Электрохимический способ получения грунтовых свай

 

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам закрепления слабых глинистых грунтов методом электрохимической обработки. Электрохимический способ получения грунтовых свай включает введение в грунт металлических стержней, подключение их к источнику постоянного тока и пропускание его. Новым является то, что на концы металлических стержней надевают катушки индуктивности и присоединяют их к источнику переменного тока с обеспечением противоположного направления электромагнитных силовых линий на катушках индуктивности и движения заряженных частиц, движущихся от источника постоянного тока, через металлические стержни пропускают ток силой 2-10 А, напряжением 60-150 В, а через катушки индуктивности пропускают переменный ток, величину напряжения которого от 10 до 200 - 300 В увеличивают постепенно. Технический результат состоит в снижении трудоемкости по получению грунтовых свай, увеличении несущей способности слабых глинистых грунтов за счет увеличения диаметров грунтовых новообразований, повышении качества закрепления грунта, создании завес из грунтовых свай, ограждении и укреплении строительных объектов, защите строительных объектов от проникновения к их основаниям грунтовых вод. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, к способам закрепления слабых глинистых грунтов методом электрохимической обработки.

Известен способ закрепления котлованов, включающий введение анкерных стержней в грунт, подключение их к источнику постоянного тока с периодическим изменением направления прохождения тока (SU 1511419, 30.09.1989).

Недостатком данного способа является то, что при попеременном переключении полярности электродов не происходит их омоноличивание из-за короткого времени электрообработки в одном направлении.

Известен способ закрепления грунта методом электрохимической обработки, включающей заглубление в грунт анкерных тяжей и пропускание через них постоянного тока в одном направлении (SU 1636519 A1, 23.03.1991).

Недостатком этого способа является то, что закрепление происходит только вокруг анодного электрода методом растворения железа, причем получают уплотнение низкого качества и прочности.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является электрохимический способ получения грунтовых свай, включающий введение в грунт металлических стержней, подключение их к источнику тока и пропускание его (SU 2052584 C1, 20.01.1996).

Недостатком этого способа является то, что увеличивается трудоемкость по изготовлению стальных электродов переменного сечения, вокруг стержней образуются только зоны закрепленного грунта, а не грунтовый монолит.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в снижении трудоемкости по получению грунтовых свай, увеличении несущей способности слабых глинистых грунтов за счет увеличения диаметров грунтовых новообразований, повышении качества закрепления грунта, создании завес из грунтовых свай, ограждении и укреплении строительных объектов от проникновения к их основаниям грунтовых вод.

Технический результат достигается за счет того, что на концы металлических стержней надевают катушки индуктивности и подсоединяют их к источнику переменного тока с обеспечением противоположности направлений электромагнитных силовых линий на катушках индуктивности и движения заряженных частиц, движущихся от источника постоянного тока, через металлические стержни пропускают ток силой 2 - 10 А, напряжением 60 - 150 В, а через катушки индуктивности пропускают переменный ток, величину напряжения которого от 10 до 200...300 В увеличивают постепенно.

За счет воздействия на металлический стержень электромагнитных силовых линий, идущих от катушки индуктивности, увеличивается диаметр воздействия магнитных силовых полей на грунт вокруг стержней, что способствует увеличению диаметра воздействия на закрепляемый грунт электрически заряженных частиц. Попадая в поле воздействия электромагнитных силовых линий, электрически заряженные частицы активизируются и ускоряют свою работу по выходу с поверхности металла в грунт с ионами железа. Металлический стержень является магнитопроводом, поэтому равномерней происходит распределение влаги по всей длине стержня, то есть в работе находится вся поверхность стержней.

Способ поясняется чертежом, на котором показана технологическая схема закрепления грунта с применением катушек индуктивности.

Способ осуществляют следующим образом: в грунт 1, естественной влажности, внедряют металлические стержни 2 и 3 длиной 1 - 3 м на расстоянии 1 - 10 м друг от друга. На металлический стержень 2 надевают катушку индуктивности 4 так, чтобы электромагнитные силовые линии 5 имели направление, противоположное движению положительно заряженных частиц, движущихся от источника постоянного тока. На металлический стержень 3 надевают другую катушку индуктивности 6 так, чтобы направление движения электромагнитных силовых линий было противоположным направлению движения отрицательно заряженных частиц. Затем подключают катушки индуктивности 4 и 6 попарно через проводники 7 параллельно к источнику постоянного тока 10. Включают источник постоянного тока 10, устанавливают режим работы по напряжению 60 - 150 В и силой тока 2 - 10 А. Затем включают источник переменного тока, постепенно увеличивая напряжение от 10 до 200 ... 300 В. Под воздействием переменного тока на катушки индуктивности с анодным и катодным стержнями происходит увеличение площади воздействия электромагнитных полей на грунт. Грунтовые сваи 11 имеют форму, идентичную магнитным силовым линиям. Распределение электрически заряженных частиц вокруг стержней происходит по эквипотенциальному кругу. За счет этого происходит равномерное распределение влажности вокруг стержней и по их поверхности, тем самым улучшается контакт с закрепляемым грунтом всего стержня. Одновременно происходит увеличение скорости перемещения положительно и отрицательно заряженных частиц в грунте, что способствует улучшению электрохимических процессов по всей длине, происходят электрохимические реакции, создающие грунтовые сваи нужного диаметра. По падению напряжения и тока можно судить о процессе образования грунтовых монолитов, грунтовых свай. Качество изготовления грунтовых свай определяется методом выдергивания по ГОСТ 5686-78.

Формула изобретения

Электрохимический способ получения грунтовых свай, включающий введение в грунт металлических стержней, подключение их к источнику постоянного тока и пропускание его, отличающийся тем, что на концы металлических стержней надевают катушки индуктивности и присоединяют их к источнику переменного тока с обеспечением противоположного направления электромагнитных силовых линий на катушках индуктивности и движения заряженных частиц, движущихся от источника постоянного тока, через металлические стержни пропускают ток силой 2 - 10 А и напряжением 60 - 150 В, а через катушки индуктивности пропускают переменный ток, величину напряжения которого от 10 до 200 - 300 В увеличивают постепенно.

РИСУНКИ

Рисунок 1