Трамбовка для уплотнения грунта

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ТРАМБОВКА ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТА(71) Заявитель Производственный строительный кооперативный трест Промстрой(73) Патентообладатель Производственный строительный кооперативный трест Промстрой(57) 1. Трамбовка для уплотнения грунта, выполненная в виде связанных с приводом и установленных одна над другой цилиндрических ступеней с фиксаторами их взаимного положения, отличающаяся тем, что вторая ступень выполнена кольцеобразной и установлена относительно первой с кольцевым зазором. 2. Трамбовка по п. 1, отличающаяся тем, что величина кольцевого зазора и ширина кольцеобразной второй ступени выбраны равными 0,2-0,3 от величины диаметра первой ступени. Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам для уплотнения насыпных и слабых естественных грунтов оснований фундаментов. Как известно, наибольшее распространение при уплотнении грунта получила забивка свай в слабый грунт, либо трамбовка его специальным рабочим органом, сбрасываемым с расчетной высоты. Известно устройство для вытрамбовывания котлованов под ленточные фундаменты 1. Рабочий орган выполнен ступенчатым и состоит из трапецеидального, зауженного книзу штампа с симметрично расположенными относительно продольной оси консольными элементами с кри волинейной нижней поверхностью. В начальной стадии вытрамбования, когда с грунтом взаимодействует бесконсольная часть штампа ( ступень) образуются две зоны - уплотнения и выпора. Вступление в работу консольных элементов ( ступень) обеспечивает уплотнение зоны выпора и создает при ударе волну напряжений, которая накладывается на волну напряжений, создаваемую боковыми гранями штампа. При этом увеличивается плотность и размеры уплотнений зоны грунта. Криволинейность консольных элементов снизу и их прямоугольная форма в плане нужна для специфических условий, связанных с областью применения данного устройства - вытрамбования котлованов под ленточные фундаменты. 1544 1 Недостатком устройства является узкая область его применения - основание ленточных фундаментов, при этом для каждой ширины и глубины ленточного фундамента требуется свой штамп. Область их применения ограничена не только профилем фундамента, но и видом грунта, т.к в песчаных или текучепластичных грунтах применение такого трамбующего органа будет сопровождаться разрушением стенок котлована. Кроме того, устройство ленточных фундаментов в вытрамбокотлованах требует очень четкой организации работ и немедленного заполнения котлована бетоном, иначе при вытрамбовке последующего котлована будет разрушаться предыдущий. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому объекту является трамбовка для уплотнения грунта, выполненная в виде связанных с приводом и установленных одна над другой цилиндрических ступеней с последовательно увеличивающимся диаметром и фиксаторами их взаимного положения 2. Недостатком известной трамбовки является то, что повышение эффективной работы, за счет увеличения глубины уплотнения грунта, достигается только путем изменения массы трамбовки увеличением количества секций или их высоты,при этом не исключается возможность образования зон выпора грунта вокруг трамбовки. По принципу ее работы эта трамбовка не отличается от обычных цилиндрических трамбовок. Задачей настоящего изобретения является создание рабочего трамбующего органа для уплотнения широкого класса оснований под фундаменты, повышение его универсальности и эффективности, путем увеличения размеров уплотненной зоны по вертикали и горизонтали без заметного увеличения веса трамбовки. Для решения поставленной задачи трамбовка для уплотнения грунта выполнена в виде связанных с приводом и установленных одна над другой цилиндрических ступеней с фиксаторами их взаимного положения,вторая ступень выполнена кольцеобразной и установлена относительно первой с кольцевым зазором. Кроме того, для увеличения зоны уплотнения,величина кольцевого зазора и ширина кольцеобразной второй ступени выбраны равными 0,2-0,3 от величины диаметра первой ступени. Такое выполнение трамбовки для уплотнения грунтов позволяет увеличить зону уплотнения в пределах диаметра кольца, образующего ступень трамбовки, а выполнение этого кольца с возможностью перемещения вдоль первой ступени позволяет регулировать высоту его закрепления на первой ступени в зависимости от вида грунта,условий образования зон выпора и усилия, необ ходимого для извлечения трамбовки из уплотненного следа (лунки). На фиг.1 - изображен общий вид рабочего органа. На фиг.2 - то же, вид сверху. На фиг.3 - сечение А-А фиг.1. На фиг.4 - схема взаимодействия рабочего органа с грунтом в начальной стадии уплотнения. На фиг.5 - то же, в конечной стадии уплотнения. На фиг.6 - то же, после засыпки лунки песком. Трамбовка для уплотнения грунта состоит из первой ступени 1, которая представляет собой закрытую цилиндрическую емкость 2, заполненную в верхней части тяжелым бетоном, а в нижней - забетонированными чугунными или металлическими отходами для увеличения массы и понижения центра тяжести трамбовки. К стенкам первой ступени 1 приварены ребра 3 (не менее 3 штук) равномерно по ее периметру для прикрепления к ним второй ступени - кольца 4 с помощью накладок 5, приваренных к кольцу 4,и болтов 6. В ребрах просверлены отверстия 7 для регулирования высоты п крепления кольца 4. Для соединения трамбовки с приводом вертикального перемещения (на чертеже не показан) имеется приспособление 8. Ширина зазора в между первой 1 и второй 4 ступенями трамбовки и ширина а кольца 4 подбирается в зависимости от исходной плотности и вида грунта и равна 0,2-0,3 диаметра первой ступени 1 трамбовки. Трамбовка для уплотнения грунта работает следующим образом. Трамбовка сбрасывается с расчетной высоты подъема базовой машины (на чертеже не показана) и находится в постоянном зацеплении с помощью приспособления 8 с приводом вертикального перемещения (не показан). В начальной стадии уплотнения, когда с грунтом взаимодействует первая ступень 1 трамбовки, происходит уплотнение грунта по вертикали и выпора грунта из-под трамбовки не наблюдается. При этом удельная энергия удара достигает максимальной величины (не менее 400 кг/см 2). По мере углубления лунки 1 увеличивается глубина Н уплотненной зоны С и начинает образовываться выпор грунта е из-под трамбовки (фиг.4). При достижении глубины лунки 1 вступает в контакт с грунтом кольцо 4 и уплотняет разуплотненный вследствие выпора грунт вокруг первой ступени 1 (фиг.5). При этом зона уплотнения С увеличивается по вертикали и горизонтали. После вступления в работу кольца 4 удельная энергия удара значительно уменьшается и выпора грунта не наблюдается. При достижении глубины лунки около 0,60,7 диаметра первой ступени 1 трамбовки, образовавшаяся лунка засыпается средне- или крупнозернистым песком (в случае уплотнения слабых 1544 1 пылевато-глинистых грунтов) и процесс уплотнения повторяется (Фиг.6). При этом сначала уплотняется песок, засыпанный в лунку при максимальной удельной энергии удара первой ступени 1 трамбовки. В результате глубина столба песчаного грунта увеличивается на некоторую величину 2. Процесс повторяют требуемое число раз до достижения требуемого отказа трамбовки. Образование столбов из плотного песчаного грунта глубиной НН 2 Нп увеличивает несущую способность оснований и способствует ускорению фильтрационной консолидации пылеватоглинистых грунтов. Исследования в натурных условиях при уплотнении пластичных суглинков и супесей трамбовки без кольца и с кольцом показали, что глубина и диаметр уплотненной зоны возрастают в 1,5 раза. Увеличение глубины зоны уплотнения происходит при последующих этапах уплотнения, когда кольцо еще не достигло контакта с грунтом и удельная энергия удара максимальная, а грунт вокруг лунки уже достиг некоторого уплотнения. В этом случае зона уплотнения более вытянута по вертикали, а увеличение диаметра зоны уплотнения происходит вследствие вступления в работу кольца, т.е. увеличения общего диаметра трамбовки. Таким образом, происходит наложение зон уплотнения, как показано на Фиг.5. Увеличение зоны уплотнения по горизонтали позволяет увеличить шаг между точками уплотнения, который обычно равен 2,5-3, и тем самым увеличить производительность работ по уплотнению. Установка на первой ступени трамбовки дополнительного кольца 4 весьма мало влияет на увеличение общей массы трамбовки, что дает возможность использовать один и тот же кран, а эффективность уплотнения значительно повысить. оставитель Г.М.Монойло Редактор В.Н.Позняк Корректор Т.Н.Никитина Заказ 2031 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.