Technika zagęszczania

Zagęszczanie gruntu

Zagęszczanie ma na celu zlikwidowanie szkodliwych skutków osiadania gruntu lub materiału nasypowego. Pomiędzy nieściśliwymi ziarnami gruntu każdej warstwy nasypu zawsze znajdują się pory, bańki powietrza itp. Te elementy muszą zostać ściśnięte do minimum, a w idealnym stanie całkowicie zlikwidowane. W porach tych znajdują się powietrze i mniejsze lub większe ilości wody. Statycznie działające maszyny ( walce bez wibracji) tylko z powodu swego dużego ciężaru są w stanie zawarte powietrze i wodę wypchać z nasypu. Lepsze osiągnięcia uzyskujemy po przez urządzenie działające dynamicznie ( walce z wibracją, płyty wibracyjne, ubijaki stopowe, itp.). W celu optymalnego ustawienia ziaren gruntu należy przezwyciężyć ich wzajemne siły cierne. Poprzez okresowo działające siły podczas zagęszczania umożliwia się poszczególnym ziarnom gruntu swobodne przemieszczanie się wobec siebie i ustawienie w optymalnej warstwie. Aby jednak tego dokonać musimy na krótki okres czasu te warstwy gruntu poluzować. Brzmi to paradoksalnie, ale te poczynania są nieodzowne dla dobrego zagęszczania. Różne rodzaje gruntu ( zmienność, ziarnistość) zagęszczamy też w różnym stopniu. Niejednakowej wielkości ziarna zagęszczają się łatwiej od ziaren jednakowej wielkości. Grunty spoiste z małymi, drobnymi porami wypełnionymi wodą zagęszczają się w dobrym stopniu. Bez lub z za dużą ilością wody zagęszczanie jest praktycznie niemożliwe.

Zagęszczanie gruntu: wiąże się z likwidacją porów w gruncie (w porach tych znajduje się woda) wynikiem zagęszczania jest wyższa gęstość materiału wibrowanego, zapobieżenie ściśliwości gruntu, zapobieżenie przenikania wody, zwiększenie obciążenia mechanicznego gruntu. Zagęszczanie asfaltu: wiąże się ze zwiększeniem gęstości i utworzenie gładkiej powierzchni (powierzchnia asfaltowa zbudowana jest z kilku warstw wzajemnie uzupełniających się) wynikiem zagęszczania jest zwiększona gęstość poszczególnych warstw asfaltowych, zapobieżenie nasiąkania wody przez asfalt, zapobieżenie przenikania wody. Zagęszczanie kostki brukowej i kamienia naturalnego: wiąże się z likwidacją zwiększenia obciążenia podłoża, utworzenie równej i gładkiej w optycznej formie powierzchni (powierzchnie z kostki bukowej i kamienia naturalnego układane są na równej i lekko zagęszczonej warstwie piasku, podczas zagęszczania kamienia i kostki zalecanie jest używanie płyt miękkich chroniących powierzchnie i rogi zagęszczanego materiału przed uszkodzeniem) wynikiem zagęszczania jest optycznie równa i gładka powierzchnia, zwiększone obciążenie podłoża.

Rozróżniamy dwa rodzaje zagęszczania: zagęszczanie statyczne i zagęszczanie dynamiczne. Podczas statycznego zagęszczania działa na zagęszczaną powierzchnię tylko nacisk maszyny na grunt. Maszyna np. walec przejeżdża po zagęszczanej powierzchni i siłą swego ciężaru dociska i zagęszcza grunt w jego górnej powierzchni. Tego rodzaju zagęszczanie znajduje zastosowanie tylko w przypadku zagęszczania asfaltu. Przy zagęszczaniu dynamicznym na grunt działa nacisk masy maszyny i siła odśrodkowa wytworzona przez wibrator. Podczas ubijania lub zagęszczania urządzeniem wibracyjnym następują wzajemne przesunięcia ziaren materiału. Podczas tego rodzaju przemieszczeń usuwamy wszelkie pory i wolne przestrzenie redukując je do minimum. W ten sposób uzyskujemy grunt o dużej stabilności wysokiej odporności na ściśliwość. Każda maszyna musi zostać wyposażona w wibrator (mimośrodowy, wał niewyważony, itp.) w celu wytworzenia drgań. Masa niewyważona znajdująca się na wale wprowadzona zostaje w ruch obrotowy i wytwarza w ten sposób drgania. Drgania te przenoszone są na cały korpus maszyny. Wysokość podskoku maszyny zależna jest od stosunku skutecznej masy niewyważonej i całkowitego ciężaru wibrującej masy. W przypadku zagęszczarek wibrująca masa składa się z płyty dolnej i połączonej z nim na stałe wibratorem. W przypadku walcy składa się natomiast bandaży, dolnej ramy nośnej wibratora. Amplituda nie jest zależna od częstotliwości pracy maszyny. Amplituda rośnie proporcjonalnie do masy niewyważonej (przy stałym ciężarze). Amplituda maleje proporcjonalnie przy rosnącym ciężarze (przy stałej masie niewyważonej). W praktyce pewną rolę odgrywa również masa górnej części maszyny (podstawa silnika, silnik) oraz zastosowanie tłumienia wibrującej części maszyny (amortyzatory gumowe).