СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО СООРУЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК E02D17/20 

Изобретение относится к области строительства, в том числе транспортного, дорожного и гидротехнического, и может быть использовано для укрепления земляных сооружений различного назначения, в том числе насыпей земляного полотна, дамб, откосов земляных сооружений, предназначенных для строительства на них различных сооружений и т.п. объектов, возводимых на слабых, в том числе болотистых грунтах.

Известен способ укрепления земляных сооружений, включающий проведение выработок бурением с земной поверхности наклонно направленных скважин и установку в них тросовых анкеров с забойными замками, причем скважины проходят по спирали по оси плоскости скольжения, причем с глубиной проходки диаметр спирали уменьшают [1].

Наиболее близким к изобретению в части способа по решаемой задаче и достигаемому результату является принятый за наиболее близкий аналог способ укрепления земляного сооружения, включающий бурение вдоль сооружения скважин, заполнение скважин твердеющим материалом и формирование стволов свай [2].

В части устройства для укрепления земляного сооружения наиболее близким является устройство для укрепления земляного сооружения, включающее подвижную несущую металлическую платформу, установленную на опоры, и оборудование для производства работ по укреплению [3].

Недостатками известного способа и устройства являются большие трудо- и материалозатраты, длительные сроки производства работ, невозможность производства работ на болотах и использования для земляных сооружений с откосами большой крутизны, недостаточная надежность укрепления и недолговечность укрепленных конструкций, причем известный способ не приводит к существенному понижению амплитуды упругих колебаний земляного сооружения, предназначенного для расположения на нем путей, возникающих при движении подвижного состава.

Задачей настоящего изобретения является снижение трудо- и материалозатрат, сокращение сроков производства работ, повышение надежности укрепления и долговечности укрепляемых конструкций при обеспечении возможности выполнения работ по укреплению земляных сооружений с откосами любой крутизны и в условиях строительства или укрепления земляных сооружений, расположенных на слабом, в том числе, болотистом основании, а также уменьшение величины упругих колебаний земляного сооружения до заданного нормативного значения.

Задача решена за счет того, что в способе укрепления земляного сооружения, включающем бурение вдоль сооружения скважин, заполнение скважин твердеющим материалом и формирование стволов свай, при укреплении земляного сооружения, возведенного или возводимого на болотах, скважины бурят с использованием обсадных труб рядами с наружных сторон путей с верхней поверхности земляного сооружения с прорезкой тела сооружения, подстилающего его слоя торфа и заглублением в подстилающее слой торфа минеральное дно, после чего в скважины последовательно опускают рабочий электрод, который подключают к электроимпульсной установке, заполняют скважины твердеющим электропроводным материалом и производят заданное число электрических разрядов при расположении электродов в нижней части скважины и по мере его подъема до образования вдоль рядов скважин противофильтрационных стенок из образующих примыкающих плотную друг к другу или секущихся свай.

В части устройства задача решена за счет того, что в устройстве для укрепления земляного сооружения, включающем подвижную несущую металлическую платформу, установленную на опоры, и оборудование для производства работ по укреплению, платформа по длине выполнена составной из четырех, соединенных гибкой связью секций, а опоры - в виде труб, расположенных вдоль земляного сооружения в пробуренных двумя рядами скважинах с образованием трубами одного ряда, наиболее удаленного от продольной оси земляного сооружения, поддерживающих элементов опоры, а трубами другого, наименее удаленного от продольной оси земляного сооружения ряда, - обсадных элементов для производства работ по укреплению земляного сооружения, причем на первой по ходу производства работ секции платформы размещен буровой станок, на двух следующих секциях - электроимпульсная установка для производства электрических разрядов в скважинах при укреплении грунта и тяговые лебедки перемещения платформы на заданный расчетный шаг, а на последней секции - поворотный кран для извлечения из скважин труб, образующих поддерживающие и обсадные элементы опор.

Технический результат, обеспечиваемый перечисленной совокупностью признаков, состоит в том, что обеспечивается возможность создания в теле земляного сооружения, возводимого или возведенного на слабом основании, жесткого свайного основания, концы свай которого оказываются заделанными в минеральное дно, что и обеспечивает повышение долговечности укрепляемых конструкций, надежности укрепления, а также снижение трудо- и материалоемкости, сроков производства работ, которые оказывается возможным выполнять в условиях слабых оснований и для земляных сооружений с откосами любой крутизны.

На фиг. 1 изображено земляное сооружение, укрепленное способом по изобретению, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, в плане; на фиг. 3 - земляное сооружение в стадии производства работ; на фиг. 4 - то же, в плане; на фиг. 5 - платформа в плане.

Способ укрепления земляного сооружения 1, возведенного или возводимого на болотах, осуществляют путем бурения вдоль сооружения 1 скважин 2, которые выполняют с использованием обсадных труб рядами с наружных сторон путей 4, расположенных на сооружении 1. Скважины 2 прорезают тело земляного сооружения 1, подстилающий его слой торфа 5 (слабое основание) и заглублены в подстилающее слой торфа 5 минеральное дно 6. В скважины 2 последовательно опускают рабочий электрод (на чертежах не показан), который подключают к электроимпульсной установке (на чертежах не показаны), заполняют скважины твердеющим электропроводным материалом и производят заданное число электрических разрядов при расположении электродов в нижней части скважины и по мере его подъема до образования вдоль рядов скважин противофильтрационных стенок из образующихся примыкающих вплотную друг к другу или секущихся свай 7.

Устройство для укрепления земляного сооружения 1 содержит подвижную несущую металлическую платформу 8, выполненную составной из четырех секций 9, 10, 11, 12, соединенных гибкой связью 13. Платформа 8 установлена на опоры 14, которые выполнены в виде двух рядов труб, расположенных вдоль сооружения 1.

Трубы 15, расположенные в наиболее удаленном от продольной оси земляного сооружения 1 ряду, образуют поддерживающие элементы опоры 14, а трубы 16 (не показаны), расположенные в наименее удаленном от продольной оси сооружения 1 ряду, образуют обсадные элементы для производства работ по укреплению земляного сооружения и именно в этом ряду скважин образуют примыкающие вплотную друг к другу или секущиеся сваи 7.

На первой по ходу производства работ секции 9 платформы 8 размещен буровой станок (на чертежах не показан) на двух следующих 10 и 11 - электроимпульсная установка для производства электрических разрядов в скважинах при укреплении грунта и тяговые лебедки (на чертежах не показано) для перемещения платформы 8 на заданный расчетный шаг, а на последней секции 12 - поворотный кран для извлечения из скважин труб 15, 16, образующих соответственно поддерживающие и обсадные элементы опор 14.

Трубы 15 и 16 являются инвентарными и после извлечения из скважин эти трубы посылают на первую секцию 9 платформы 8 для повторного использования.

Способ и устройство предназначены для укрепления земляного сооружения, возводимого или возведенного на слабом основании, в том числе болотистом. Способ включает бурение с использованием обсадных труб скважин вдоль сооружения с прорезкой его тела, подстилающего слоя торфа и заглублением в минеральное дно. Затем в скважины последовательно опускают рабочий электрод, который подключают к электроимпульсной установке, заполняют скважины твердеющим материалом и производят электрические разряды в уровне нижней части скважины и по мере его подъема до образования вдоль рядов скважин противофильтрационных стенок из образующихся примыкающих вплотную друг к другу или секущихся свай. Устройство для укрепления включает подвижную платформу, состоящую из четырех соединенных гибкой связью секций, и опор в виде двух рядов труб, расположенных вдоль сооружения в пробуренных скважинах. Трубы наиболее удаленного от продольной оси сооружения ряда образуют поддерживающие элементы опор, а трубы другого ряда образуют обсадные элементы для производства работ по укреплению. На первой по ходу секции платформы размещен буровой станок, на двух следующих - электроимпульсная установка и тяговые лебедки для перемещения платформы, а на последней секции - поворотный кран для извлечения труб из скважин. Изобретение обеспечивает снижение трудо- и материалозатрат, сокращение сроков производства работ и повышение качества укрепления и долговечности сооружения. 2 с.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ укрепления земляного сооружения, включающий бурение вдоль сооружения скважин, заполнение скважин твердеющим материалом и формирование стволов свай, отличающийся тем, что при укреплении земляного сооружения, возведенного или возводимого на болотах, скважины бурят с использованием обсадных труб рядами с наружных сторон путей с верхней поверхности земляного сооружения с прорезкой тела сооружения, подстилающего его слоя торфа и заглублением в подстилающее слой торфа минеральное дно, после чего в скважины последовательно опускают рабочий электрод, который подключают к электроимпульсной установке, заполняют скважины твердеющим электропроводным материалом и производят заданное число электрических разрядов при расположении электрода в нижней части скважины и по мере его подъема до образования вдоль рядов скважин противофильтрационных стенок из образующихся примыкающих вплотную друг к другу или секущихся свай. 2. Устройство для укрепления земляного сооружения, включающее подвижную несущую металлическую платформу, установленную на опоры, и оборудование для производства работ по укреплению, отличающееся тем, что платформа по длине выполнена составной из четырех соединенных гибкой связью секций, а опоры - в виде труб, расположенных вдоль земляного сооружения в пробуренных двумя рядами скважинах с образованием трубами одного ряда, наиболее удаленного от продольной оси земляного сооружения, поддерживающих элементов опоры, а трубами другого, наименее удаленного от продольной оси земляного сооружения ряда - обсадных элементов для производства работ по укреплению земляного сооружения, причем на первой по ходу производства работ секции платформы размещен буровой станок, на двух следующих секциях - электроимпульсная установка для производства электрических разрядов в скважинах при укреплении грунта и тяговые лебедки для перемещения платформы на заданный расчетный шаг, а на последней секции - поворотный кран для извлечения из скважин труб, образующих поддерживающие и обсадные элементы опор.