СПОСОБ ЭЛЕКТРООСМОТИЧЕСКОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА ВОКРУГ ФУНДАМЕНТОВ ОПОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ Российский патент 1999 года по МПК E02D3/11 

Изобретение относится к области строительства, в частности к технологиям закрепления фундаментов, и может быть использовано для повышения прочности и несущей способности грунта вокруг свайных фундаментов, например фундаментов опор различного технологического оборудования, в том числе опор линий электропередачи и элементов силового электрооборудования. Изобретение может быть использовано для существенного уменьшения или полной ликвидации подвижек фундаментов опор оборудования в зонах со слабыми грунтами, склонными к сезонным деформациям, например мерзлотному пучению. Изобретение может быть эффективно применено в условиях, когда традиционные методы решения данной задачи не могут быть использованы, например, из-за необходимости длительного отключения оборудования.

Для оценки новизны и изобретательского уровня заявленного решения рассмотрим ряд известных технических средств аналогичного назначения.

Известен способ электрохимического закрепления грунта, заключающийся в том, что в центре предварительно пробуренной и заполненной электролитом скважины размещают анодный электрод, а по периметру скважины устанавливают металлическую сетку, соединенную с отрицательным полюсом источника питания (см. SU, авторское свидетельство, N 977571, E 02 D 3/11, 1982).

Известен способ электроосмотического закрепления грунта, заключающийся в том, что при погружении в грунт анодных электродов вокруг устанавливаются дополнительные анодные электроды, которые размещают между прямыми, проходящими через основные анодные электроды. Через дополнительные анодные электроды в грунт периодически, после стабилизации величины минимального водопритока к катодному электроду, вводится растворитель (см. SU, авторское свидетельство N 1622514, E 02 D 3/11, 1991).

Известен способ предварительного упрочнения водонасыщенных пород в постоянном электрическом поле для отвалообразования при открытой обработке месторождений полезных ископаемых, заключающийся в том, что из складируемых пород вдоль внутренней стороны дамбы отвала создают поддерживаемую полосу из упрочненных породных цилиндров, образуемых анодами, концентрично расположенными вокруг общего катода (см. SU, авторское свидетельство N 274042, E 21 C 47/00, 1970).

Известен способ электрохимического закрепления грунта, включающий размещение в грунте совокупности перфорированных электродов-анодов и электродов-катодов, подключение их к соответствующим полюсам и подачу химического реагента, например водный раствор хлористого кальция или жидкое стекло, при этом электроды размещают в нескольких смежных кустах скважин путем концентрического расположения электродов-анадов вокруг имеющегося в каждом кусте электрода-катода, образуя сплошную полосу закрепленного грунта (см. А.И. Ильин, А. М. Гальперин, В.И. Стрельцов. "Управление долговременной устойчивостью откосов на карьерах", Москва, "Недра", 1985, с. 225).

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого изобретения.

Недостатками прототипа, не позволяющими достичь поставленной цели, является то, что такой способ оправдан при проведении противофильтрационных мероприятий, например сооружении противофильтрационной завесы, либо при проведении противооползневых мероприятий, например укрепительных работ на отвалах горнообогатительных комбинатов или карьеров. В остальных случаях применение такого способа приводит к неоправданному увеличению количества электродов, повышенному расходу средств на бурение скважин и электроэнергию. В частности, при решении поставленной задачи - укреплении грунта вокруг свайных фундаментов, например фундаментов опор технологического оборудования, этот способ практически неприменим, так как опоры могут располагаться группами на достаточно большом расстоянии друг от друга.

Задачей изобретения является закрепление грунта вокруг фундаментов опор различного оборудования, обеспечивающее устранение подвижек опор.

Сущность изобретения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше технического результата.

Согласно изобретению способ электрохимического закрепления грунта вокруг фундаментов опор технологического оборудования, включающий размещение в грунте совокупности перфорированных электродов-анодов и электродов-катодов, подключение их к соответствующим полюсам источника постоянного тока, пропускание тока между электродами и подачу через них в грунт закрепляющего раствора, характеризуется тем, что выбирают группу, состоящую из по меньшей мере двух фундаментов, после чего электроды-аноды располагают между фундаментами данной группы, а электроды-катоды располагают вне заданной зоны закрепления грунта, которую выбирают из условия охватывания ею указанной группы фундаментов.

В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется исправшиваемый объем правовой охраны.

Кроме этого, заявленное решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи, конкретные формы его материального воплощения, либо особые условия его использования:
зону закрепления грунта задают путем выбора относительных расстояний между электродами-анодами, электродами-катодами, фундаментами, а также глубины погружения электродов, из условия выполнения следующих соотношений:
H ≥ h,
B ≤ H,
A ≤ 0,4B,
C ≥ 0,6B,
2A ≤ L ≤ 3A,
где
H - глубина погружения электродов,
h - длина подземной части фундамента,
E - расстояние между электродами-анодами и электродами-катодами,
A - расстояние между электродом-анодом и ближайшим к нему фундаментом,
C - расстояние между электродом-катодом и ближайшим к нему фундаментом,
L - расстояние между фундаментами выбранной группы;
подачу закрепляющего раствора осуществляют одновременно с пропусканием тока между электродами, причем через заданный промежуток времени подачу закрепляющего раствора прекращают;
электроды-аноды располагают с учетом находящихся в группе металлических элементов, например частей контура заземления, с соблюдением условия отсутствия металлических элементов между электродом-анодом и ближайшим к нему фундаментом, при этом металлические элементы, расположенные вне зоны закрепления грунта, предварительно соединяют с электродами-катодами.

Заявленное техническое решение является новым, так как характеризуется наличием новой совокупности признаков, отсутствующей во всех известных объектах техники аналогичного назначения.

Непосредственный технический результат, который может быть получен при реализации заявленной совокупности признаков, заключается в закреплении грунта вокруг выбранной группы фундаментов опор и обеспечение им дополнительной жесткости.

Получение упомянутого технического результата обеспечивает появление у объекта изобретения в целом ряда новых полезных свойств, а именно повышение надежности работы технологического оборудования.

Указанное позволяет признать заявленное техническое решение соответствующим критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена схема реализации заявленного способа.

Способ реализуют следующим образом.

К опорам технологического оборудования, в особенности к опорам силового электротехнического оборудования, предъявляются высокие требования по их устойчивости и надежности, что в ряде случаев приводит к необходимости проведения работ по укреплению грунта в месте их установки. Для реализации заявленного способа выбирают группу фундаментов 1 и 2 опор, по возможности относящихся к одному элементу технологического оборудования 3. Между фундаментами 1 и 2 выбранной группы опор устанавливают электроды-аноды 4, а электроды-катоды 5 располагают вне заранее заданной зоны закрепления грунта, которую назначают из условия охватывания ею выбранной группы фундаментов 1 и 2.

Зону закрепления грунта задают путем выбора относительных расстояний между электродами-анодами 4, электродами-катодами 5, фундаментами 1, 2 опор, а также глубины погружения электродов 4 и 5, из условия выполнения следующих соотношений:
H ≥ h,
B ≤ H,
A ≤ 0,4B,
C ≥ 0,6B,
2A ≤ L ≤ 3A,
где
H - глубина погружения электродов 4 и 5,
h - длина подземной части фундамента 1 и 2 опор,
B - расстояние между электродами-анодами 4 и электродами-катодами 5,
A - расстояние между электродом-анодом 4 и ближайшим к нему фундаментом опоры,
C - расстояние между электродом-катодом 5 и ближайшим к нему фундаментом опоры,
L - расстояние между фундаментами 1 и 2 опор выбранной группы.

Электроды-аноды 4 располагают с учетом наличия в грунте ранее заглубленных металлических элементов, например частей контура заземления, с соблюдением условия отсутствия металлических элементов между электродом-анодом 4 и ближайшим к нему фундаментом опоры, при этом металлические элементы, расположенные вне зоны закрепления грунта, предварительно соединяют с электродами-катодами 5.

После установки электродов и их подключения к соответствующим полюсам источника тока 6 осуществляют подачу в грунт через электроды закрепляющего раствора одновременно с пропусканием тока между электродами, причем через заданный промежуток времени подачу закрепляющего раствора прекращают.

В результате такой обработки механические свойства грунта за счет изменения его структуры значительно улучшаются, а после прекращения подачи химреагента снижается влажность и возрастает несущая способность грунта, уменьшаются последствия его морозного пучения и т.п.

Способ позволяет повысить надежность работы ответственного оборудования, устранить необходимость проведения дорогостоящих ремонтных работ с отключением оборудования.

Изобретение относится к строительству, в частности к технологиям закрепления фундаментов. Для реализации заявленного способа выбирают группу фундаментов и опор, по возможности относящихся к одному элементу технологического оборудования. Между фундаментами выбранной группы опор устанавливают электроды-аноды, а электроды-катоды располагают вне заранее заданной зоны закрепления грунта, которую назначают из условия схватывания ею выбранной группы фундаментов. Зону закрепления грунта задают путем выбора относительных расстояний между электродами-анодами, электродами-катодами, фундаментами опор, а также глубины погружения электродов. Электроды-аноды располагают с учетом наличия в грунте ранее заглубленных металлических элементов. При этом металлические элементы, расположенные вне зоны закрепления грунта, предварительно соединяют с электродами-катодами. После установки электродов и их подключения к соответствующим полюсам источника тока осуществляют подачу в грунт через электроды закрепляющего раствора одновременно с пропусканием тока между электродами, причем через заданный промежуток времени подачу закрепляющего раствора прекращают. Техническим результатом является возможность повышения надежности работы ответственного оборудования и устранение необходимости отключения оборудования на время ремонта. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ электрохимического закрепления грунта вокруг фундаментов технологического оборудования, включающий размещение в грунте совокупности перфорированных электродов-анодов и электродов-катодов, подключение их к соответствующим полюсам источника постоянного тока, пропускание тока между электродами и подачу через них в грунт закрепляющего раствора, отличающийся тем, что выбирают группу, состоящую по меньшей мере из двух фундаментов, после чего электроды-аноды располагают между фундаментами данной группы, а электроды-катоды располагают вне заданной зоны закрепления грунта, которую выбирают из условия охватывания ею указанной группы фундаментов. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что зону закрепления грунта задают путем выбора относительных расстояний между электродами-анодами, электродами-катодами, фундаментами, а также глубины погружения электродов, из условия выполнения следующих соотношений:
H ≥ h, B ≤ H,
A ≤ 0.4B,
C≥ 0.6B,
2A ≤ L ≤ 3A,
где H - глубина погружения электродов;
h - длина подземной части фундамента;
B - расстояние между электродами-анодами и электродами-катодами;
A - расстояние между электродом-анодом и ближайшим к нему фундаментом;
С - расстояние между электродом-катодом и ближайшим к нему фундаментом;
L - расстояние между фундаментами выбранной группы. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что подачу закрепляющего раствора осуществляют одновременно с пропусканием тока между электродами, причем через заданный промежуток времени подачу закрепляющего раствора прекращают. 4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что электроды-аноды располагают с учетом находящихся в грунте металлических элементов, например частей контура заземления, с соблюдением условия отсутствия металлических элементов между электродом-анодом и ближайшим к нему фундаментом, при этом металлические элементы, расположенные вне зоны закрепления грунта, предварительно соединяют с электродами-катодами.