EA010561B1 - Способ обработки грунтов, в частности сухих водочувствительных грунтов - Google Patents

Abstract

Способ обработки грунтов, в частности сухих водочувствительных грунтов, содержащий введение обрабатывающей жидкости, в траншеи, и устройство для осуществления этого способа. Устройство содержит движущееся шасси (2), резервуар и полые дозировочные лапы (1). Дозировочные лапы (1) содержат вертикальную крепежную часть (3), которая соединяет указанные дозировочные лапы (1) с шасси (2), и горизонтальную сошниковую часть (4), содержащую передний заостренный конец (5) для заглубления в грунт, и задний распределитель (6).

Description

Настоящее изобретение относится к способу обработки грунтов, в частности сухих водочувствительных грунтов, и к устройству для осуществления способа.

Как правило, для того чтобы использовать грунты, характеризующиеся водным дефицитом относительно оптимального содержания воды, в строительстве дорожных объектов, в частности при отсыпке насыпей, верхнего земляного полотна, планировочного земляного полотна, формообразующих слоев и подстилочных слоев, грунты необходимо подвергать обработке для их улучшения и/или стабилизации.

Многие естественные грунты содержат глины самого разного состава. Глины относятся к семейству минералов, которые становятся нестабильными в присутствии воды; при этом грунт переходит из твердого состояния в пластическое. В этом случае глины являются причиной неустойчивости построенных объектов.

Под «обработкой грунта» в рамках настоящего изобретения следует понимать процесс, заключающийся в модификации грунта таким образом, чтобы он мог выполнять функции, для которых он предназначен, в частности процесс улучшения и стабилизации грунтов. Следовательно, обработка грунта не включает, например, введение в грунт непроницаемого слоя, так как такая операция не меняет грунт как таковой.

Под «улучшением» грунтов следует понимать придание грунтам свойства нечувствительности к воде путем флокуляции глин, что позволяет обеспечивать краткосрочное и даже незамедлительное передвижение строительной техники, и долгосрочную модификацию, которая делает грунты нечувствительными к воде.

«Нечувствительность» к воде означает, что грунт не меняется в сторону пластического состояния во время последующего попадания в него воды либо за счет естественной капиллярности, либо в результате дождей или паводков. Таким образом, избегают перехода грунта в пластическое (пастообразное) состояние и снижения его несущей способности, которое может привести к разрушению объекта. Улучшение, в первую очередь, касается отсыпки и подготовки грунтов с целью их стабилизации.

Под «стабилизацией» грунтов следует понимать повышение механических характеристик для последующего использования в верхних слоях объекта: верхнем земляном полотне, планировочном земляном полотне, формообразующих слоях и подстилочных слоях дорожного полотна. Стабилизация может быть достигнута на минералах, прошедших фазу улучшения путем добавления гидравлических или пуццолановых связующих или путем увеличения содержания извести, что приводит к пуццолановой реакции с соединениями, присутствующими в грунтах, или к синтактической реакции в известковых грунтах.

Термин «известь» обозначает совокупность соединений, которыми являются негашеная известь, в основном состоящая из оксида кальция, гашеная или гидратированная известь, в основном состоящая из гидроксида кальция, или водная суспензия, приготовленная на основе негашеной или гидратированной извести, например известковое молоко.

Известные способы, применяемые в настоящее время для стабилизации или улучшения сухих грунтов, состоят в обработке, которую обычно производят при помощи негашеной извести, или в случае сухих мелкозернистых грунтов, таких как тяжелые суглинки, в обработке известковым молоком.

Способ обработки известью сухого грунта содержит следующие этапы.

1. Подготовка грунта, которая состоит в измельчении и рыхлении плотного грунта.

2. Предварительное увлажнение грунта, как правило, путем орошения; при этом указанное предварительное увлажнение преследует две цели:

а) компенсация водного дефицита грунта для его приведения к оптимальной плотности;

б) добавление воды, необходимой для гашения извести и/или для протекания пуццолановых реакций.

3. Перемешивание грунта с целью распределения добавленной воды; во многих случаях эту операцию осуществляют перед обработкой известью.

4. Распределение извести на предварительно увлажненном грунте.

5. Перемешивание грунта с известью.

6. Добавление воды с целью доведения ее содержания до оптимального в соответствии с типом обрабатываемого грунта.

7. Окончательное перемешивание.

Для водочувствительных мелкозернистых грунтов, например тяжелых суглинков, обработку можно производить при помощи известкового молока. Этот вид обработки очень распространен, например, в США. Обработка в этом случае содержит следующие этапы.

1. Подготовка грунта, которая состоит в рыхлении плотного грунта.

2. Предварительное увлажнение грунта путем орошения с целью частичной компенсации водного дефицита.

3. Перемешивание грунта для распределения добавленной воды.

4. Распределение известкового молока на предварительно увлажненном грунте.

5. Перемешивание грунта, обработанного известковым молоком.

6. В случае необходимости, добавление воды с целью доведения содержания до оптимального в соответствии с типом обрабатываемого грунта.

- 1 010561

7. Окончательное перемешивание.

К сожалению, эти два способа обработки, соответственно, известью или известковым молоком, характеризуются многими недостатками, в частности необходимостью многократного использования различных механизмов, что увеличивает затраты и сроки работ и приводит к большому расходу энергии.

На строительных объектах, где грунты обрабатывают негашеной известью, качество полученной смеси ухудшается из-за передозировки воды во время предварительного увлажнения. Эта передозировка способствует переходу грунта в пластическое состояние, что мешает передвижению дорожностроительной техники и приводит к образованию комков извести, которые плохо распределяются в обрабатываемом грунте во время его перемешивания. Кроме того, при разбрасывании порошкообразной извести может образоваться пыль, что при сильном ветре приводит к остановке работ.

Разлив воды на грунте приводит к образованию потоков на наклонных участках, а также в колеях, оставленных колесами поливочных машин, следствием чего становится неравномерность содержания воды в грунте.

Добавление известкового молока путем разлива также приводит к передозировке воды во время предварительного увлажнения в местах скапливания воды - в колеях колес, внизу наклонных участков и т.д. Это явление снижает несущую способность грунта и мешает дальнейшему прохождению дорожностроительных машин. Кроме того, во время разлива известкового молока образование потоков на наклонных участках и в колеях колес также приводит к неравномерности содержания извести в обрабатываемых грунтах.

Контроль разлива обычно осуществляют путем установки вех на поверхности, на которую выливается содержимое автоцистерны. Сложность согласования расхода со скоростью передвижения автоцистерны часто приводит к тому, что грузовик не успевает доехать до вехи (передозировка) или достигает вехи, не успев опустошить цистерну (недостаточная дозировка). Этот некачественный контроль расхода при поливе данной площади является причиной неравномерной подачи извести и воды в грунт.

В области сельского хозяйства существуют машины для внесения в почву жидких удобрений, оборудованные дозировочными лапами или почвообрабатывающими лемехами, которые тоже являются дозировочными и которые обеспечивают введение жидких удобрений, таких как навоз, в борозды, сформированные во вспаханной почве. Однако использование этого оборудования имеет ограничения, зависящие от условий эксплуатации. В частности, их нельзя использовать на скалистом грунте; при наличии больших кусков породы (>150-200 мм), которые мешают заглублению лап. Механизм, установленный на машину для внесения удобрений, вынимает лапы из грунта, и жидкость вытекает, что также приводит к образованию потоков. Кроме того, величина заглубления лап в грунт ограничена примерно 15 см, а расход вносимой в грунт жидкости не превышает 25-30 дм³/м².

Наконец, поперечное распределение жидкости не является равномерным по всей ширине прохода орудий. Жидкость оказывается в основном в непосредственной близости от лап или лемехов. Эту неоднородность невозможно компенсировать во время дальнейшей обработки грунта, даже во время перемешивания, так как перемешивающие машины обрабатывают грунт в направлении движения, а не в поперечном направлении.

В качестве оборудования такого типа можно указать машину, описанную в заявке ОВ-Л-2180431. В этом документе способ обработки грунта содержит рытье в грунте одновременно нескольких параллельных траншей определенной глубины;

заполнение указанных траншей жидкостью для обработки, в случае необходимости, содержащей наполнитель в виде суспензии.

Это оборудование имеет такие же недостатки, что и вышеупомянутые машины.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков известных технических решений путем разработки способа и устройства для обработки грунтов, в частности сухих водочувствительных грунтов, которые обеспечивают равномерное распределение обрабатывающей жидкости в грунте, в частности, с целью его улучшения и/или стабилизации.

Для решения этой задачи настоящим изобретением предлагается способ обработки грунтов, в частности способ обработки сухих водочувствительных грунтов описанного выше типа, в котором траншеи формируют так, что каждая из них содержит вертикальную борозду первой ширины (Ь₁) и горизонтальную борозду второй ширины (Ь₂) на указанной определенной глубине, причем вторая ширина превышает первую ширину, горизонтальные борозды соседних траншей являются примыкающими, по меньшей мере, в боковом направлении, при этом обрабатывающую жидкость распределяют во всех горизонтальных бороздах траншей по всей их ширине путем введения в них непрерывной струи обрабатывающей жидкости; и осуществляют обрушение грунта, который накрывает струю обрабатывающей жидкости, заливаемой в горизонтальные борозды, с равномерной ее засыпкой.

Под терминами «рытье траншеи или рытье траншей» следует понимать выполнение одной или нескольких временных траншей, что неизбежно сопровождается рыхлением земли вокруг них, вследствие чего временная траншея быстро обрушивается или осаждается сразу после заполнения обрабатывающей жидкостью, что обеспечивает равномерное введение жидкости практически одновременно с рытьем.

Под терминами «горизонтальная борозда, имеющая вторую ширину Ь₂» следует понимать канал

- 2 010561 шириной Ь₂. Согласно изобретению непрерывную струю обрабатывающей жидкости заливают в горизонтальную борозду, то есть в вышеуказанный канал.

Далее в способе осуществляется обрушение грунта, накрывающего струю обрабатывающей жидкости, заливаемую в канал, причем верхняя часть канала почти сразу же обрушивается, и обрабатывающая жидкость оказывается равномерно засыпанной обрабатываемым грунтом. Таким образом, способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет осуществлять равномерное распространение обрабатывающей жидкости в боковом направлении, так как траншеи, в которые заливается обрабатывающая жидкость, выполнены таким образом, чтобы горизонтальные борозды являлись примыкающими в боковом направлении или даже, в случае необходимости, перекрывали друг друга и чтобы между соседними траншеями не оставалось необработанного или неравномерно обработанного пространства.

В способе в соответствии с настоящим изобретением используют систему заливки, которая позволяет вводить обрабатывающую жидкость на заранее определенную глубину с ее равномерным распределением по ширине, что облегчает соответствующую дозировку обрабатывающей жидкости и позволяет ограничить число проходов орудий и тем самым значительно снизить затраты.

Таким образом, за счет такого введения обрабатывающей жидкости, которая может быть водой, известковым молоком или любой другой водной суспензией на основе извести, исключают возможность передозировки воды или суспензии. Действительно, введением обрабатывающей жидкости, в соответствии с настоящим изобретением, можно заменить этапы предварительного увлажнения, перемешивания и распределения известкового молока, исключить проблему образования потоков воды на грунте и в колеях колес машин и таким образом регулировать содержание воды в грунте.

Предпочтительно заранее определенной глубиной введения в соответствии с настоящим изобретением является глубина от 20 до 75 см, предпочтительно от 35 до 60 см.

В области улучшения и стабилизации сухих грунтов, например, последовательные слои отсыпки могут достигать высоты в 50 см, и может потребоваться глубина введения жидкости, превышающая 50 см. Поэтому в предложенном способе жидкость вводят на глубину от 20 до 75 см, предпочтительно от 35 до 60 см.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения содержание твердой фазы в обрабатывающей жидкости может достигать 1000 г/дм³ и предпочтительно составляет 400 г/дм³. В качестве обрабатывающей жидкости используют, например, известковое молоко.

В других случаях грунтами могут быть плотные горные породы, например пелиты, которые требуют тщательного измельчения перед обработкой с целью использования при отсыпке насыпей, верхнего земляного полотна, планировочного земляного полотна, даже формообразующих слоев и подстилочных слоев. В естественном состоянии эти материалы выглядят в виде плотных плит. Добавление воды позволяет осуществить расслоение этих пород. Однако после измельчения остаются куски, размер которых достигает 600 мм. Существующие средства подачи воды не приспособлены для обработки кусков такого большого размера. Кроме того, окончательное дробление следует производить при соблюдении существующих требований, согласно которым размер разрезаемых кусков, превышающий 200 мм, нежелателен, так как абразивный характер этих пород приводит к быстрому износу оборудования.

По этой причине согласно известным техническим решениям эти породы необходимо удалять, что требует осуществления дорогостоящих погрузочных работ, транспортировки и складирования. Кроме того, горную породу необходимо заменить соответствующим мелкозернистым материалом, что усложняет обработку грунта и еще больше увеличивает затраты по причине многочисленных операций перемещения материалов и расхода энергии по снижению гранулометрического размера пород.

Для решения этой проблемы в случае таких грунтов способ в соответствии с настоящим изобретением дополнительно включает следующие операции:

предварительно роют в обрабатываемом грунте несколько параллельных предварительных траншей до заранее определенной глубины, каждая из которых содержит предварительную вертикальную борозду первой ширины (Ь₁) и предварительную горизонтальную борозду второй ширины на указанной определенной глубине, причем вторая ширина превышает первую ширину, а предварительные горизонтальные борозды соседних траншей являются примыкающими, по меньшей мере, в боковом направлении;

распределяют воду во всех предварительных горизонтальных бороздах по всей их ширине путем их заполнения непрерывной струей воды;

осуществляют обрушение грунта, который накрывает струю воды, заливаемую в предварительные горизонтальные борозды, с равномерной засыпкой воды обрабатываемым грунтом.

За счет этого способ обработки в соответствии с настоящим изобретением позволяет также обрабатывать водой описанные выше породы или пелиты с самого начала при размере кусков, достигающих 600 мм. Способ позволяет производить их расслаивание при помощи воды, не прибегая к их удалению и замене соответствующим материалом. В дальнейшем этот грунт можно обрабатывать обрабатывающей жидкостью при помощи той же самой системы введения.

Объектом настоящего изобретения является также устройство для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением. Это устройство содержит движущееся шасси;

- 3 010561 по меньшей мере две полые дозировочные лапы;

резервуар с обрабатывающей жидкостью, выполненный с возможностью подачи указанной обрабатывающей жидкости в дозировочный канал, выполненный в каждой из дозировочных лап.

Отличие этого устройства от уже известных заключается в том, что каждая из указанных дозировочных лап содержит вертикальную крепежную часть первой ширины, которая соединяет дозировочную лапу с шасси и содержит указанный дозировочный канал;

горизонтальную сошниковую часть, содержащую передний заостренный конец для заглубления в грунт, и задний распределитель с выходным отверстием второй ширины, превышающей указанную первую ширину, причем выходное отверстие сообщено с дозировочным каналом указанной крепежной части.

При этом указанные горизонтальные сошниковые части соседних лап выполнены с возможностью формирования в грунте примыкающих, по меньшей мере, в боковом направлении горизонтальных борозд, а выходные отверстия выполнены с возможностью подачи в горизонтальные борозды непрерывной струи обрабатывающей жидкости.

Устройство в соответствии с настоящим изобретением, оборудованное полыми дозировочными лапами, обеспечивает введение обрабатывающей жидкости на определенную глубину.

Лапа такого типа выполнена таким образом, что позволяет сошниковой части оставаться на заранее определенной глубине даже в присутствии кусков грунта размером более 600 мм, в частности в присутствии пелитов, и производить без переливания на поверхность подачу достаточного количества обрабатывающей жидкости, например известкового молока с содержанием твердой фазы 400 г/дм³ и даже 1000 г/дм³ , если эти суспензии содержат разжижающие добавки. Устройство предусмотрено для обеспечения расхода от 20 до 30 дм³/м², но может также легко достигать 90 и даже 300дм³/м². Этот результат достигается без какой-либо опасности закупоривания канала подачи обрабатывающей жидкости как твердой фазой суспензии, так и частицами грунта.

Кроме того, уникальная конструкция сошниковой части позволяет, во-первых, поднимать куски большого размера на поверхность измельченного грунта за счет заостренного конца, выполненного в виде плужного сошника, и производить затем их расслаивание и, во-вторых, обеспечивает эквивалентную подачу обрабатывающей жидкости, поступающую из резервуара, в каждую из лап за счет заднего распределителя, с выходным отверстием указанной второй ширины, превышающей указанную первую ширину, и сообщающееся с указанным дозировочным каналом указанной крепежной части. Это требует оптимального соотношения давлений между каналами питания разных лап на выходе из резервуара.

Под термином «движущееся» следует понимать, что шасси может перемещаться путем буксировки или толкания или даже быть самоходным.

Предпочтительно устройство содержит усилительный элемент, соединяющий указанную крепежную часть и сошниковую часть, что позволяет выдерживать возможные удары от кусков породы размером более 600 мм, в частности пелитов.

В наиболее предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения шасси имеет ширину, называемую шириной шасси, и выходные отверстия указанных дозировочных лап, соединенных с шасси, являются непосредственно смежными друг с другом, при этом указанные выходные отверстия предпочтительно занимают ширину, по меньшей мере, равную указанной ширине шасси.

При этом лапы выполнены на одной линии таким образом, чтобы ширина прохода каждой лапы дополняла ширину других лап и позволяла, таким образом, перекрывать всю ширину шасси без образования мертвых зон. Это позволяет избежать поперечного отклонения при засыпании обрабатывающей жидкости, что происходит при обработке с помощью известного оборудования, в котором отсутствует регулировка поперечного прохождения.

Предпочтительно согласно изобретению дозировочные лапы, соединенные с указанным шасси, расположены в шахматном порядке и выровнены в линию по меньшей мере в два параллельных ряда. Это обеспечивает равномерное распределение обрабатывающей жидкости. Понятно, что выходные отверстия не могут быть абсолютно смежными, учитывая толщину их стенок, поэтому расположение лап в шахматном порядке позволяет выполнять абсолютно примыкающие борозды. В случае присутствия пелитов при столкновении кусков породы с дозировочной лапой этот кусок удаляется в боковом направлении и не сталкивается с другой лапой, так как лапы расположены в шахматном порядке. Кроме того, лапы, расположенные в два ряда, лучше заглубляются в грунт во время продвижения шасси. Это расположение уменьшает возможный подъем шасси во время продвижения предлагаемого устройства в обрабатываемом грунте. Исходя из этой же задачи регулирования сопротивления во время продвижения, предпочтительное количество лап равно пяти.

В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения лапы имеют длину, позволяющую вводить обрабатывающую жидкость на глубину от 20 до 75 см, предпочтительно от 35 до 60 см.

Введение обрабатывающей жидкости на заранее определенную глубину, в соответствии с настоящим изобретением, и форма выполненных борозд не создают проблем в случае попадания кусков размером менее 600 мм. Куски породы проходят между вертикальными бороздами и поскольку лапы не под

- 4 010561 нимаются, горизонтальные борозды остаются примыкающими, и распределение жидкости остается равномерным. Куски породы не отклоняют вводимую обрабатывающую жидкость в соответствии с настоящим изобретением от своей траектории. Данный тип борозды позволяет сохранять требуемую глубину и заполнять ее достаточным количеством обрабатывающей жидкости без переливания на поверхность.

Предпочтительно каждый дозировочный канал содержит элемент регулировки расхода, который может быть выполнен в виде мембраны, выполненной с возможностью корректировки сечения прохождения жидкости в дозировочном канале. Таким образом, достигают равномерного распределения расхода во всех дозировочных каналах.

Другие варианты реализации способа и устройства для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением указаны в прилагаемой формуле изобретения.

Другие отличительные признаки, детали и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фигурах идентичные или аналогичные элементы обозначены одинаковыми позициями.

На фиг. 1 показан вид сзади предпочтительного варианта выполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением, согласно которому шасси содержит пять дозировочных лап, заглубленных в грунт;

на фиг. 2 - вариант выполнения, показанный на фиг. 1, вид сверху;

на фиг. 3 - вариант выполнения, показанный на фиг. 1, вид сбоку.

Как показано на фиг. 1, лапы 1 закреплены на шасси 2. Каждая лапа содержит вертикальную крепежную часть 3 и горизонтальную сошниковую часть 4. Сошниковая часть 4 содержит заостренный передний конец 5 (фиг. 3) для заглубления в грунт и задний распределитель 6, содержащий выходное отверстие 6а. Как было указано выше, крепежная часть 3 каждой лапы 1 содержит дозировочный канал 7 и имеет ширину Ь₁, меньшую ширины Ь₂ выходных отверстий сошниковой части указанной лапы. Ширину Ь₂ определяют таким образом, чтобы при рассмотрении сзади (фиг. 1) выходные отверстия 6а для обрабатывающей жидкости распределителей 6 были непосредственно примыкающими друг к другу. В этом случае выходные отверстия 6а распределителей 6 примыкают друг к другу по ширине шасси, обеспечивая создание сплошной струи обрабатывающей жидкости.

Крепежная часть 3 каждой лапы 1 содержит дозировочный канал 7, который сообщается с резервуаром (не показан) для обрабатывающей жидкости через питающий бак-распределитель 8, выполненный таким образом, чтобы подача обрабатывающей жидкости в каждую лапу 1 была одинаковой.

В показанном предпочтительном варианте выполнения питающий бак-распределитель 8 содержит пять выходов 9, соединенных с гибким шлангом 10, питающим дозировочный канал 7 каждой крепежной части 3 каждой полой дозировочной лапы 1.

Обрабатывающая жидкость, поступающая из резервуара, попадает в питающий бак-распределитель 8 и распределяется между дозировочными каналами 7 каждой лапы 1, затем она перетекает в горизонтальную сошниковую часть 4 каждой лапы 1, после чего прямо в распределитель 6 и затем поступает на уровень его выходного отверстия 6а. И только после прохождения выходного отверстия 6а в горизонтальной борозде, прорытой спереди сошниковой частью 4 лапы 1, земля обрушивается за счет рыхления окружающей почвы и накрывает вытекающую струю обрабатывающей жидкости. Выполнение борозды, вытекание струи в горизонтальные борозды и обрушение грунта происходят в указанном порядке по мере продвижения устройства. Тем не менее, учитывая скорость продвижения, можно сказать, что эти три фазы происходят почти одновременно.

Если расход обрабатывающей жидкости, например известкового молока, меньше 100 дм³/м², на входе дозировочного канала 7 можно уменьшить его сечение при помощи мембраны 11, чтобы отрегулировать расход в каждой лапе 1. Для этого можно предусмотреть сменные мембраны или мембраны с дистанционной регулировкой сечения.

Высота крепежной части может достигать 75 см, предпочтительно 60 см, и высота шасси относительно грунта обеспечивает прохождение кусков размером 600 мм (60 см). Куски размером 600 мм могут также проходить между лапами.

Как показано на фиг. 2, шасси в представленном предпочтительном варианте выполнения содержит пять полых дозировочных лап 1, установленных в два ряда в шахматном порядке. В данном варианте выполнения шасси 2 установлено на колесах 12.

Передний ряд содержит две лапы, а задний ряд содержит три лапы. Такое расположение обеспечивает лучшее распределение тягового усилия, прикладываемого к шасси, и постоянное удержание лап 1 в грунте. В случае необходимости можно добавить комплект боковых противовесов, просто навешиваемых на шасси, чтобы удерживать его в опорном положении, а лапы - заглубленными в грунт.

На фиг. 3 детально показаны полые дозировочные лапы 1 в разрезе, в соответствии с настоящим изобретением. Крепежная часть 3 содержит опорную плиту 14 и усилительную деталь 13, установленные при помощи соответствующих крепежных средств 15, например, таких как болты, винты, гайки или аналогичные средства. Эти крепежные средства находятся на опорной плите 14. Эта усилительная деталь 13, жесткое шасси 2 и средства крепления лап на шасси позволяют постоянно удерживать лапы в грунте и

- 5 010561 усиливают устройство, в соответствии с настоящим изобретением, чтобы придать ему достаточную ударную прочность при возможном сталкивании с кусками породы и пелитами. Как было указано выше, передняя часть сошника 4 оборудована заостренным концом 5, обеспечивающим заглубление в грунт. Этот заостренный конец 5 в случае износа можно заменить.

Далее следует более детальное описание изобретения при помощи не ограничительных примеров, имеющих исключительно иллюстративный характер.

Сравнительный пример 1.

Для строящегося дорожного участка, проходящего через сухие твердые и водочувствительные грунты, требуется введение известкового молока с концентрацией 400г/дм³, чтобы произвести добавление 30 г воды и 20 г негашеной извести на килограмм грунта, то есть 12 кг извести на квадратный метр и 22 дм воды на квадратный метр.

Было решено произвести классическую процедуру обработки грунта.

1. Измельчение и рыхление грунта путем трех последовательных проходов измельчителя с глубиной прохода 40 см и обеспечением измельчения кусков размером менее 500-600 мм.

2. Уменьшение размера кусков путем поверхностного измельчения до размера менее 150-200 мм на глубине от 15 до 20 см.

3. Введение известкового молока из сельскохозяйственной цистерны, оборудованной классическим устройством внесения жидких удобрений с комбинированным диском и разветвленным сошником, из расчета 25 дм³/м², то есть 17 г извести и 25 г воды на килограмм грунта.

4. Перемешивание на глубине 40 см с измельчением до размера менее 30 мм за один проход.

После обработки были взяты пробы грунта, чтобы путем лабораторных анализов оценить качество обработки.

Этот способ обработки с использованием традиционного оборудования требует осуществления этапа 2 дополнительного измельчения до размера менее 200 мм, чтобы избежать потерь известкового молока из-за частого подъема лап.

Кроме того, лабораторные анализы показали, что содержание воды в грунте очень неравномерно и часто оказывается ниже допустимого порогового значения, которое составляет 95% содержания воды при оптимальной плотности, и даже ниже предельно допустимого значения (90% содержания воды при оптимальной плотности). Действительно, желаемое содержание воды составляет от 144 г до 177 г на килограмм грунта. После прохождения традиционной машины для внесения жидких удобрений содержание воды колебалось от 119 г до 177 г на килограмм грунта, что свидетельствует о дефиците в некоторых местах. Второй проход машины приводит к слишком высокому содержанию, составляющему от 193 г до 219 г на килограмм грунта.

Таким образом, один проход машины не позволяет достичь желаемого содержания воды. Некоторые значения являются слишком низкими и не позволяют произвести уплотнение грунта. Приходится возобновлять обработку. Следовательно, необходимо при каждом проходе увеличивать количество добавляемой воды.

Кроме того, отмечается образование потоков на поверхности перед бороздами. Величина заглубления является слишком малой, и ее надо увеличить, чтобы избежать образования потоков.

Наконец, был отмечен слишком большой разброс значений содержания воды (до 30% от необходимого значения), то есть почти 60 г отклонения на килограмм грунта (от 119 г/кг до 177 г/кг) между предельными значениями только за один проход. Распределение обрабатывающей жидкости в грунте не является достаточно равномерным.

Сравнительный пример 2.

Строящийся дорожный участок проходит через пелиты, очень твердую породу, которая, тем не менее, расслаивается в присутствии воды, что требует введения 50 дм воды на квадратный метр, прежде чем начать обработку известью.

Для осуществления планировки участка было решено произвести следующий классический процесс обработки грунта.

1. Измельчение и рыхление грунта путем прохода измельчителя на глубине 40 см с обеспечением измельчения до размера менее 600 мм.

2. Погрузка, удаление и складирование пелитов.

3. Засыпка заменяющим материалом.

4. Увлажнение материала при помощи традиционной машины для внесения жидких удобрений.

5. Внесение негашеной извести.

6. Перемешивание грунта.

7. Доведение содержания воды до необходимого значения.

8. Перемешивание грунта.

Этот способ обработки при помощи традиционного оборудования требует осуществления этапов 2 и 3 удаления пелитов и засыпки заменяющего материала.

Действительно, традиционное оборудование для добавления воды не позволяет напрямую обрабатывать куски породы с гранулометрическим размером, достигающим 600 мм (подъем лап). Кроме того,

- 6 010561 число проходов машин-измельчителей (бульдозеров или уплотняющих машин с измельчающими лапами), необходимых для измельчения кусков грунта до размера менее 200 мм, приводит к возрастанию затрат. Кроме того, куски большого размера остаются в грунте и снижают его качество, для которого требуется гранулометрический размер менее 200 мм. Поэтому пелиты удаляют и заменяют соответствующим мелкозернистым материалом, что замедляет темпы работ и существенно увеличивает их себестоимость.

Следовательно, необходимо применять оборудование, которое позволяет вводить воду в грунт на достаточную глубину, чтобы способствовать расслоению пелитов в массе обрабатываемого грунта. Это оборудование должно работать в присутствии кусков грунта размером до 600 мм.

Пример 3 в соответствии с настоящим изобретением.

Грунт подвергают обработке с целью планировки дорожно-строительного участка, аналогичного участку из сравнительного примера 2, содержащего материалы типа пелитов, которые являются очень плотными, но расслаиваются в присутствии воды. Перед обработкой известью необходимо осуществить добавление воды.

Был осуществлен процесс обработки грунта в соответствии с настоящим изобретением.

1. Измельчение и рыхление грунта путем прохода измельчителя на глубине 40 см с обеспечением измельчения до размера менее 600 мм.

2. Проход уплотняющей машины, оборудованной измельчающими лапами.

3. Проход машины для введения воды в соответствии с настоящим изобретением, которая участвует в измельчении грунта и в добавлении воды в количестве 20 дм³ на квадратный метр. Во время этой же операции введения воды куски грунта большого размера поднимаются на поверхность.

4. Проход уплотняющей машины, оборудованной измельчающими лапами, удаление больших кусков.

5. Внесение в грунт известкового молока при помощи оборудования в соответствии с настоящим изобретением, с целью введения дополнительного количества воды из расчета 30 дм³ на квадратный метр и внесения извести в количестве, соответствующем 1,5% по отношению к сухому веществу грунта.

6. Перемешивание грунта.

После обработки были взяты пробы грунта с целью лабораторной оценки качества обработки.

Этот способ обработки в соответствии с настоящим изобретением, прежде всего, позволяет отказаться от этапов 2 и 3 сравнительного примера 2, осуществляемых с целью удаления пелитов и добавления заменяющего материала. Все этапы 2-4 сравнительного примера 2 заменены непосредственным увлажнением больших кусков при помощи оборудования, в соответствии с настоящим изобретением, между двумя проходами уплотняющих устройств. Способ в соответствии с настоящим изобретением оказывается более быстрым, более простым и менее затратным, если иметь в виду этапы 2-4 способа.

Кроме того, в способе, в соответствии с настоящим изобретением, добавление воды может быть легко ограничено этапом 3, при этом устраняется любая возможность образования потоков при расслоении кусков грунта. Действительно, дополнительное количество воды добавляется с использованием того же оборудования, в соответствии с настоящим изобретением, которое предназначено для введения известкового молока вместо негашеной извести, как в сравнительном примере 2. Оборудование для введения воды, в соответствии с настоящим изобретением, позволяет вводить на достаточную глубину (35-55 см) известковое молоко без образования потоков, которое отмечалось в сравнительном примере 1 при использовании традиционного оборудования. При этом нет необходимости корректировки содержания воды после этапа 6, которую осуществляли в известном решении на этапах 7 и 8 в сравнительном примере 2.

Таким образом, способ обработки в соответствии с настоящим изобретением позволяет производить на месте утилизацию пелитов, которые в исходном виде имеют форму плотных кусков и в известных примерах не подлежали утилизации.

В отличие от традиционной обработки, представленной в сравнительном примере 1, способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет точно соблюдать необходимое содержание воды по всей ширине машины, без образования мертвых зон (необработанных зон). Вследствие этого, благодаря данному изобретению, не происходит большого разброса значений содержания воды, как это отмечалось в случае использования традиционного оборудования в сравнительном примере 1. Действительно, содержание воды колеблется лишь в пределах ±2 г/кг грунта при необходимом значении 175 г/кг.

Оборудование для введения воды, в соответствии с настоящим изобретением, выполняет, таким образом, несколько функций:

участвует в измельчении грунта;

добавляет воду в скалистый грунт с ее постоянным распределением в грунте;

вносит известь в количестве, необходимом для обработки грунта.

При добавлении воды, ограниченном значением 50 дм³/м², способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет сократить количество проходов оборудования для внесения жидкости (по сравнению со сравнительным примером 1). Кроме того, способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет избежать рассеивания порошкообразной извести (по сравнению со сравнительным примером 2);

- 7 010561 он позволяет в равной мере избежать конечной корректировки содержания воды, отдельного размягчения почвы, участвуя при этом в уменьшении размера кусков в грунте. К рабочим характеристикам предлагаемого изобретения прибавляется возможность размягчения почвы, снижающая необходимость дробления больших кусков грунта, что позволяет избежать преждевременного износа или разрушения роторов.

Разумеется, настоящее изобретение ни в коем случае не ограничивается описанными выше вариантами выполнения и в него можно вносить различные изменения, не выходя за рамки прилагаемой формулы изобретения.

Claims (14)

1. Способ обработки грунтов, в частности сухих водочувствительных грунтов, заключающийся в том, что в грунте одновременно роют несколько параллельных траншей определенной глубины и распределяют в указанных траншеях жидкость для обработки, в случае необходимости содержащую наполнитель в виде суспензии, отличающийся тем, что траншеи формируют так, что каждая из них содержит вертикальную борозду первой ширины (Ь₁) и горизонтальную борозду второй ширины (Ь₂) на указанной определенной глубине, причем вторая ширина превышает первую ширину, а горизонтальные борозды соседних траншей являются примыкающими, по меньшей мере, в боковом направлении, при этом обрабатывающую жидкость распределяют во всех горизонтальных бороздах траншей по всей их ширине путем внесения в них непрерывной струи обрабатывающей жидкости и осуществляют обрушение грунта, который накрывает струю обрабатывающей жидкости, заливаемой в горизонтальные борозды, с равномерной ее засыпкой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанная заранее определенная глубина составляет от 20 до 75 см, предпочтительно от 35 до 60 см.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что обрабатывающей жидкостью является известковое молоко, вода или водная суспензия на основе извести.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что обрабатывающая жидкость содержит твердую фазу до 1000 г/дм³, предпочтительно 400 г/дм³.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что обрабатывающую жидкость распределяют с ее расходом от 20 до 300 дм³/м².

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что перед указанным рытьем траншей предварительно роют в обрабатываемом грунте несколько параллельных предварительных траншей до заранее определенной глубины, каждая из которых содержит предварительную вертикальную борозду первой ширины (Ц) и предварительную горизонтальную борозду второй ширины (Ь₂) на указанной определенной глубине, причем вторая ширина превышает первую ширину, а горизонтальные борозды соседних траншей являются примыкающими, по меньшей мере, в боковом направлении, распределяют воду во всех предварительных горизонтальных бороздах по всей их ширине путем их заполнения непрерывной струей воды и осуществляют обрушение грунта, который накрывает струю воды, заливаемую в предварительные горизонтальные борозды, с равномерной засыпкой воды обрабатываемым грунтом.

7. Устройство для осуществления способа по любому из пп.1-6, содержащее движущееся шасси (2), по меньшей мере две полые дозировочные лапы (1) и резервуар с обрабатывающей жидкостью, выполненный с возможностью подачи указанной обрабатывающей жидкости в дозировочный канал (7), выполненный в каждой из дозировочных лап (1), отличающееся тем, что каждая из дозировочных лап (1) содержит вертикальную крепежную часть (3) первой ширины (Ц), которая соединяет дозировочную лапу (1) с шасси (2) и содержит указанный дозировочный канал (7), горизонтальную сошниковую часть (4), содержащую передний заостренный конец (5) для заглубления в грунт, и задний распределитель (6) с выходным отверстием (6а) указанной второй ширины (Ь₂), превышающей указанную первую ширину (Ь1), причем выходное отверстие (6а) сообщено с дозировочным каналом (7) крепежной части (3), при этом указанные горизонтальные сошниковые части соседних лап выполнены с возможностью формирования в грунте примыкающих, по меньшей мере, в боковом направлении горизонтальных борозд, а выходные отверстия выполнены с возможностью подачи в горизонтальные борозды непрерывной струи обрабатывающей жидкости.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что вертикальная крепежная часть (3) содержит усиливающий элемент (13), соединяющий крепежную часть (3) и сошниковую часть (4).

9. Устройство по одному из пп.7 или 8, отличающееся тем, что шасси (2) имеет ширину, называемую шириной шасси, а выходные отверстия (6а) дозировочных лап (1), соединенных с шасси (2), при виде сзади являются непосредственно примыкающими друг к другу.

10. Устройство по любому из пп.7-9, отличающееся тем, что дозировочные лапы (1), соединенные с указанным шасси (2), на виде в плане расположены в шахматном порядке и выровнены в линию, по меньшей мере в два параллельных ряда.

11. Устройство по любому из пп.7-10, отличающееся тем, что дозировочные лапы (1) имеют длину, позволяющую вводить обрабатывающую жидкость на глубину от 20 до 75 см, предпочтительно от 35 до

- 8 010561

60 см.

12. Устройство по любому из пп.7-11, отличающееся тем, что содержит пять дозировочных лап (1).

13. Устройство по любому из пп.7-12, отличающееся тем, что каждый дозировочный канал содержит элемент регулировки расхода.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что элемент регулировки расхода выполнен в виде мембраны, регулирующей проходное сечение дозировочного канала.