СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ ГРУНТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК E02D3/11 E04B1/16 

Изобретение относится к устройствам и способам, упрочняющим грунт с помощью электрических средств, а также к устройствам и способам строительства конструкций зданий, изготовляемых из строительных смесей на стройплощадке.

Известен способ термического укрепления грунта [1] при помощи скважин, заполняемых термостойким материалом (например, песком), который нагревается помещенными в скважину электродами до начала его спекания с последующим снижением температуры до величины, обеспечивающей уплотнение прилегающего грунта. Однако такой способ, применяемый для укрепления просадочных грунтов, требует достаточно больших энергозатрат.

Известен способ термического укрепления грунта [2] при помощи скважин и шурпов с размещенными в них электродами, в процессе которого производится отсос конденсированного пара из скважин через перфорированный сборник конденсата и уплотнение грунта при помощи временно помещаемых в скважины вибраторов. Такой способ позволяет снизить энергозатраты за счет снижения длительности процесса укрепления грунта, однако достаточно сложен технологически (требует дополнительного использования насосов, сборников, вибраторов) и имеет ограниченную область применения для укрепления грунта, например, под фундаменты.

Предлагаемый способ позволяет упростить термическое уплотнение грунта и расширить область его применения, распространив ее на изготовление стен и перекрытий зданий, а также создание дорожных покрытий за счет осуществления спекания грунта чередующимися разрядами на последовательных участках, ограниченных электродами, в качестве которых используют пластины, причем уплотнение грунта выполняют перед спеканием и в процессе него путем уменьшения объема участка соответствующего электрического разряда и смежных с ним.

Известно устройство для закрепления грунта под водой [3] включающее домкраты, изолирующую плиту с ножевыми выступами, покрытую листом анодом, и устанавливаемые рядом дренажи катоды. Однако такое устройство не обеспечивает равномерного уплотнения грунта и требует значительных энергозатрат.

Известно устройство для закрепления грунта под водой [4] включающее клиновидные дренажи катоды с расположенными между ними на изолирующих плитах листами анодами, давление которых на грунт осуществляется вибраторами с гасителями колебаний, гидроцилиндрами и понтонами с балластными отсеками. Такое устройство позволяет повысить равномерность уплотнения грунта и уменьшает энергозатраты за счет уменьшения длительности процесса уплотнения, однако является конструктивно сложным и имеет лишь ограниченную область применения для закрепления грунта под водой.

Предлагаемое устройство позволяет упростить конструкцию и расширить область его применения, распространив ее на изготовление стен и перекрытий зданий, а также создание дорожных покрытий за счет расположения электродов в виде пластин парами одна напротив другой с образованием в упрочняемом грунте участков уплотнения, ограниченных полностью или частично самими пластинами и направляющими из электроизоляционного материала, и исполнения прижимов, осуществляющих давление на грунт, в виде отдельных электроизолированных элементов или совмещения их в каждой паре с одной из пластин, выполненной в виде частей с размещением между ними дополнительных направляющих.

На фиг. 1 представлена схема устройства, используемого при возведении стены или перекрытия здания; на фиг.2 то же, вариант; на фиг.3 вид А на фиг. 2.

Между металлическими пластинами электродов 1 и 2, соединенными с клеммами 3 источника электрического разряда и выполняющими одновременно роль опалубки, размещен грунт 4. Пластины электрода 1 установлены с возможностью перемещения в направлении стрелки Б между выполненными из электроизоляционного материала направляющими 5.

На фиг. 2 представлен вариант исполнения устройства, используемого для создания дорожного покрытия, где пластины электродов 1 и 2 также соединены с клеммами 3 источника электрического разряда, а для уплотнения грунта 4 между пластинами и направляющими 5 из электроизоляционного материала установлены прижимы с возможностью перемещения в направлении стрелки Б, выполненные из электроизоляционного материала в виде подвижных элементов 6.

Предложенные устройство и способ строительства заключаются в следующем.

Любой местный строительный грунт 4 располагается между электродами 1 и 2. Затем производится уплотнение грунта перемещением пластин электрода 1 или подвижных элементов 6 прижимов между направляющими 5 в направлении стрелки Б, после чего на клеммы 3 от источника электрического разряда подается электрическое напряжение. За счет мощного электрического тока между пластинами электродов 1 и 2 происходит расплавление и спекание грунта в пределах границы, обозначенной на фиг.1 и 2 линией В.

Поочередно подавая разрядное напряжение на следующие пластины, добиваются создания монолитной стены, перекрытия или дорожного покрытия. Так как при однократном электрическом разряде граница спекания грунта может выходить за пределы, ограничиваемые назначенными к разряду пластинами и направляющими, что, в свою очередь, способно затруднить уплотнение грунта при перемещении соседних пластин и подвижных элементов, указанное уплотнение должно производиться предварительно, перед подачей разрядного напряжения на первоначально избранные пластины электродов. В случае необходимости для более качественного спекания грунта давление на него может сохраняться и в процессе его расплавления.

Предложенные устройство и способ позволяют производить массовое возведение зданий и исполнение покрытий дорог наименее трудоемким способом из любых местных грунтов и поэтому представляют собой наиболее перспективный метод строительства.

Использование: строительство, упрочнение грунта с помощью электрических средств, строительство конструкции зданий, изготавлеваемых из строительных смесей на стройплощадке. Способ термического упрочнения грунта включает уплотнение грунта и его спекание путем воздействия электрическими разрядами и между электродами. Спекание грунта осуществляют чередующимися разрядами на последовательных участках, ограниченных электродами, в качестве которых используют пластины. Уплотнение грунта выполняют перед спеканием путем уменьшения объема участка соответствующего электрического разряда и смежных с ним. Устройство для термического упрочнения грунта включает электроды в виде платин, соединенных клеммами источника тока, направляющие из электроизоляционного материала и прижимы для уплотнения грунта, установленные с возможностью перемещения вдоль направляющих. Пластины расположены парами одна напротив другой с образованием в упрочняемом грунте участков уплотнения, ограниченных полностью или частично самими пластинами и направляющими, причем прижимы совмещены в каждой паре с одной из платин, выполненной в виде частей с размещением между ними дополнительных направляющих, или выполнены в виде отдельных электроизолированных элементов. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ термического упрочнения грунта, включающий уплотнение грунта и его спекание путем воздействия электрическими разрядами между электродами, отличающийся тем, что спекание грунта осуществляют чередующимися разрядами на последовательных участках, ограниченных электродами, в качестве которых используют пластины, причем уплотнение грунта выполняют перед спеканием путем уменьшения объема участка соответствующего электрического разряда и смежных с ним. 2. Устройство для термического упрочнения грунта, включающее электроды в виде пластин, направляющие из электроизоляционного материала и электроизолированные прижимы для уплотнения грунта, установленные с возможностью перемещения вдоль направляющих, отличающееся тем, что пластины расположены парами одна напротив другой с образованием в упрочняемом грунте участков уплотнения, ограниченных полностью или частично самими пластинами и направляющими, причем прижимы совмещены в каждой паре с одной из пластин, выполненной в виде частей с размещением между ними дополнительных направляющих, или выполнены в виде отдельных элементов.