Виброплиты для уплотнения грунта: назначение, устройство, принцип работы, технические характеристики, обзор

Описание видов

Ручная вибромашина – удобный и производительный инструмент, ее выбор зависит от объема и характеристики предстоящих работ. Различают 2 вида подобных устройств.

Прямоходные

Нереверсивный тип машин для вибротрамбовки может двигаться только в прямом направлении. Их скорость и, как следствие, производительность работ регулируются оператором, что позволяет добиться наибольшей глубины уплотнения обрабатываемой поверхности. Чтобы выполнить движение виброплиты в обратном направлении, оператору придется самостоятельно выполнить ее разворот.

Реверсивные

Тип трамбовочной вибромашины, которая может двигаться в прямом или обратном направлении, называется реверсивной. Это наиболее удобные аппараты, которыми пользуются для равномерного трамбования грунтов даже в условиях ограниченного пространства. Реверсивынй ход у таких машин отличается предельной точностью, так что у оператора не возникает необходимости поправлять направление движения вибротрамбовки вручную. Единственным недостатком такого оборудования является большой вес и достаточно высокая цена.

Все вибротрамбовочные машины снабжены двигателем и в зависимости от его типа подразделяются на следующие виды.

Работающие на бензине. Мотор бензинового типа является самым экономичным вариантом по расходу топлива, а стоит бензиновый агрегат дешевле остальных аналогов. Бензиновые виброплиты не привязываются к точке питания, поэтому могут работать в автономном режиме и свободно перемещаются на любое расстояние. Кроме того, агрегаты бензинового типа хорошо зарекомендовали себя при работе в широком диапазоне плюсовых и минусовых температур. Недостатком бензиновых агрегатов является их тяжеловесность и создание шума при работе.

Среди пользователей наиболее востребованными являются агрегаты бензинового типа, так как на сегодняшний день – это самое экономичное оборудование, которое работает во всепогодных условиях.

Монолитная песчаная подушка и ее назначение

При использовании песчаной подушки расходы минимальны, а эффект достаточно хороший.

При создании песчаной подушки значительно уменьшаются расходы на строительные материалы. В то же время частные застройщики имеют прекрасную возможность легко и просто произвести замену некачественного грунта в и одновременно сделать общее и равномерное поднятие уровня всего пола. Несмотря на небольшие материальные затраты и простоту технологии, такая монолитная плита отлично справляется со всеми поставленными перед ней задачами.

Фундаментная подушка из песка: ее достоинства

1. Появляется возможность создания согласно допустимым нормам нагрузки качественного .
2. Появляется гарантированная защита всего основания строения от губительного разрушения грунтовыми водами.
3. Появляется отличная возможность по выравниванию всей площадки под фундамент возводимого сооружения.
4. И самое главное – это сравнительно малозатратный этап строительства по сравнению с его значением для всего сооружения.

В каких случаях необходима песчаная подушка под фундамент?

Далеко не всегда требуется делать такое обустройство под фундамент возводимого строения. Поэтому специалисты рекомендуют обязательно проводить подробный анализ грунта на участке, где будет возводиться дом. И уже на основании этих данных решать: требуется ли такая плита в конкретном случае? Но чаще всего песчаная подушка необходима для создания надежного и крепкого дома, а также для того, чтобы уберечь его от грунтовых, паводковых вод, промерзания и оттаивания почвы.

Условия, при которых необходимо устанавливать такой слой:

1. Если согласно анализам, участок, где будет строиться дом, представляет собой проблемный грунт. В этом случае такой грунт целесообразнее утрамбовать песком.
2. Обязательно трамбуют песком пучинистый грунт, так как во время промерзания и оттаивания почвы он сильно деформируется.
3. Песчаный слой является промежуточным звеном между грунтом основания и непосредственно самим фундаментом, благодаря чему значительно уменьшается осадка всего строения в будущем.

Чтобы сделать ровную площадку основания у вырытого котлована или траншеи, специалисты чаще всего используют песок, так как небольшой по толщине слой песка дает прекрасную возможность выровнять по горизонтальной линии дно котлована или траншеи. Одновременно с этим можно ликвидировать все, даже незначительные неровности любой поверхности.

Такой строительный материал, как песок, способен активно противостоять естественному процессу сжатия. Поэтому заменять поверхностные слои грунта песком нужно, чтобы избежать осадки всего сооружения, а также для защиты его стен и фундамента от сырости и влаги при многолетней эксплуатации.

Размеры песчаной подушки:

1. Толщину слоя самой песчаной подушки определяют, основываясь на некоторых условиях. Обычно подушку укладывают слоем до 20 см, благодаря этому можно значительно сэкономить на расходе цемента под фундамент.
2. Что касается ее формы, то лучше закладывать трапецеидальную песчаную подушку, которая к низу должна сужаться. Угол сужения должен составить 30°.
3. Создаваемая монолитная плита при этом не должна превышать по толщине ширину самого фундамента более чем в 3 раза.

Уплотнение грунтов трамбованием

Трамбование — эффективный метод уплотнения грунтов, при котором материал уплотняется за счет энергии падающей трамбовки. Уплотняющее действие прямо пропорционально массе трамбовки и высоте ее падения. При ударе падающей трамбовки о поверхность материала в нем возникает напряженно-деформированное состояние. Толщина уплотнения зависит от глубины распространения волны напряженно-деформированного состояния.

В настоящее время для трамбования применяют преимущественно плиты массой 1…3 т, которые сбрасывают с высоты до 3 м (рис. 6.11). Для трамбования характерна большая глубина воздействия, поэтому этот метод применяется преимущественно для уплотнения грунтов слоями большой толщины. Для уплотнения слоев дорожной одежды метод трамбования применяется редко, так как толщина слоев не требует большой силы удара, при этом может разрушаться щебень в конструктивных слоях.

Трамбующие машины оказывают на грунт ударное циклическое воздействие. Процесс удара (контакт трамбующей плиты с поверхностью грунта) происходит за малый промежуток времени. Вследствие этого на контактной поверхности развиваются очень большие давления. Кинетическая энергия трамбовки переходит в другие виды энергии. При этом эффект уплотнения определяется величиной необратимой деформации и ее распределением по толщине слоя грунта.

Возникающие на поверхности грунта максимальные контактные давления зависят от величины удельного импульса удара и от его формы («остроты импульса»).

Удельный импульс удара i определяется по формуле

где m — масса плиты; v1 — скорость в момент удара; F — площадь контакта плиты с грунтом.

В координатах o—t (контактное давление — время) удельный импульс представляет собой площадь эпюры, котором характеризуются нарастание и спад этих давлений во времени (рис. 6.12). Удар штампа о поверхность грунтового полупространства вызывает в последнем волновые процессы. Главными являются волны напряжений и волны деформаций, возбуждаемые первым ударом, так как именно они определяют эффект уплотнения.

Уплотнение различных грунтов при оптимальной влажности до нормативных значений достигается при различной величине предельного импульса.

Возникающая на поверхности грунта волна напряжений распространяется внутрь грунтового массива. Волна характеризуется:

• скоростью распространения;

• амплитудным значением напряжений;

• временем нарастания напряжения;

• временем спада напряжений;

• общим временем нахождения объема грунта в напряженном состоянии.

С удалением от поверхности грунтового полупространства изменяются не только амплитудные значения напряжения, но и форма импульса.

Для эффективного уплотнения трамбованием выбранное значение контактных давлений должно быть обеспечено соответствующим подбором массы трамбовки и ее скоростью в момент удара. При этом величина удельного импульса не должна превышать значения предельного импульса. Под последним понимается такой импульс удара, при котором контактные давления равны пределу прочности грунта.

К трамбующим машинам относятся также взрывные трамбовки и катки с падающими грузами. В зарубежной практике имеются конструкции катков с вальцами, которые имеют трех-, четырех- и пятиугольный профили. Эти машины тоже относятся к типу трамбующих. Для уплотнения несвязных грунтов в стесненных условиях могут эффективно применяться вибротрамбовки.

Из чего состоит виброплита

Перед тем как приступить к изготовлению виброплиты своими руками, необходимо составить ее чертеж. Для этого нужно знать, из каких частей состоит техника.

Любая современная виброплита состоит из нескольких элементов:

1. Рабочая плита.
2. Рама.
3. Виброузел.
4. Двигатель.
5. Трансмиссия.
6. Система подвески.
7. Механизм управления.

Рабочая плита изготавливается в основном из чугуна, и её характеристики определяются качеством этого материала.

Чугун низкого качества может покрыться трещинами при работе с песчаными и гравийными смесями.

Эти виды грунта содержат мелкие камни, которые в процессе утрамбовки точечно воздействуют на поверхность плиты.

Размеры рабочей поверхности также важны. Когда плита имеет правильную геометрию, ее площадка способна самоочищаться, не оставляя на себе остатков грунта.

Чем меньше будет поверхность рабочей плиты, тем лучше будет уплотняться грунт.

Поэтому при изготовлении виброплиты своими руками лучше делать поверхность меньшей площади, если это не будет снижать вибрационные свойства.

Виброузел прикрепляется к плите, поэтому все соединения и узлы крепления должны собираться особенно тщательно.

Все детали должны быть изготовлены из высококачественных и прочных материалов. Высокий показатель вибрации и определенная масса изделия задают уровень воздействия на грунт.

Сальник вибрационного узла должен предотвращать протекание смазывающей жидкости, не допускать попадания пыли и грязи, а также выдерживать длительные нагрузки.

Привод виброузла осуществляется за счет передачи энергии от электродвигателя.

Для более качественной работы в вибрационных машинах применяют двигатель внутреннего сгорания, который имеет максимальную мощность и осуществляет трамбовку в любых условиях.

Изготовление ручной трамбовки

Существует множество вариантов изготовления трамбовщика своими руками. Кто-то изготавливает массивные конструкции, полностью состоящие из железа, однако в этом случае потребуется выполнит сварку. Другие предпочитают обойтись подручными материалами. Рассмотрим оптимальный вариант изготовления ручной трамбовки для уплотнения грунта, песка и гравия.

Для этого потребуется стандартный брус квадратного сечения на 100 — 150 мм. Он не должен быть гнилым или расслоившимся.

Полезно! Некоторые используют круглые бревна, но при помощи таких трамбовщиков невозможно полноценно уплотнять основание в углах.

Также нужно будет подготовить:

• Стальную пластину толщиной не менее 2 мм.
• Круглую палку длиной около 450 мм (она будет выполнять роль ручки будущей трамбовки). Для этого можно использовать ненужный черенок от лопаты.
• Шурупы и столярный клей.

Делаем заготовки

Конструкцию будем готовить по чертежу, показанному ниже.

После подготовки всего необходимого, отпилите торцы бруса под прямым ровным углом, согласно размерам. После этого необходимо при помощи рубанка выровнять плоскость нижнего торца бруска и снять с ребер заготовки фаски размером порядка 5 мм.

Чтобы в процессе работы не получить многочисленные занозы, рекомендуется зашкурить и отшлифовать поверхность бруска.

Изготавливаем «башмак»

Следующий этап создания трамбовочного инструмента своими руками — изготовление металлического «башмака» из листа стали. Для раскройки пластины используем следующий шаблон.

Либо, можно просто установить брус нижним торцом на лист металла и обвести его карандашом.

После этого необходимо:

1. Вырезать заготовку, как на картинке, при помощи специальных ножниц по металлу или используя болгарку.
2. Снять с «башмака» металлические заусенцы. Для этого удобнее всего зажать заготовку в тисках и удалить лишнее напильником.
3. Не снимая «башмака» из тисков, высверлить отверстия для шурупов, по ранее отмеченным точкам.
4. Зачистить поверхность наждачкой.
5. Согнуть «крылья» заготовки и установить брус в «башмак». Если заготовка оказалась чуть шире, необходимо подбить «крылья» при помощи молотка.
6. Поместить сверло в отверстия для шурупов и просверлить дерево с небольшим наклоном.
7. Зафиксировать винты со всех сторон.

Устанавливаем ручку

Отступив 100 мм от верхнего края бруска, необходимо наметить центр будущей ручки. Для этого необходимо сначала замерить диаметр черенка от лопаты. Допустим он составляет 36 мм. Для того чтобы ручка не болталась, нужно использовать сверло, диаметр которого будет на несколько мм меньше диаметра рукоятки. При этом стоит учитывать, что наружная часть отверстия в бруске будет чуть больше внутреннего диаметра, поэтому в процессе работы необходимо периодически вставлять ручку в брус и проверять насколько плотно она садится.

Если рукоятка не входит в отверстие, ни в коем случае не стоит пытаться забить ее молотком. В противном случае брус может треснуть и изготовление трамбовщика для земли, песка и гравия своими руками придется начать заново. Намного проще немного обстругать черенок до требуемого диаметра.

После того, как отверстие будет готово, необходимо нанести на его стенки клей и установить ручку. Излишки клеевого состава можно удалить тряпкой. Для того чтобы ручка держалась плотно, нужно зафиксировать ее при помощи длинного шурупа, который необходимо вкрутить с одной из сторон бруса.

Когда клей наберет прочность, можно начинать использовать трамбовщик. Хранить самодельный инструмент лучше всего в сухом месте, либо можно предварительно покрасить заготовку, чтобы она прослужила дольше. При необходимости стальную насадку можно легко заменить на новую.

Приспособления для трамбовки

Изготавливают из металла, оно весит от 5 до 10 кг. Состоит из рукоятки и основания («лапы») — пластины размером примерно 20 х 25 см или швеллера (чем меньше габариты этой детали приспособления, тем больше сила удара). Рукоять инструмента прямая (в виде трубы) или Т-образная, с двумя ручками по бокам. При необходимости ручную трамбовку со швеллером можно утяжелить, залив цементом.

Если есть необходимость сэкономить, то несложно сделать приспособление самостоятельно. Два варианта изготовления:

• Сделать рукоять из тяжелого деревянного бруса длиной около 1 м и снизу прибить к нему «лапу» из прочной доски.
• Купить отдельно готовую пластину (стоит около 1000 рублей) и насадить ее на черенок от лопаты или металлическую палку.

Для уплотнения грунта и сыпучих материалов, в том числе песка, на ограниченном пространстве используют «виброногу». Двигатель этого устройства работает на бензине или дизельном топливе. В основании аппарата расположена пластина «пята» шириной от 15 до 30 см и длиной около 33 см. Вибротрамбовки также различаются по мощности. Принцип действия основывается на вертикально направленной силе, как у ручного приспособления, но эффективность намного больше. Этот вид техники применяют на площадках, где невозможна эксплуатация крупногабаритного оборудования: виброплит и виброкатков.

Для работ на большой площади, при условии наличия возможности свободного перемещения, подходит трамбовка с использованием виброплиты. Этот аппарат состоит из двигателя, корзины с центральным валом, «пяты» или «башмака» и направляющей рукоятки. Агрегат движется вперед и назад, передавая частицам песка сильное механическое колебание (вибрацию), за счет чего и происходит уплотнение.

Виды оборудования для грунта и сыпучих материалов с плитным основанием:

• бензиновые;
• дизельные;
• гидравлические;
• электрические;
• с дистанционным управлением.

по весу. Для песка подходят самые легкие.

Для самых больших объемов работ используют виброкатки. Их виды:

• с ручным управлением за счет направляющей рукоятки;
• самоходный с кабиной для оператора одновальцовый (сзади на колесном ходу);
• с кабиной двухвальцовый;
• траншейный с дистанционным управлением.

Устройство качественного виброкатка позволяет осуществлять уплотнение и по краям площадки, то есть применение дополнительного оборудования (ручной или вибротрамбовки) не требуется.

Характеристики, определяющие эффективность инструмента

Эффективность применения виброноги с любым типом мотора зависит от нескольких характеристик.

1. Мощность мотора определяет частоту поступательных движений и влияет на производительность.
2. Площадь ударной площадки (трамбовочной подошвы) — от нее зависит мобильность устройства. Чем меньше подошва, тем удобней в работе инструмент в стесненных условиях.
3. Частота вибрации – ключевая характеристика производительности. Чем больше ударов в минуту совершает вибронога, тем большее пространство можно уплотнить в определенный временной промежуток.
4. Глубина трамбовки (амплитуда).
5. Вес устройства важен для целевого выбора. Например, легкая и маневренная конструкция нужна для трамбовки канав, более тяжелый агрегат важен для формирования траншей.
6. Расход топлива (для моделей с двигателем внутреннего сгорания бензиновых или дизельных).
7. Наличие антивибрационной системы для рукоятки (она бывает не у всех моделей), чтобы снизить вибрационную нагрузку на руки оператора во время работы.

Цена на вибротрамбовку зависит от типа мотора и перечисленных выше характеристик, а также популярности бренда.

Фракции щебня, вычисление коэффициента уплотнения щебня и метод расклинцовки

От фракции щебня зависит область его применения. Коэффициент уплотнения щебня используют для вычисления точного количества данного строительного материала. Причем эта величина зависит и от вида фракции щебня.

Коэффициент уплотнения щебня – это число, которое показывает степень уменьшения объема щебня при его транспортировке или трамбовке. Для каждого вида щебня существует маркировка, указанная в ГОСТе 8267-93. Там рекомендованы методы определения коэффициента уплотнения, который должен быть указан производителем при маркировке материала.

Степень уплотнения выполняют специалисты в лаборатории экспериментальным методом в течение 3 дней. Уплотнение можно определить и экспресс-методом прямо на строительной площадке. Для определения применяют плотномеры.

Фракции щебня.

Коэффициент уплотнения щебня необходим для вычисления:

• массы приобретаемого щебня;степени усадки.

Масса определяется путем перемножения значений трех величин:

• удельного веса;объема заполнения;коэффициента уплотнения.

Созданы специальные нормы, в которых указана средняя масса материала в зависимости от фракции.

Для ландшафтного дизайна (то есть для укладки садовых дорожек, декоративных деталей) используется щебень самой мелкой фракции. Средняя его фракция представляет собой обломки горных пород. Она используется для создания железобетонных изделий, фундамента, бетонных смесей, а также для строительства мостов, железнодорожных путей, дорог.

При устройстве оснований под постройку дорог, взлетных полос, мостов оно должно быть прочным и плотным, выдерживать большие нагрузки и сильные механические воздействия.

Для укладки более прочного основания применяют технологию расклинцовки. Это укладка основания из щебня, который состоит из смеси фракций разных размеров. Мелкие фракции заполняют пустоты между большими фракциями, образуя очень плотное основание.

Сначала выстилают крупную фракцию щебня или гравия.

Уплотняют специальными катками. Далее засыпается мелкая фракция и также уплотняется катком. Для уменьшения трения между отдельными кусочками весь процесс расклинцовки сопровождается поливами водой.

Выбор виброплиты

При приобретении изделия, учтите нюансы, которые облегчать эксплуатацию:

1. Наличие колес при транспортировке;
2. Сложенные рукоятки;
3. Цельность корпуса делает механизм прочнее.

Производители

На рынке очень много заводов изготовителей разных стран. Востребованными считаются модели из стран:

• Германия;
• Япония;
• Швеция;
• Израиль;
• Испания;
• Южная Корея;
• Россия.

Если хотите более экономичный вариант, тогда, обратите внимание на Китай. Самые низкие цены предоставляют именно они

Модели виброплит, которые отличаются высоким качеством:

• Профессиональное оборудование: Wacker, Weber, Ammann, Bomag.
• Надежные с большим функционалом: Shatal (Израиль), Jeonil Machinery (Южная Корея), NTC (Чехия).
• Российские марки Сплитстоун, Мотопром и СЗПО.

Рекомендации при приобретении

Перед покупкой вибрационной плиты следует руководствоваться рядом рекомендаций:

Чтобы положить асфальт, обустроить ландшафт, площадки и дорожки из некрупного грунта глубиной до 150 мм, используется легкая виброплита.
Универсальная разновидность вибрационной плиты применяется в процессе дорожно-ремонтных работ при толщине грунта до 250 мм.
Плита со средней тяжестью используется для трамбовки грунта слоем до 600 мм, засыпки глубоких траншей, укладки фундамента.
Тяжеловесные трамбовочные устройства применяются в дорожных процессах на глубине более 600 мм.
При выборе трамбовки нужно обратить внимание на показатель вибрационного усилия, характеризующий степень уплотнения. Чем выше уровень вибрации, тем качественнее процесс укладки поверхности.. При работе виброплиты не следует прилагать чрезмерные усилия

Сильное давление свыше 20кН на трамбовочное устройство оказывает негативное воздействие на прибор. Важным параметром выступает размер рабочей поверхности. Чем вибрационная плита меньше, тем качественнее утрамбовывается грунт и другие песчаные смеси

При работе виброплиты не следует прилагать чрезмерные усилия. Сильное давление свыше 20кН на трамбовочное устройство оказывает негативное воздействие на прибор. Важным параметром выступает размер рабочей поверхности. Чем вибрационная плита меньше, тем качественнее утрамбовывается грунт и другие песчаные смеси.

Для плотной поверхности используется устройство с высоким уровнем производительности.

Замена фильтров, свечей и моторного масла в виброплите – залог длительной бесперебойной эксплуатации.

Поломки, которые возникают при эксплуатации

Поломки у вибрационных плитам связаны с основными узлами:

• приводным;
• вибро;
• рабочей подошвой и моторной рамой

Основная и самая важная часть двигатель, поэтому большее количество поломок случаются именно с ним. Для каждого типа устройства отличительны собственные неполадки, чаще всего указаны в инструкции к технике.

Когда на подошве, рукоятке или раме для мотора имеются незначительные трещины, их устраняют с помощью сварочного аппарата. Если основание сильно износилось, то его полностью заменяют. При этом также часто выполняют монтаж новых амортизаторов.

Особенности ухода за оборудованием

Для корректной работы любой техники нужен правильный уход. Не забывайте:

• необходимо очищать грязь на небольших деталях, чтобы не сокращать срок службы изделия;
• следите за состояние фильтра (он может быть бумажный или поролоновый), пыль стряхнуть, промыть в теплой воде, просушить;
• перед началом работы прогревайте двигатель;
• проверяйте масло в редукторе.

Перед выполнением определенного вида работ, ознакомьтесь с площадью, которая требует утрамбования. Только потом подбирайте агрегат. Стоимость не всегда является основным показателем. Кроме этого, нужно рассчитать при каких условиях пройдет большая часть процедур.