Un procedimiento de compactación del suelo, que comprende las etapas de:

- fijar al menos un cable (3) a una carga (4) tendida sobre el suelo, mediante medios (7) de conexión que pueden ser liberados;

- aplicar una fuerza de tracción al cable (3) para elevar la carga (4) hasta una altura preestablecida (H0);

- reducir dicha fuerza de tracción para iniciar un movimiento descendente de la carga (4) seguido del cable (3); y

- liberar los medios (7) de conexión mientras se mueve la carga hacia abajo

Procedimiento y máquina de compactación dinámica del suelo.

Antecedentes de la invención

La presente invención versa acerca de técnicas de compactación dinámica del suelo. Se utilizan estas técnicas para mejorar las características estructurales del suelo, en particular antes de construir trabajos de construcción.

Un tratamiento de compactación dinámica densifica el suelo hasta grandes profundidades por medio de ondas de energía muy elevada. Implica grandes cargas, normalmente desde 10 a 100 toneladas, que caen desde una altura de típicamente 10 a 40 metros. La distribución de los puntos de impacto sobre el suelo y los otros parámetros del tratamiento (energías, sincronización, periodos de descanso) dependen de las características de la tierra que va a ser tratada y posiblemente de los resultados de las mediciones obtenidos en una zona de prueba. Estos parámetros son determinados con antelación en base a las características deseadas del suelo.

Se utiliza frecuentemente dicho tratamiento del suelo para los cimientos de edificios, o para estabilizar grandes áreas de terraplenado o de tierra suelta.

Se pueden diferenciar dos tipos generales de procedimientos de compactación dinámica del suelo:

Con frecuencia, las palas de cable utilizadas para tareas con pala de cable de arrastre están equipadas con cabrestantes que tienen un medio de acoplamiento que proporciona una función denominada "caída libre". Se puede utilizar dicha máquina para una compactación dinámica del suelo, al fijar la carga de compactación a uno o más cables de cabrestante. Después del accionamiento de los cabrestantes para elevar la carga hasta la altura deseada, se liberan los cabrestantes y la carga cae, moviendo el cable y el tambor del cabrestante detrás de la misma. Después del impacto, se frenan los cabrestantes para detener su giro, se traccionan de nuevo los cables y se reanuda un nuevo ciclo.

Una deficiencia de ese procedimiento es que, con las máquinas de ingeniería civil disponibles en el mercado, se observa que la energía transmitida al suelo con el impacto es únicamente del 50 al 60% de la energía potencial acumulada cuando se eleva la carga. Esta eficacia reducida es debida a pérdidas de fricción y a la inercia de los cables y de los cabrestantes. Dicho procedimiento solo puede aplicarse al utilizar un único cable por cabrestante (sin multiplicación del esfuerzo del cabrestante) y una única capa de cables en el tambor del cabrestante. En la práctica, esto limita la altura de caída a aproximadamente 25 m y las cargas de compactación a aproximadamente 25 toneladas. En consecuencia, la energía de impacto unitario es como mucho de 60% × 25.000 × 9,81 × 25 approx 3.700 kJ.

Para paliar la baja eficacia de caída del anterior procedimiento, una posibilidad es utilizar una máquina de elevar pesos equipada con un dispositivo de conexión que puede ser liberado cuando está cargado y que se interpone entre la carga de compactación y los cables, como se da a conocer, por ejemplo, en el documento JP59145816. Dicho dispositivo de conexión puede ser del tipo de gancho, como el que se utiliza para un remolque. También puede ser una pinza hidráulica diseñada especialmente. Se eleva la carga de compactación hasta la altura deseada en la que se detienen los cabrestantes, y luego el gancho o la pinza liberan la carga que realmente cae libremente.

La ventaja principal de ese procedimiento es su alta eficacia dado que la energía de impacto es igual a la energía potencial producida por la acción de elevación. Además, es posible utilizar sistemas de enhebrado para multiplicar la fuerza de tracción aplicada por los cabrestantes. También es posible utilizar más de una capa de cables en el tambor del cabrestante. La energía de impacto está limitada básicamente por la estabilidad de la máquina de elevar peso cuando está cargada. Sin embargo, el procedimiento también tiene un número de inconvenientes. Cuando se liberan los medios de conexión, la energía elástica acumulada dentro de la máquina y en los cables cuando se eleva la carga se transmite de repente al dispositivo de conexión, principalmente por medio de la reacción de los cables. Se impulsa hacia arriba con una energía considerable a las piezas móviles que consisten en el dispositivo de conexión y posiblemente en el sistema de enhebrado. Dicha reacción puede provocar diversos problemas, tal como el descarrilamiento de los cables, impactos sobre la estructura de la grúa, etc. Se debe compensar este fenómeno, bien al aumentar el peso de las piezas móviles hasta aproximadamente el 20% del peso de la carga de liberación, en detrimento de la eficacia total, o al utilizar amarres externos para limitar los movimientos del dispositivo de conexión.

Además, el descenso del dispositivo de conexión para una nueva conexión con la carga en el suelo lleva una cantidad significativa de tiempo, dado que depende de la capacidad de velocidad de los cabrestantes descargados, que es normalmente baja. En el mejor de los casos, se puede esperar un tiempo de descenso del mismo orden que el tiempo de elevación. Por lo tanto, este segundo procedimiento lleva relativamente bastante tiempo.

Un objetivo de la presente invención es aminorar los inconvenientes mencionados anteriormente de la técnica anterior.

Resumen de la invención

Por lo tanto, la invención propone un procedimiento de compactación del suelo, que comprende las etapas de:

La elevación se lleva a cabo por uno o varios cabrestantes del tipo de "caída libre" (como en los procedimientos anteriores con un cable seguidor), con el uso posible de cuadernales para multiplicar el esfuerzo del cabrestante. Se cuelga la carga de compactación del bloque inferior o directamente de los cables del cabrestante mediante medios de conexión que pueden ser liberados, por ejemplo de tipo gancho o pinza. Se liberan los medios de conexión una vez que han alcanzado una cierta velocidad descendente, de forma que no se arroja hacia arriba la parte de conexión que permanece fijada al cable. Esto evita daños a la estructura, sin requerir sistemas externos de amarre. Además, la velocidad descendente de los medios de conexión y el cable cuando se libera la carga reduce el tiempo necesario para devolver los medios de conexión de nuevo a su posición sobre la carga, después de que ha caído sobre el suelo.

Otro aspecto de la presente invención versa acerca de una máquina de compactación del suelo, que comprende un brazo de grúa, un medio de cabrestante, al menos un cable que se extiende desde el medio de cabrestante en torno a una polea de desviación encima del brazo de grúa, medios de conexión que pueden ser liberados para conectar el cable con una carga, y un medio de control para accionar el medio de cabrestante para elevar la carga desde el suelo hasta una altura preestablecida, reduciendo una fuerza de tracción aplicada por el medio de cabrestante para iniciar un movimiento descendente de la carga seguida por el cable. Esta máquina se caracteriza porque comprende una unidad de control para controlar la liberación de los medios de conexión en respuesta a la detección de una condición de liberación mientras que se mueve la carga hacia abajo.

Breve descripción de los dibujos

Las Figuras 1 a 4 son vistas esquemáticas en alzado de una máquina de compactación dinámica del suelo en distintas etapas de un procedimiento según la invención.

La Figura 5 es una vista esquemática de un ejemplo de medios de conexión que se pueden liberar que pueden ser utilizados en dicha máquina.

Descripción de las realizaciones preferentes

La máquina de compactación del suelo mostrada en las figuras 1-4 tiene una estructura 1 de vehículo que soporta un brazo 2 de grúa. Se utilizan uno o más cables 3 para elevar una carga pesada 4 (> 10 toneladas) desde el nivel del suelo hasta un nivel predeterminado de caída...

1. Un procedimiento de compactación del suelo, que comprende las etapas de:

2. El procedimiento como se reivindica en la reivindicación 1, en el que el cable (3) se extiende en torno a una polea (6) de desviación encima de un brazo (2) de grúa, entre los medios (7) de conexión que pueden ser liberados y un cabrestante (5) utilizado para aplicar la fuerza de tracción.

3. El procedimiento como se reivindica en la reivindicación 2, que comprende, además, la etapa de detener el cable en el cabrestante (5) una vez se han liberado los medios (7) de conexión, para controlar el movimiento descendente de una porción de los medios de conexión que permanecen conectados al cable (3).

4. El procedimiento como se reivindica en la reivindicación 2, en el que el cable se extiende, además, a través de un sistema de enhebrado (8) entre la polea de desviación y los medios de conexión que pueden ser liberados.

5. El procedimiento como se reivindica en la reivindicación 1, en el que se liberan los medios de conexión un tiempo predeterminado después del inicio del movimiento descendente.

6. El procedimiento como se reivindica en la reivindicación 1, en el que se liberan los medios de conexión en respuesta a la detección de una condición de que una velocidad de caída de la carga alcanza un umbral predeterminado.

7. El procedimiento como se reivindica en la reivindicación 1, en el que se liberan los medios de conexión en respuesta a la detección de una condición de que la carga se encuentra a una altura especificada.

8. El procedimiento como se reivindica en la reivindicación 1, en el que la carga (4) tiene un peso de al menos 10 toneladas, y dicha altura especificada (H0) es de al menos 10 metros.

9. Una máquina de compactación del suelo, que comprende:

caracterizada porque dicha máquina de compactación del suelo comprende una unidad de control para controlar la liberación de los medios (7) de conexión en respuesta a la detección de una condición de liberación mientras se mueve la carga hacia abajo.

10. La máquina como se reivindica en la reivindicación 9, que comprende, además, un medio de detención que coopera con el medio de cabrestante, accionado por el medio de control para detener el cable una vez se han liberado los medios de conexión, para controlar el movimiento descendente de una porción de los medios de conexión que permanece conectada al cable.

11. La máquina como se reivindica en la reivindicación 9, que comprende, además, un sistema (8) de enhebrado que recibe el cable entre la polea de desviación y los medios (7) de conexión que pueden ser liberados.

12. La máquina como se reivindica en la reivindicación 9, en la que la carga (4) tiene un peso de al menos 10 toneladas, y la parte superior del brazo (2) de grúa está al menos 10 metros por encima del suelo.