление песчаного грунта на глубину 6 м, не должно превышать 1,5 мин.
Критерием, определяющим качество выполненных работ по виброуплотнению песчаного грунта, является достижение проектной плотности, а также показателя относительной плотности. Допустимое отклонение в сторону уменьшения плотности сложения грунта от проектной не должно превышать 5 т/м3.
Качество уплотнения контролируют статическим зондированием, а также путем отбора образцов уплотненного грунта.
Работы по уплотнению грунта виброустановкой ВУУП-4 ведутся аналогично работам по уплотнению, проводимым виброустановкой ВУУП-6, в следующем порядке: краном поднимают установку и помещают ее вертикально на поверхности грунта; включают вибропогружатель, и виброуплотнитель под действием собственного веса погружается в грунт; в погруженном положении установку задерживают 2—3 мин, а затем ее медленно поднимают краном при непрерывной работе вибропогружателя; при подъеме вибропогружатель периодически опускают на некоторую глубину и снова извлекают.
Уплотнение грунта гидровиброустановкой С-629 производят в такой последовательности: гидровиброустановку устанавливают в вертикальном положении над местом погружения, включают вибратор и одновременно через нижние сопла под давлением 4—6 МПа подается вода; вибратор погружается под действием собственного веса со скоростью 1,5—3 см/с (скорость погружения зависит от веса вибратора, плотности и гранулометрического состава песка, давления и количества подаваемой воды); после погружения гидровиброустановки на заданную глубину через верхние сопла подают воду и затем установку поднимают.