تراکم

تراکم عملی است که طی آن هوای بیرون رانده می شود. این عمل باعث می گردد دانه ها به هم نزدیک شده و درگیری بین آنها افزایش یابد.

ترکم یا فشردگی خاک موجب افزایش مقاومت برشی، کاهش نشست خاک و کم شدن تورم دانه ها می شود.

اگر حین تراکم، به خاک آب افزوده شود، نقش روان کننده را روی ذرات خاک خواهد داشت. در حین ترکم، ذرات خاک روی هم لغزیده و در وضعیت متراکم تری در کنار یکدیگر قرار می گیرند. باید توجه کرد پس از میزان رطوبت که به آن " رطوبت بهینه " می گویند، هر گونه افزایش در میزان رطوبت، باعث کاهش وزن مخصوص خشک خاک خواهد شد. علت این پدیده پر شدن حفرات خاک توسط آب و جلوگیری از پر شدن این حفرات وسط ذرات خاک در حین تراکم می باشد.

ماشین آلات تراکم

تراکم بوسیله اعمال کردن انرژی به خاک بدست می آید، در بعضی از پروژه ها ممکن است استفاده از چند نوع ماشین آلات برای دریافت نتیجه دلخواه و صرفه جویی اقتصادی مناسب باشد. انواع غلتک های متداول در راهسازی را

می توان به چند دسته تقسیم کرد.

•         غلتک های فرورونده

•         غلتک های شبکه ای

•         غلتک های چرخ فولادی صاف

•         غلتک های چرخ لاستیکی

•         غلتک های ارتعاشی

غلتک فرو رونده

این نوع غلتکها دارای چرخهای استوانه ای می باشند غلتک های فرورونده که به غلتک های پاچه بزی معروف هستند شامل یک چرخ آهنی صاف میان خالی است که در روی سطح خارجی آن تعداد زیادی زائده آهنی جوش داده شده است زائده ها دارای طول و سطح مقاطع متفاوت می باشد. مساحت هر کدام از این برجستگی ها بین 25 تا 85سلنتیمتر مربع متغیر است هر دستگاه ممکن است شامل یک یا چند چرخ باشد که بر روی یک يا چند محور افقي سوار شده اند. وزن چرخ متغير است و در اثر اضافه كردن آب و يا ماسه مي توان توليد فشار زير هر زائده را تا 134 كيلوگرم بر سانتي متر افزايش داد.

غلتکهای پاچه بزی در متراکم کردن خاکهای رسی موثر هستند فشار تماس در زیر برجستگی ها بین 1380 تا 6900کیلونیوتن بر متر مربع می باشد در هنگام تراکم در کارگاه عبور اولیه قسمتهای تحتانی لایه را متراکم می کند تراکم قسمت میانی و فوقانی در عبور های بعدی به ددست می اید.

با حركت غلتك روي خاك، زائده ها در خاك فرو رفته باعث مخلوط شدن و تراكم خاك از پايين به بالاي لايه مي گردد. با تكرار عبور غلتك روي سطح، نفوذ زائده ها در خاك كاهش مي يابد تا موقعي كه غلتك روي سطح خاك حركت كند.

پس از 3 يا 4 گذر، بايد پاچه هاي غلتك بيش از يك اينچ در خاك فرو نرود. اگر پس از تعدادي گذر هنوز پايه هاي غلتك از خاك بيرون نيامده باشدف نشان دهنده اين است كه يا خاك داراي رطوبت زيادي است و يا فشار تماس، بيش از اندازه قابل قبول است.

 

در نوع غلتك هاي فرو رونده اصلاح شده، زائده هايي كه به پاچه بز معروفند با قطعه يا بالشتك هايي جايگزين شده اند، براي افزايش فشار مي توان قطعات سنگيني را به آن ها اضافه كرد.

نكته مهم اين است كه غلتك هاي پاچه بزي در متراكم كردن خاك رس يا مخلوط ماسه و خاك بسيار مؤثر است ولي نمي توانند خاك هاي دانه دار از قبيل شن و ماسه را متراكم كنند.

غلتك هاي شبكه اي

از اتصال چند غلتك پاچه بزي غلتك شبكه اي بوجود مي آيد، كه مي توان با اضافه كردن بلوك سيماني سنگين فشار زيادي در خاك اعمال كرد. هنگامي كه از اين نوع غلتك ها براي متراكم كردن خاك شامل سنگ استفاده مي شود، فشار متمركز، باعث خرد شدن سنگ و فرو رفتن قطعات آن در داخل خاك مي شود كه در نهايت سطح متراكم شده صافي به دست مي آيد. قسمت اعظم نيروي متراكم كننده اين نوع غلتك ها از نوع وزن استاتيك و ايجاد ضربه است كه تواتر ضربه ها تقريباً به حد غلتك هاي لرزنده مي رسد. اين نوع غلتك ها با سرعت 15كيلو متر در ساعت مي توانند فعاليت نمايد.

غلتك هاي چرخ فولادي صاف

غلتك هاي چرخ آهني صاف ممكن است به وسيله وزن كه به تن بيان مي شود طبقه بندي شود. چرخ ها به صورت استوانه مي باشد كه مي توان وزن آن را با اضافه كردن آب يا ماسه افزايش داد. هر غلتك با دو عدد كه نشان دهنده حداقل و حداكثر وزن ماشين است مشخص مي شود. برخي اوقات اين غلتك ها بر حسب وزن هر سانتي متر چرخ غلتك نيز مشخص مي شوند.÷

غلتك چرخ فولادي صاف از جمله متداول ترين غلتك ها است كه كاربرد آن بيشتر در عمل تراكم اساس و سطح آسفات راه ها مي باشد. سرعت مناسب در استفاده از اين نوع غلتك ها 5 كيلو متر در ساعت مي باشد.

اين نوع غلتك داراي انواع سه چرخ در محوري، دو چرخ فولادي پشت سر هم و سه چرخ پشت سر هم مي باشد. در نوع سه چرخ پشت سر هم، با تمكز فشار روي چرخ وسط هنگام عبور ماشين از روي بلندي ها، باعث تراكم آن ها مي گردد كه در حذف يا كاهش ناهمواري هاي عرضي مؤثر خواهد بود.

هنگام تراكم خاك چسبنده، پوسته محكمي در روي سطح ايجاد مي شود كه باعث جلوگيري از تراكم كافي در قسمت پايين لايه مي گردد. اين غلتك ها جهت تراكم خاك هاي دانه دار از قبيل شن و ماسه، خرده سنگ و صاف كردن سطح روي خاكي كه قبلاً بوسيله غلتك هاي فرورونده ( پاچه بزي) متراكم شده اند، مؤثرند.

متراكم كننده هاي ارتعاشي

این نوع غلتکها در تراکم خاکهای دانه ای بسیار موثر هستند برای فراهم کردن اثر ارتعاشی برای تراکم خاک دستگاهای مرتعش کنند ه را می توان به غلتکهای معمولی چرخ لاستیکی و پاچه بزی متصل کرد. ارتعاش با دوران وزنه های برون محور تولید می شو.د.

برای تراکم سطوح کوچک مثلا خاکریز کف ساختمانها از تخماقهای دستی و موتوری کوچک استفاده می شود.

برخي از انواع خاك مثل شن و سنگ هاي درشت بوسيله فشار و ارتعاش بهتر متراكم مي شوند. هنگامي كه خاك مرتعش مي شود ذرات تغيير محل داده و نزديكتر به ذرات مجاورشان جهت افزايش وزن مخصوص توده قرار مي گيرند.

از جمله غلتك هاي متراكم كننده ارتعاشي مي توان به موارد زير اشاره كرد:

•         غلتك پاچه بزي ارتعاشي

•         غلتك چرخ آهني صاف ارتعاشي

•         غلتك چرخ لاستيكي ارتعاشي

•         ويبراتور صفحه اي يا كفشكي

ارتعاش غلتك هاي پاچه بزي، چرخ آهني صاف، نوع بالشتكي و چرخ لاستيكي بوسيله موتوري كه روي غلتك سوار است انجام مي گردد، انجام مي پذيرد و يا در بعضي حالات ميله افقي كه در روي آن يك يا چند وزنه نامتعادل نصب شده و بوسيله محرك هيدروليكي به چرخش در مي آيند مورد استفاده قرار مي گيرند. ارتعاشات بايد مطابق با فركانس طبيعي خاك باشد، برخي متراكم كننده مجهز به دستگاهي جهت نشان دادن بهترين فركانس مؤثر ارتعاش براي خاك معين مي باشند.

اين نوع غلتك ها در حين كوبيدن خاك مقداري از رطوبت خاك را نيز كم مي كنند كه اين عمل در مورد تراكم خاك هاي مرطوب مزيت محسوب مي شود. علاوه بر تراكم خاك، غلتك هاي چرخ آهني صاف و كفشكي با خرد نمودن ذرات سنگ نزديك به سطح، يك سطح صاف توليد مي نمايند.

 

غلتك هاي لرزنده كوچك بيشتر در جاهايي كاربرد دارند كه به علت كوچك بودن فضاي كار امكان استفاده از ماشين آلات بزرگ وجود ندارد، با توجه به ارتعاش دستگاه ( حركت رو به بالا و پايين آن) در هنگام كار نيروي دست كارگر كه به دستگاه نيروي رو به جلو وارد مي كند كه باعث مي شود در هر بار جدا شدن دستگاه از زمين مقداري جابجايي صورت گيرد.

این دستگاه که عمدتا برای کوبیدن محوطه های کارگاه و یا کناره ساختمان و در بعضی مواقع برای کوبیدن کف پی یا کف کانال و مواردی نظیر ان بکار گرفته می شود مقدار کوبندگی و تراکم توسط این دستگاه از کمپکتور بیشتر است این وسیله توسط  چند نفر هدایت می شود و برای جابجایی از مکانی به مکان دیگر بایستی انرا توسط وسایل دیگری حمل و جابجا نمود سیستم کار این دستگاه طوری است که توسط اهرم کنترل یا دستگیره مخصوص این غلتک بسمت دلخواه حرکت مینماید و با جابجایی دستگیره ان در جهت ارتفاعی غلتک بسمت جلو یا عقب هدایت می کند در بعضی از انواع پیشرفته ان اهرم یا دکمه های کنترل حرکت اضافه شده است مکانیزم عمل این دستگاه طوری است که هر نقطه از محوطه مورد تراکم دوبار کوبیده میشود بعضی از انواع این غلتکها را طوری طراحی کردهاند که قادر به حمل اپراتور خود باشد این غلتکها در ظرفیت و مدلهای مختلف طراحی شده و بر حسب ضرورت مدل مورد نظر بکار گرفته می شود.

اين گونه غلتك ها براي خاك هاي غير چسبنده دانه درشت، ايده آل هستند، با اين حال با تواتر كم و دامنه زياد براي خاك هاي چسبنده هم ميتواند مؤثر باشند.

 

غلتك هاي چرخ لاستيكي با فشار باد متغيیر

موقعي كه غلتك هاي چرخ لاستيكي براي تراكم خاك در مراحل مختلف مورد استفاده قرار مي گير اولين عبور روي لايه بايد با فشار لاستيك نسبتاً كم جهت افزايش تحرك و سطح پوشش بيشتر انجام گيرد. هنگامي كه خاك متراكم مي شود، فشار هواي داخل لاستيك بايد تا حداكثر مقدار تعيين شده براي آخرين عبور افزايش يابد.

كارخانه هاي توليد كننده غلتك، آن ها را طوري مجهز كرده اند كه هنگام اجرا مي توانند فشار لاستيك را بدون توقف ماشين تغيير دهند. ،

غلتك هاي چرخ لاستيكي (پنوماتيك)

اين غلتك ها ممكن است داراي چرخ هاي بزرگ يا كوچك باشند، دستگاه چرخ كوچك معمولاً داراي دو محور پشت سر هم با چهار تا نه عدد چرخ در هر محور بوده و چرخ هاي عقب طوري قرار گرفته اند كه بر روي سطوح زمين بين فواصل چرخ ها جلو به منظور پوشش كامل سطح حركت مي كنند.

میزان فشار در زیر چرخها بین 585 تا 690 کیلو نیوتن بر متر مربع بوده و پوششی حدود 70 تا 80در صد می دهند. از این غلتکها می توان برای تراکم خاکهای ماسه ای و رسی  وهمین طور برای روکش آسفالت,استفاده نمود. عمل تراکم به وسیله ترکیبی از فشار و ورز دادن انجام می شود.

دستگاه چرخ بزرگ در اندازه هاي متغير از 5/13 تا 181 تن وزن ناخالص موجود است كه به علت بار سنگين و فشار زياد لاستيك، قادر به تراكم همه نوع خاك در عمق زيادتر مي باشد. اين غلتك ها بيشتر براي متراكم كردن بستر و اساس فرودگاه و خاكريز سدها مورد استفاده قرار مي گيرد. سرعت مناسب در استفاده از اين دستگاه 8 كيلو متر بر ساعت مي باشد.

قدرت تراكم غلتك هاي چرخ لاستيكي بوسيله وزن ناخالص هر چرخ، وزن هر سانتي متر پهناي لاستيك و فشار باد داخل لاستيک نشان داده مي شود.

کمپکتور

کمپکتور یکی از وسایل متراکم نمودن سطوح می باشد که عمدتا برای قسمت های خاک ریزی شده یا سطوح خاکی بکار گرفته می شود از این وسیله در مواقعی استفاده می شود که محوطه قابل تراکم و سطوحی که قرار است متراکم شود محدود باشد و یا اینکه مقدار تراکم در حد بالا مورد نیاز نباشد، مثل: محوطه های کناره ساختمان با حیاط یا محوطه بین ساختمانها و اگر تراکم بیشتری مورد نیاز باشد بایستی از وسایل دیگری استفاده شود.

این دستگاه عمدتا دارای موتوری با سوخت روغنی است که بر روی شاسی مخصوصی سوار شده است در زیر این شاسی تشتک فلزی کار گذاشته شده است که این تشتک مستقیما به زمین ضربه زده و ممکن است تعداد این ضربات حدود به 2 تا 6 هزار ارتعاش در دقیقه هم برسد.

در اثر ارتعاشی که از طرف دستگاه توسط فنر های مخصوص به صفحه فلزی مذکور منتقل می شود سطوح خاکی مورد نظر متراکم می گردد.

بعضی از انواع کمپکتورها به چرخهای لاستیکی جمع شونده ای مجهز شده اند که حمل و نقل انها را تا محل کار اسانتر مینماید بر روی این شاسی دستگیره ای سوار شده است که جهت حرکت و هدایت کمپکتور را مشخص می کند. گاز دستی این دستگاه معمولا کنار این دستگیره تعبیه شده است وزن این دستگاها حدودا بین 60 تا 100 کیلوگرم می باشد. برای راحتی کار با این دستگاه جلوی تثمک فلزی بطرف بالا پخ شده است.

 

رحر

این دستگاه یکی دیگر از وسایل و دستگاهای متراکم نمودن سطوح خاکی می باشد این دستگاها در اندازه و مدلهای مختلف ساخته میشود اما بطور کلی از قسمتهای مشابهی تشکیل شده است از جمله دارای موتور احتراق داخلی است که با سوخت روغنی کار می کند که این موتور بر روی شاسی فلزی مناسبی سوار شده است در قسمت زیرین شاسی مذکور و صفحه یا صفحات پرس شده روی هم قرار گرفته که عمل کوبیدن و متراکم نمودن را انجام میدهد ابعاد این صفحه بر حسب مدل و ظرفیت دستگاه متفاوت است اما معمولا بشکل مستطیل و به ابعاد تقریبی 28*30 یا 30*20 سانتیمتر ساخته میشود از این وسیله عمدتا در سطوح محدود و محوطه های کوچک استفاده می نمایند و برای تراکم نمودن مکانهای نظیر کنج کارها ،کف فنداسیونها و پی وسیله بسیار مناسبی میباشد این دستگاه قادر است حدود 400 تا 600 ضربه در دقیقه به محل اثر خود ضربه وارد نموده و در اثر این ضربات سطوح خاکی مورد نظر را متراکم نماید