Динамічне ущільнення - огляд тем ScienceDirect

Динамічне ущільнення - один із найдавніших відомих методів поліпшення ґрунту, який, як повідомляється, використовувався римлянами до 100 р. Н. Е. Та в США ще в 1800-х рр. (Уельська, 1986).

Пов’язані терміни:

  • Енергетична інженерія
  • Ущільнення
  • Меліорація земель
  • Міцність на стиск
  • Ударне ущільнення
  • Збірний вертикальний стік

Завантажити у форматі PDF

Про цю сторінку

Глибоке ущільнення

6.1.3 Динамічне ущільнення

Динамічне ущільнення (DDC, важке утрамбовування, динамічне ущільнення тощо) - це економічно ефективний метод ущільнення ґрунту, за допомогою якого велика вага багаторазово піднімається і опускається з висоти, впливаючи на поверхню землі за допомогою легко розрахованої енергії удару (Рисунки 6.12 та 6.13). Як повідомляється, витрати становлять приблизно 2/3 витрат на кам'яні колони, що дозволяє заощадити до 50% порівняно з іншими альтернативами глибокого ущільнення (www.wsdot.wa.gov). Динамічне ущільнення - один із найдавніших відомих методів поліпшення ґрунту, який, як повідомляється, використовувався римлянами до 100 р. Н. Е. Та в США ще в 1800-х рр. (Уельська, 1986).

sciencedirect

Малюнок 6.12. Схема глибокого динамічного ущільнення (DDC).

Надано компанією Densification, Inc.

Малюнок 6.13. Фотографії польових додатків DDC.

Надано Hayward Baker (вгорі) та Densification, Inc. (внизу).

Назва не точно відображає фактичні процеси навантаження та передачі енергії. Одне з найбільших помилок щодо динамічного ущільнення полягає в тому, що це обробка поверхні ґрунтом, оскільки на поверхню діють навантаження. Але динамічне ущільнення, на відміну від звичайного неглибокого ущільнення контрольованого заповнення, - це процес ущільнення ґрунтів на значних глибинах шляхом застосування великої енергії удару на поверхню землі. При ударі створюються кратери глибиною до шести футів і більше, які потім повинні бути засипані перед додатковими проходами ущільнення і, зрештою, після завершення процесу ущільнення. Але ущільнення на глибині відбувається в результаті динамічної енергії хвилі, яка передається через землю.

Основними цілями динамічного ущільнення є покращення характеристик міцності та стисливості, або шляхом створення рівномірного плоту з ущільненого матеріалу, або шляхом ущільнення в місцях, де будуть застосовуватися концентровані навантаження (наприклад, навантаження на колони). Поліпшення властивостей ґрунту призводить до збільшення несучої здатності та зменшення відкладень, включаючи диференціальні осідання. Динамічне ущільнення часто дозволяє будувати звичайні розкладні фундаменти, забезпечуючи несучу здатність, як правило, до 100-150 кПа (2000-3000 фунтів на квадратний дюйм).

Застосування полягає у скиданні важкого тампера (ваги) із заданої висоти підрахована кількість разів у точно визначених місцях у візерунку на місці. Схеми падіння зазвичай складаються з первинної та вторинної (а іноді і третинної) сіток, як показано на малюнку 6.14. Відстань між сітками зазвичай становить приблизно 3-7 м (9-21 футів). Вага зазвичай становить від 6 до 30 тонн (до 40 тонн), а висота падіння - від 10 до 30 м (30-100 футів), іноді більше.

Малюнок 6.14. Приклад шаблону сітки для DDC.

Ефективне ущільнення характерне для глибин 10 м (або більше при дуже великих вишках та вагах). Найбільше поліпшення зазвичай відбувається на від 3 до 8 м (10-25 футів) під поверхнею землі, зі зменшенням ступеня поліпшення на більшій глибині. Поверхневі шари (поверхня приблизно до 1-3 м) повинні бути ущільнені через порушення ударних навантажень та відсутність достатнього обмеження. Для того, щоб оцінити необхідні зусилля ущільнення за допомогою динамічного ущільнення, зазвичай дотримуються формули Менарда:

де Z - (необхідна) глибина обробки, M трамбуюча маса (тонни), H висота падіння, n константа (залежна від ґрунту), як правило, від 0,3 до 0,6 для піщаних грунтів.

Більші глибини були ефективно ущільнені за допомогою системи, відомої як високоенергетичне динамічне ущільнення, де максимальна ефективність досягається при повному вільному падінні ваги за допомогою спеціально розробленої системи випуску ваги (www.menard-web.com). Як крайній випадок, Менар розробив ущільнювач “Гіга” для більш глибокого ущільнення в аеропорту Ніцци у Франції (рис. 6.15).

Малюнок 6.15. Компактор "Гіга" Менарда важить 200 тонн.

Надано Менардом.

Розробка проекту динамічного проекту ущільнення вимагає визначення найбільш ефективного використання енергії на ділянці. Спочатку це може бути визначено на основі даних розслідування ділянок. Фактичні програмні програми DDC зазвичай доопрацьовуються або модифікуються на основі тестових розділів або після польових випробувань попередніх додатків (тобто після початкової фази крапель). Польові вимірювання проникнення (або “глибини кратера”) та тиску пор постійно контролюються, щоб забезпечити коригування програми на місцях. Вимірювання глибин кратера також використовуються способом, подібним до стійкого прокатки, оскільки глибші глибини кратера вказують "більш м'які" або "слабкіші" місця, які можуть вимагати подальшої уваги.