СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ЗАГЛУБЛЕННОЙ ОПОРНОЙ КОНСТРУКЦИИ Российский патент 1995 года по МПК E02B1/00 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к укреплению грунтов в основании набережных и других заглубленных сооружений.

Известен способ строительства заглубленных опорных конструкций на слабых грунтах, включающий устройство искусственного основания путем отсыпки в два слоя грунтовой подушки из инертного материала и установку опорной конструкции на нижний слой [1].

Наиболее близким из известных технических решений по своей сущности и достигаемому результату является способ усиления заглубленных опорных конструкций, включающий укрепление грунта под опорными конструкциями с помощью введения в грунт закрепляющей твердеющей смеси из заранее образованных скважин [2].

Недостатком этого способа является недостаточная надежность его усиления и высокая материалоемкость.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности усиления при одновременном снижении материалоемкости за счет более полного вовлечения в работу грунтового массива.

Указанная цель достигается тем, что в способе усиления заглубленных опорных конструкций, включающем укрепление грунта под опорными конструкциями с помощью введения в грунт закрепляющей твердеющей смеси из заранее образованных скважин, грунт укрепляют созданием в нем располагаемых отдельно друг от друга вертикальных упрочненных тел квазипрямоугольно-параллелепипедной формы, причем создание этих тел осуществляют при помощи разрушения структуры грунта, производимого путем подъема заключенной в искусственно образуемый воздушный поток жидкостной струи в пределах от нижней грани вертикальных упрочненных тел до поверхности грунта и заполнения пор в последнем жидкостью струи, при этом в качестве жидкости используют закрепляющую твердеющую смесь, а ось жидкостной струи ориентируют под углом к горизонтальной плоскости, назначаемым в пределах α = 15:30^o, кроме того при достижении устьем жидкостной струи уровня подошвы заглубленной опорной конструкции подъем струи останавливают и производят ее перемещение в обратном направлении на участке с высотой, равной Н = L˙sin α , м; где L - длина жидкостной струи, м;
α - угол наклона оси струи к горизонтальной плоскости, град; после чего вновь возобновляют подъем жидкостной струи, при этом во время перемещения в обратном направлении и повторного подъема на участке с высотой Н искусственное образование воздушного потока прекращают.

Доказательства соответствия предложенного технического решения критерию "Существенные отличия". Укрепление грунта созданием в нем располагаемых отдельно друг от друга вертикальных упрочненных тел квазипрямоугольно-параллелепипедной формы при помощи разрушения структуры грунта, производимого путем подъема заключенной в искусственно образуемый воздушный поток жидкостной струи в пределах от нижней грани вертикальных упрочненных тел до поверхности грунта и заполнения пор в последнем жидкостью струи позволит повысить надежность усиления при одновременном снижении материалоемкости за счет более полного вовлечения в работу грунтового массива.

Использование закрепляющей твердеющей смеси в качестве жидкости струи также позволит повысить надежность усиления и снизить материалоемкость.

Ориентирование жидкостной струи под углом от 15^o до 30^o к горизонтальной плоскости позволит обеспечить наиболее плотный контакт упрочненных тел с подошвой опорной конструкции.

При угле менее 15^o качество контакта ухудшается из-за недостаточной обработки подошвы, что объясняется малой составляющей энергии струи, действующей в вертикальном направлении.

При ориентировании жидкостной струи под углом более 30^o к горизонтальной плоскости надежность усиления снижается из-за неблагоприятного расположения почвы упрочненных тел, т.е. они теряют свою квазипрямоугольно-параллелепипедную форму, почва оказывается размещенной на значительном по высоте участке, что приводит к необходимости снижения допустимой нагрузки на эти тела.

Заявителю не известны технические решения, свойства которых совпадают со свойствами отличительных признаков предложенного изобретения. Поэтому они соответствуют критерию "Существенные отличия".

На фиг. 1 изображена общая схема осуществления способа, вертикальный поперечный разрез, относительно продольной оси опорной конструкции в момент начала усиления; на фиг.2 - то же, в момент образования приднищевой части упрочненных тел; на фиг.3 - то же, по окончании усиления; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3.

Способ согласно изобретению реализуют следующим образом. Вблизи опорной конструкции 1 образуют скважины 2. Затем из каждой скважины 2 последовательно создают располагаемые отдельно друг от друга вертикальные упрочненные тела 3 квазипрямоугольно-параллелепипедной формы, располагаемые под опорной конструкцией 1. Создание этих тел 3 осуществляют путем разрушения структуры грунта воздействием на последний жидкостной струей 4, заключенной в искусственно образованный воздушный поток 5. При этом жидкость подают по трубе 6, а воздух - по трубе 7.

Струю 4 при создании тел 3 равномерно поднимают от нижней их грани 8 до поверхности грунта, причем на последней заранее над контуром каждого из тел укладывают плиты 9 для предотвращения выхода струи 4 в атмосферу.

Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в способах укрепления основания набережных и др. заглубленных опорных конструкций. Сущность изобретения: способ предусматривает образование вблизи опорной конструкции 1 скважин 2. Затем из каждой скважины 2 последовательно создают располагаемые отдельно друг от друга вертикальные упрочненные тела 3 квазипрямоугольно-параллелепипедной формы, располагаемые под опорной конструкцией 1. Создание этих тел 3 осуществляют путем разрушения структуры грунта воздействием на последний жидкостной струей 4, заключенной в искусственно образованный воздушный поток 5. При этом жидкость подают по трубе 6, а воздух - по трубе 7. Струю 4 при создании тел 3 равномерно поднимают от нижней их грани 8 до поверхности грунта. При этом на последней заранее под контуром каждого из тел укладывают плиты 9 для предотвращения выхода струи в атмосферу. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ЗАГЛУБЛЕННОЙ ОПОРНОЙ КОНСТРУКЦИИ, включающий укрепление грунта под опорной конструкцией с помощью введения в грунт закрепляющей твердеющей смеси из заранее образованных скважин, отличающийся тем, что грунт укрепляют созданием в нем располагаемых отдельно одно от другого вертикальных упрочненных тел квазипрямоугольно-параллелепипедной формы, причем создание этих тел осуществляют при помощи разрушения структуры грунта, производимого путем подъема заключенной в искусственно образуемый воздушный поток жидкостной струи в пределах от нижней грани вертикальных упрочненных тел по поверхности грунта и заполнения пор в последнем жидкостью струи, при этом в качестве жидкости струи используют закрепляющую твердеющую смесь, а ось жидкостной струи ориентируют под углом α к горизонтальной плоскости в пределах 15 - 30^o. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при достижении устьем жидкостной струи уровня подошвы заглубленной опорной конструкции подъем струи останавливают и производят ее перемещение в обратном направлении на участке высотой
H = L·sinα,
где L - длина жидкостной струи, м;
a - угол наклона оси струи к горизонтальной плоскости, град,
после чего вновь возобновляют подъем жидкостной струи, при этом во время перемещения в обратном направлении и повторного подъема на участке высотой H искусственное образование воздушного потока прекращают.