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 в земной поверхности наклонно направленных скважин и установку в них тросовых анкеров с забойными замками, причем скважины проходят по спирали по оси плоскости скольжения, при этом с глубиной проходки диаметр спирали уменьшают (см. SU авторское свидетельство 1717725, кл. E 02 D 17/20, 1992).

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 (см. , например, SU, авторское свидетельство 1601286, кл. E 02 D 27/36, 1990).

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 (см., например, SU, авторское свидетельство, 553333, кл. E 02 17/20, 1992).

Недостатками известных 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 или слабом основании, скважины бурят с использованием обсадных труб рядами с наружных сторон путей, размещаемых на земляном сооружении, с верхней поверхности земляного сооружения с прорезкой тела сооружения, подстилающего его слоя торфа или слабого основания и заглублением в подстилающее слой торфа или слабое основание минеральное дно, причем, по крайней мере, часть скважин выполняют наклонными, а смежные из них - наклонными в противоположные стороны, непересекающимися, причем скважины, наклонные к продольной оси сооружения, выполняют пересекающими поверхность минерального дна в точках, соосных осям путей, а после образования скважин в них последовательно опускают рабочий электрод, который подключают к электроимпульсной установке, заполняют скважины твердеющим электропроводным раствором и производят электрические разряды с образованием в зоне слоя торфа или слабого основания непересекающихся уширений свай и зон фильтрации воды между ними.

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 выполнена по длине составной из соединенных между собой жесткой связью двух секций, установленных с возможностью перемещения на длину, соответствующую расстоянию между скважинами, причем на одной секции платформы расположено буровое оборудование для бурения вертикальных и наклонных скважин, а на другой - оборудование для производства электрогидравлических разрядов и заполнения скважин электропроводным твердеющим раствором.

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.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено укрепляемое земляное сооружение, поперечный разрез, на фиг. 2 - то же в плане, на фиг. 3 - земляное сооружение в стадии производства работ с помощью устройства для укрепления земляного сооружения, поперечный разрез, на фиг. 4 - платформа в плане.

Способ укрепления земляного сооружения 1, возводимого или возведенного на слабом или торфяном основании 2, осуществляют путем бурения вдоль сооружения 1 скважин 3 с использованием обсадных труб (на чертежах не показаны).

Скважины бурят рядами с наружных сторон путей 4, размещаемых на земляном сооружении 1, с верхней его поверхности с прорезкой тела сооружения 1, подстилающего его слоя торфа 2 или слабого основания и заглублением в минеральное дно 5. По крайней мере, часть скважин выполняют наклонными, а смежные из них 6 и 7 - наклонными в противоположные стороны, непересекающимися, причем скважины, наклонные к продольной оси сооружения, выполняют пересекающими поверхность 8 минерального дна в точках 9 и 10, соосных осям путей 4. После образования скважин в них последовательно опускают рабочий электрод (на чертежах не показан), который подключают к электроимпульсной установке 11, заполняют скважины твердеющим электропроводным раствором и производят электрические разряды с образованием в зоне слоя торфа 2 или слабого основания непересекающихся уширений 12 свай 13 и зон 14 фильтрации воды между ними.

Устройство для укрепления земляного сооружения 1 включает подвижную несущую металлическую платформу 15, установленную на опоры 16, выполненные в виде рельсового пути, который размещают на насыпном грунте 17. Платформа 15 выполнена по длине составной из соединенных между собой жесткой связью 18 двух секций 19 и 20, установленных с возможностью перемещения на длину, соответствующую расстоянию между скважинами в ряду. На секции 19 платформы 15 расположено буровое оборудование 21 для бурения вертикальных и наклонных скважин, а на секции 20 - оборудование для производства электрогидравлических разрядов и заполнения скважин электропроводным твердеющим раствором.

После освобождения рабочей скважины при перемещении платформы производят опускание электрода до забоя скважины и подачу твердеющего электропроводного раствора в скважину до полного ее заполнения, включают электроимпульсную установку, обеспечивая заданное количество разрядов, поднимают обсадную трубу с электродом на заданный шаг обработки скважины с последующим включением электроимпульсной установки до проектной отметки уширения скважин, производят окончательный подъем обсадной трубы и электрода, доливку бетона в скважину и вытаскивание обсадной трубы.

Инвентарные трубы посылают в голову платформы для их последующего использования, обработку электрическим разрядом слабых грунтов производят пониженной энергией, при бурении наклонных скважин рабочий орган бурового станка поворачивается на проектный угол бурения и производится последовательность операций, указанных выше.

Обсадная труба в данном случае является инвентарным буровым приспособлением для проходки зоны слабых грунтов.

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. По крайней мере часть скважин выполняют наклонными, а смежные из них - наклонными в противоположные стороны, непересекающимися, причем скважины, наклонные к продольной оси сооружения, выполняют пересекающими поверхность минерального дна в точках, соосных осям путей. После образования скважин в них последовательно опускают рабочий электрод, который подключают к электроимпульсной установке, заполняют скважины твердеющим электропроводным раствором и производят разряды с образованием в зоне слоя торфа или слабого основания непересекающихся уширений свай и зон фильтрации воды между ними. Устройство для укрепления земляного сооружения включает подвижную несущую металлическую платформу, опоры и оборудование для производства работ. Платформа выполнена составной из двух соединенных между собой жесткой связью секций, установленных с возможностью перемещения на длину, соответствующую расстоянию между скважинами. На одной секции расположено буровое оборудование, а на другой - оборудование для производства электрогидравлических разрядов и заполнения скважин электропроводным твердеющим материалом. Это обеспечивает снижение трудо- и материалозатрат, сокращение сроков производства работ и повышение качества укрепления и долговечности сооружения. 2 с.п. ф-лы, 4 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 или слабом основании, скважины бурят с использованием обсадных труб рядами с наружных сторон путей, размещаемых на земляном сооружении, с верхней поверхности земляного сооружения с прорезкой тела сооружения, подстилающего слоя торфа или слабого основания и заглублением в подстилающей слой торфа или слабое основание минеральное дна, причем по крайней мере часть скважин выполняют наклонными, а смежные из них - наклонными в противоположные стороны, непересекающимися, причем скважины, наклонные к продольной оси сооружения, выполняют пересекающими поверхности минерального дна в точках, соосных с осями путей, а после образования скважин в них последовательно опускают рабочий электрод, который подключают к электроимпульсной установке, заполняют скважины твердеющим электропроводным раствором и производят электрические разряды с образованием в зоне слоя торфа или слабого основания непересекающихся уширений свай и зон фильтрации воды между ними. 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 выполнена по длине составленной из соединенных между собой жесткой связью двух секций, установленных с возможностью перемещения на длину, соответствующую расстоянию между скважинами, причем на одной секции платформы расположено буровое оборудование для бурения вертикальных и наклонных скважин, а на другой - оборудование для производства электрогидравлических разрядов и заполнения скважин электропроводным твердеющим раствором.