Способ строительства дренажа



Способ строительства дренажа
Способ строительства дренажа
Способ строительства дренажа

 


Владельцы патента RU 2467120:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет" (ВолгГАСУ) (RU)

Изобретение относится к области осушения грунтов и устранения вредного влияния подземных вод путем понижения их уровня. Предложенный способ строительства дренажа включает отсыпку на поверхность грунтового массива 1 слоя фильтрующего материала 2. Далее трубчатый элемент 3 устанавливают на бетонный башмак 7 и приступают к его погружению, подвергая в течение всего процесса погружения вибрационному воздействию с помощью вибропогружателя 4. Причем фильтрующий материал 2, находящийся в области, прилегающей к трубчатому элементу 3, подвергают воздействию сжатого воздуха под давлением 4-8 атмосфер, который подают по трубопроводу 5 от компрессора. Заполнение трубчатого элемента 3 фильтрующим материалом 2 производят в направлении снизу вверх через боковые отверстия 6 трубчатого элемента 3. По достижении нижним торцом трубчатого элемента 3 вместе с бетонным башмаком 7 проектной отметки 8 глубины дренирующей зоны приступают к его извлечению. В процессе извлечения трубчатого элемента 3 производят выпуск фильтрующего материала 2 в грунтовый массив 1 через нижний торец трубчатого элемента 3, причем бетонный башмак 7 отделяется и остается в грунте. Причем продолжают воздействие на фильтрующий материал 2 сжатым воздухом в области, прилегающей к трубчатому элементу 3 и вибрационное воздействие на последний. В плане каждый эллиптический трубчатый элемент 3 с сечением в виде фигуры Роберваля в грунтовый массив 1 погружают таким образом, что соседние дрены 9 ориентированы в плане во взаимно перпендикулярных направлениях. В результате образуют вертикальные дренирующие зоны с поперечным сечением в форме фигуры Роберваля. Данный способ обеспечивает повышение осушительной способности дренажа и равномерность осушения массива. 3 ил.

 

Изобретение относится к области осушения грунтов и устранения вредного влияния подземных вод путем понижения их уровня.

Известен способ строительства дренажа, включающий планировку площадей, устройство дренирующей подушки, вибропогружение трубчатого элемента в массив на заданную глубину, загрузку с помощью погрузчика в трубчатый элемент песка с одновременной заливкой воды и вибрированием, извлечение трубчатого элемента из грунта с выпуском в скважину песка и устройство временной грунтовой насыпи [Коновалов П.А. Строительство сооружений на заторфованных территориях, М., Стройиздат, 1995, с.59-60 - аналог].

Недостатками способа являются относительная сложность и недостаточная надежность, т.к. требуется погрузчик для загрузки песка в трубчатый элемент и возникают сложности с раскрытием наконечника трубы.

Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому является способ строительства дренажа, включающий образование в грунтовом массиве вертикальных дренирующих зон путем погружения трубчатых элементов с заполнением их фильтрующим материалом и последующим извлечением этих элементов с одновременным выпуском фильтрующего материала в грунтовый массив через открытый нижний торец трубчатого элемента. Перед погружением трубчатых элементов на поверхность грунтового массива отсыпают слой фильтрующего материала, а при погружении трубчатых элементов, на боковой поверхности которых предварительно выполняют отверстия, в них подают воду и одновременно подвергают вибрационному воздействию. Мощность слоя фильтрующего материала устанавливают по соотношению mФ/mд=0,15÷0,5, где mФ - мощность слоя фильтрующего материала; mд - глубина дренажа [а.с. СССР №1792466, 1990 г. - прототип].

Недостатками способа по прототипу являются ограниченная дренирующая способность круглых в сечении дрен, необходимость использования воды, которая не только выполняет положительные функции, но и отрицательные функции, заключающиеся в дополнительном обводнении грунта и придании песку в определенных случаях некоторой связанности.

Технической задачей изобретения является повышение осушительной способности дренажа и достижение подвижности дренирующего материала при заполнении дрен с использованием сухой технологии.

Для решения технической задачи, в способе строительства дренажа, включающем отсыпку на поверхность грунтового массива слоя фильтрующего материала, образование в грунтовом массиве вертикальных дренирующих зон путем погружения перфорированных трубчатых элементов с заполнением их фильтрующим материалом с помощью подачи под давлением текучей среды и вибрационного воздействия и последующего извлечения трубчатых элементов с одновременным выпуском фильтрующего материала в грунтовый массив через открытые нижние торцы трубчатых элементов, при этом вертикальные дренирующие зоны образуют в поперечном сечении по форме фигуры Роберваля, а в качестве текучей среды используется сжатый воздух под давлением от 4 до 8 атмосфер, причем каждый трубчатый элемент в массив в плане погружается с ориентацией поперечного сечения перпендикулярно соседним.

Сущность изобретения заключается в том, что вертикальные дренирующие зоны образуют в поперечном сечении фигуру Роберваля, в качестве текучей среды используется сжатый воздух под давлением от 4 до 8 атмосфер и погружение каждого трубчатого элемента в массив в плане осуществляется с ориентацией поперечного сечения перпендикулярно соседним. Вышеуказанные новые признаки позволяют предложенному техническому решению приобрести новые свойства, заключающиеся в достижении максимальной дренирующей способности дренажа за счет применения оптимального вытянутого поперечного сечения вертикальных дренирующих зон с максимальной водозахватной поверхностью (периметр фигуры Роберваля на 27% больше периметра круга с той же площадью). Кроме этого за счет оригинальных свойств циклоидных поверхностей, к которым относится и поверхность фигуры Роберваля, достигается наилучший режим формирования вертикальных дренирующих зон в грунтовом массиве путем погружения в них трубчатых элементов, т.е. уменьшается время образования дренирующих зон, сохранение оптимальной проницаемости грунта в контактной зоне дренажа и максимальная устойчивость образуемой дренажной полости в грунтовом массиве в процессе заполнения ее фильтрующим материалом. Такой новый признак, как использование в качестве текучей среды сжатого воздуха с заданными параметрами, позволяет в предложенном техническом решении достигнуть нового свойства, заключающегося в применении инертной среды по отношению к грунтовому массиву и песчаному фильтрующему материалу. Такой новый признак, как погружение каждого трубчатого элемента в грунтовый массив в плане с ориентацией поперечного сечения перпендикулярно соседним, позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в равномерном осушении грунтового массива.

Таким образом, предлагаемый способ строительства дренажа, в сравнении с прототипом, за счет выбора оптимального сечения дренирующей зоны и параметров текучей среды, обеспечивает повышение осушительной способности дренажа при использовании сухой технологии, что и является новым техническим результатом заявляемого изобретения.

Заявляемое изобретение поясняется графическим материалом. На фиг.1 схематично изображен трубчатый элемент в момент погружения в грунтовый массив; на фиг.2 изображено поперечное сечение трубчатого элемента; на фиг.3 изображена поверхность осушаемого грунтового массива с ориентацией в плане дрен относительно друг друга.

Предложенный способ строительства дренажа осуществляется следующим образом.

На поверхности грунтового массива 1 над местом расположения будущих дренирующих зон отсыпают слой фильтрующего материала 2, при этом мощность слоя фильтрующего материала 2 (mФ) задают в соответствии с соотношением mф/mд=0,15÷0,5, где mд - глубина дренажа (фиг.1).

После этого трубчатый элемент 3 устанавливают на бетонный башмак 7 и приступают к погружению трубчатого элемента 3 с поперечным сечением в виде фигуры Роберваля (фиг.2), подвергая его в течение всего процесса погружения вибрационному воздействию с помощью вибропогружателя 4. При погружении трубчатого элемента 3 фильтрующий материал 2, находящийся в области, прилегающей к трубчатому элементу 3, подвергают воздействию сжатого воздуха под давлением 4-8 атмосфер, который подается по трубопроводу 5 от компрессора (на чертеже не показан). Заполнение трубчатого элемента 3 фильтрующим материалом 2 производят в направлении снизу вверх во время пересечения трубчатым элементом 3 слоя фильтрующего материала 2 через боковые отверстия 6 в трубчатом элементе 3. По достижении нижним торцом трубчатого элемента 3 вместе с бетонным башмаком 7 проектной отметки 8 глубины дренирующей зоны приступают к извлечению трубчатого элемента 3 из грунтового массива 1 с помощью грузоподъемного механизма (на чертеже не показан). В процессе извлечения трубчатого элемента 3 производят выпуск фильтрующего материала 2 в грунтовый массив 1 через нижний торец трубчатого элемента, т.к. бетонный башмак 7 при извлечении трубчатого элемента 3 отделяется от последнего и остается в грунте (теряется). При этом продолжается воздействие на фильтрующий материал 2 сжатым воздухом в области, прилегающей к трубчатому элементу 3, и вибрационное воздействие на последний.

В результате всех этих операций образуются вертикальные дренирующие зоны с поперечным сечением в форме фигуры Роберваля. Выбор предельных параметров используемого сжатого воздуха обосновывается тем, что на строительной площадке эти параметры осуществляются в рабочих режимах строительных компрессоров, используемых например при отбойных работах. При этих параметрах достигается разжижение и текучесть зернистого фильтрующего материала.

В плане каждый эллиптический трубчатый элемент 3 с сечением в виде фигуры Роберваля в грунтовый массив 1 погружается так, чтобы соседние дрены 9 были ориентированы в плане во взаимно перпендикулярных направлениях (см. фиг.3).

Технико-экономический эффект предложенного технического решения по отношению к прототипу достигается тем, что не требуется использования воды для достижения надежности заполнения дренирующим материалом трубчатых элементов и дрен, это достигается использованием сухой технологии. Водозахватная способность дрен с сечением в виде фигуры Роберваля значительно выше, т.к. боковая поверхность этих дрен по отношению к дренам круглого поперечного сечения (при равных площадях сечений) выше на 27%. Кроме того, при образовании вертикальных дренирующих зон с поперечным сечением в форме фигуры Роберваля достигается максимальная устойчивость в процессе формирования дрен с сохранением достаточной проницаемости контактирующей с дреной части осушаемого грунтового массива.

Оптимальность выбранного сечения дренирующей зоны и параметров давления текучей среды подтверждена многочисленными испытаниями в полевых условиях. Расположение в плане сечений дрен с взаимно перпендикулярной ориентацией позволяет сохранить равномерность осушения массива.

Способ строительства дренажа, включающий отсыпку на поверхность грунтового массива слоя фильтрующего материала, образование в грунтовом массиве вертикальных дренирующих зон путем погружения перфорированных трубчатых элементов с заполнением их фильтрующим материалом с помощью подачи под давлением текучей среды и вибрационного воздействия, и последующего извлечения трубчатых элементов с одновременным выпуском фильтрующего материала в грунтовый массив через открытые нижние торцы трубчатых элементов, отличающийся тем, что вертикальные дренирующие зоны образуют в поперечном сечении фигуры Роберваля, а в качестве текучей среды используется сжатый воздух под давлением от 4 до 8 атм, причем каждый трубчатый элемент в массив в плане погружается с ориентацией поперечного сечения перпендикулярно соседним.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидромелиоративным и другим дренажным системам. .

Изобретение относится к области осушения грунтов и устранения вредного влияния подземных вод путем понижения их уровня. .
Изобретение относится к технологиям сельскохозяйственного использования дренируемых тяжелых слабоводопроницаемых почвогрунтов в нечерноземной зоне. .

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано для очистки дренажей от отложений. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для улучшения действия дренажа. .

Изобретение относится к дренажным устройствам для гидромелиоративных осушительных систем и может быть использовано и в других водоотводящих трубопроводах. .
Изобретение относится к инженерно-геологическим и почвенно-мелиоративным исследованиям почвогрунтов. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к мелиорации переувлажненных почв. .

Изобретение относится к области водохозяйственного и гидротехнического строительства. .

Изобретение относится к области строительства в сложных природно-климатических и инженерно-геологических условиях, в том числе вечномерзлых, и может быть использовано при строительстве и реконструкции любых сооружений, например зданий, земляного полотна железных и автомобильных дорог, магистральных трубопроводов, плотин и дамб на слабых основаниях и выветрелых грунтах.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам борьбы с эрозией почвы на склонах и предотвращению роста оврагов

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при стабилизации склонов, подверженных воздействию подземных вод

Изобретение относится к мелиоративному строительству и может быть использовано при устройстве дренажа на осушаемых землях

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано при строительстве закрытых осушительных и совмещенных мелиоративных систем

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано при строительстве закрытых осушительных и совмещенных мелиоративных систем

Изобретение относится к осушению избыточно увлажненных земель, включая зону многолетней мерзлоты
Изобретение относится к сельскому хозяйству

Изобретение относится к комплексной мелиорации агроландшафта и может быть использовано при строительстве, реконструкции и ремонте закрытого дренажа на землях сельскохозяйственного назначения в Нечерноземной зоне, а также на промышленных, городских, поселковых и других территориях

Изобретение относится к строительству и гидромелиорации и может быть использовано для осушения тоннелей, подземных переходов, подземных частей зданий и сооружений
Наверх