Способ электрохимического закрепления грунта

 

СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА, включающий погру кен ие в грунт электродов, подачу на них напряжения постоянного тока, введение в грунт раствора цементирующего материала с обработкой его углекислым газом, отличающийс я тем, что, с целью повышения несущей способности грунта, обработку цементирующего материала углекислым . газом проводят перед введением его в грунт, а подачу напряжения на электроды осуществляют последовательным его увеличением на 10-12 В через каждый 8-10 ч, причемвеличину начального напряжения принимают равным 36-40 В, а конечного равным 60-80 В. , С-Уу I I I ..-.jiptfi I .дауь s j } Д итени pacmgopa M iT , w- j j J L- -. I 1 -rl (Pui.f

СОаЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1094900 А

Зц1> Е 02 D 3/11

Н ABT0PCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3461728/29-3 3 (22) 02.07.82 .(46) 30.05.84. Бюл. N - 20 (72) M.À. Завьялов (71) Управление по проектированию жилищно-гражданского и коммунального строительства "Моспроект-1" (53) 624.138.5(088.8) (56) 1. Авторское свицетельство СССР

N - 617512, кл. E 02 D 3/11, 1976.

2. Костерин Э.В. Основания и фун,даменты. M. "Высшая школа", 1978, с. 136, 139-141. (54)(57) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО

ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА, включающий погружение в грунт электродов, подачу на них напряжения постоянного тока, введение в грунт раствора цементирующего материала с обработкой его углекислым газом о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения несушей способности грунта, обработку цементирующего материала углекислым газом проводят перед введением его в грунт, а подачу напряжения на электроды осуществляют последовательным

его увеличением на 10-12 В через каждый 8-10 ч, причем величину начального напряжения принимают равным

36-40 В, а конечного равным 60-80 В.

1094900

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабых грунтах, в частности к закреплению грунта электрохимическим воздействием на него.

Известен способ электрохимического закрепления грунта, включающий погружение в грунт электродов-инъекторов, подачу на них напряжения постоянного тока и введение в грунт через электроды-инъекторы закрепляющего материала I.13.

Наиболее близким к изобретению является способ электрохимического закрепления грунта, включающий погружение в грунт электродов, подачу на них напряжения постоянного тока, введение в грунт раствора закрепляющего материала и обработку последнего углекислым г аз ом Г 2 3.

Недостатками указанных способов являются низкая несущая способность грунта, не превышающая 40 кгс/см, а также относительно высокая стоимость закрепляющих материалов, что снижает эффективность их применения в строительстве.

Цель изобретения — повышение несущей способности грунта.

1О

20

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу электрохимического закрепления грунта, включающему погружение в грунт электродов, подачу на них напряжения постоянного тока, введение в грунт раствора цементирующего материала с обработкой его углекислым газом,обработку цементирующего материала углекислым газом производят перед введением его в грунт, а подачу напряжения на электроды осуществляют последовательным его увеличением на 10-12 В через каждые 8"10 ч,причем величину начального напряжения принимают равным 36-40 В, а конечного равным

60-80 В.

На фиг. 1 изображена схема устройства для осуществления предложенного способа; на фиг. 2 — изменение электроосмотического давления в зависимости от напряжения на электродах; на фиг. 3 — изменение несущей способности грунта при различном напряжении; на фиг. 4 — изменение несущей способности грунта через различные

Ьроме утки времени.

Последовательность технологичес ких операций по укреплению мелкозернистых грунтов состоит в следующем.

Сначала в грунт погружают на заданную глубину электроды 1 и 2 в виде дренажных трубок диаметром 3,55 см с шагом 2-3 м, из них анод-электрод 1 представляет собой дренажную трубку с запаянным нижним концом во избежание попадания грунта внутрь трубы, а катод-электрод 2 — это металлический стержень или отрезок трубы с приваренными к нему пластинами 3, изогнутыми в поперечном сечении в виде параболы.

Применение изогнутых пластин 3 в электроде 2 увеличивает скорость насыщения грунта известковым молоком в 2 раза по сравнению с катодом, выполненным без металлических пластин. Высота пластин 3 подобрана опытным путем и равна 2/3 глубины погружения электродов 1 и 2.

Затем электроды 1 и 2 подсоединяются к источнику постоянного тока (не показан) с одновременной подачей к анодам из бака 4 с помощью систе- . мы шлангов 5 закрепляющего материала — известкового молока.;. В бак 4 под давлением 2-3 атм постоянно подается углекислый газ. Известковое молоко под действием углекислого газа увеличивает концентрацию ионов СаОН, в 90-100 раз, т;е получается 9-10Х-ный раствор извести в воде. Инъектирование отвердителя начинается при напряжении тока, равном 36-40 В, так как при напряжении менее 36 В явление электроосмотического давления практически отсутствует (фиг. 2).

Через каждый 8-10 ч напряжение тока необходимо увеличивать на 10-12 В, поскольку с течением времени электрический процесс в грунте затухает за счет возрастания электрического сопротивления грунта (фиг. 4).

Подача углекислого газа в известковое молоко начинается одновременно с введением в грунт раствора закрепляющего материала и продолжается в течение всего процесса закрепления грунта, что обеспечивает неизменную концентрацию ионов СаОН в известко2 вом молоке.

Опыты показали,что несущая способность укрепляемого грунта нарастает наиболее интенсивно при увеличении напряжения тока на 10-12 В после каждого затухания электроосмо1094900 тического процесса (фиг. 3), которое возникает при этих условиях через

8-10 ч. Полное насыщение грунта происходит через 2-3 сут.при этом наибольшее значение напряжения постоян- 5 ного тока дости ет 60-80 В.

При дальнейшем увеличении напряжения интенсивность инъектирования уменьшается вследствие образования при нагреве грунта паров воды, которые заполняют поры, предотвращая доступ в них известковому молоку. Процесс упрощения грунта протекает и далее, с течением времени достигая несущей способности, равной 120-150 кгс/см .

Пример. Опыт производят в лабораторных условиях на приборе размером 100х100 в плане и высотой

200 мм с латунной дренажной трубкой диаметром 10 мм, грунт-суглинок с объемным весом 1,7 г/см .

Первоначально наливают в цилиндр известковое молоко и подают углекислый газ под давлением 1,5 ати.

Первоначальное напряжение равно

40 В и увеличивается через каждые

10 ч на 10 В до конечного напряжения, равного 70 В.

Общее время воздействия электроосмотического давления на грунт сос- ЗО тавляет 50 ч. Из обработанного грунта по предлагаемому способу изготавливаются образцы, которые подвергли испытаниям по известным методикам.

Получены следующие результаты.

Прочность на сжатие — в пределах до 90-100 кгс/см после 90 сут хранения в естественных условиях; о нагревание образцов при 300 С в течение 3-х ч способствует возрастанию прочности на сжатие примерно на

20%.; замораживание и оттаивание образцов в течение 25,циклов приводят к снижению прочности в среднем на 25%; выдерживание образцов в течение

48 ч в воде практического снижения прочности не дает; прочность на сжатие с течением времени возрастает, например, при

120 сут выдержки в естественных условиях прочность по сравнению с 90-суточным выдерживанием возросла в среднем на 10%.

Применение предложенного способа электрохимического закрепления в про изводственных условиях обеспечит практическую возможность применять укрепленный грунт наряду с бетонными конструкциями, что позволит снизить стоимость 1 м строительных конструкций в грунте примерно на 15 руб.

1094900 ф по 3

1!нее йлюапряа8над >

30ЛЬЯаХ

10 жну®ю френи

Фиаско

Составитель А, Прямков

Редактор Н, Пушненкова Texpep JI.Êoöþáíÿê Корректор Е.Лушникова

Заказ 3550/16 Тираж 644 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 ь ф еч

„Ъ

Сэ

Ю

Ф

Фь

ff филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4