Способ создания стены в грунте Российский патент 2023 года по МПК E02D5/20 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении в грунте противофильтрационных или ограждающих конструкций, для строительства в слабых водонасыщенных грунтах сооружений различного назначения, например, туннелей, автомобильных и железнодорожных магистралей, подземных плотин.

Известен способ укрепления грунтов, в том числе слабых водонасыщенных, реализация которого осуществляется через систему инъекторов, когда в основание зданий и сооружений вводят уплотняющий раствор представляющий песчано-цементную смесь. Результатом действия является грунтоцементный несущий элемент с образованием жесткого каркаса непосредственно в самом массиве грунта с повышенной несущей способностью, из природно-техногенного композита, (патент РФ 2059044, E02D 3/12, 1996 г.).

Известно, что реализуемые посредством струйной технологии сооружения могут представлять ограждающие конструкции, а также фундаменты под строящимися зданиями /«Рекомендации по струйной технологии сооружения противофильтрационных завес, фундаментов, подготовки оснований и разработки мерзлых грунтов». ВНИИОСП, М., 1989 Г., стр. 43/.

Однако сооружения, возводимые с использованием струйных технологий, не достаточно надежны в качестве ограждающих конструкций из-за их невысокой сопротивляемости агрессивным водам, способным нарушить жесткость и несущую способность конструкций.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ возведения сборной железобетонной стены в грунте, согласно которому заделку стыков между панелями производят путем установки на обращенных друг к другу концах смежных панелей разнополюсных электродов и пропускания по ним электрического тока (А.С. 718545, E02D 5/20; 1980 г.).

Недостатком известного способа являются невозможность его реализации при монолитном строительстве стены в грунте, а также невозможности организации процесса укрепления грунтов по боковым стенкам траншеи и защитной корки по смоченному периметру, препятствующей контакту бетона с агрессивной водой подземного стока.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является разработка способа сооружения стены в грунте с повышенными эксплуатационными характеристиками, обеспеченными устойчивым состоянием стенок траншеи при их получении и низкой их водопроницаемостью, значительно понижающей контакт с возможно агрессивной подземной водой, что достигается кольматацией грунтов в затраншейном пространстве, между разнополюстными электродами и коркой из дисперсной фазы тиксотропного раствора, по смоченному периметру траншеи.

Технический результат достигается тем, что в способе создания стены в грунте, включающем разработку траншеи под защитой тиксотропного раствора, установку строительного элемента, использование разнополюсных электродов с пропусканием по ним электрического тока подаваемого от источника питания с отрицательным и положительным выводами и заполнение траншеи бетоном, согласно изобретению внутреннюю поверхность траншеи смоченную тиксотропным раствором подвергают воздействию электрофореза в течение 10-15 мин при силе тока равной 300-320 А и напряжении 30-60 В, при этом для его создания, в качестве строительного элемента устанавливают металлический арматурный каркас, который выполняет функцию электрода с отрицательным полюсом, а электроды с положительным полюсом устанавливают в грунт по обеим сторонам траншеи, симметрично и на расстоянии 0,6-1,5 м от ее края, при этом для поддержания подвижности тиксотропного раствора, металлический арматурный каркас подвергают низкочастотным механическим колебаниям с помощью вибратора, который располагают на верхней части металлического арматурного каркаса, после проведения электрофореза электроды отключают от источника питания, вибратор снимают и заполняют траншею бетоном на основе мелкозернистого наполнителя.

Сопоставительный анализ заявляемого способа с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается тем, что внутреннюю поверхность траншеи смоченную тиксотропным раствором подвергают воздействию электрофореза в течение 10-15 мин при силе тока равной 300-320 А и напряжении 30-60 В, при этом для его создания, в качестве строительного элемента устанавливают металлический арматурный каркас, который выполняет функцию электрода с отрицательным полюсом, а электроды с положительным полюсом устанавливают в грунт по обеим сторонам траншеи, симметрично и на расстоянии 0,6-1,5 м от ее края, при этом для поддержания подвижности тиксотропного раствора, металлический арматурный каркас подвергают низкочастотным механическим колебаниям с помощью вибратора, который располагают на верхней части металлического арматурного каркаса, после проведения электрофореза электроды отключают от источника питания, вибратор снимают и заполняют траншею бетоном на основе мелкозернистого наполнителя.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен фрагмент конструктивно-технологического разреза реализации способа создания стены в грунте, а на фиг. 2 план фрагмента конструктивно-технологической схемы.

Конструктивно-технологическая схема реализации способа создания стены в грунте включает разработанную траншею 1, заполненную тиксотропным раствором, в которой располагают металлические арматурные каркасы 2 в виде сеток. На них от источника питания 3, в качестве которого может быть использован передвижной электрический преобразователь, например ВС 500, подается отрицательный заряд, а на другую пару электродов 4, расположенных в грунте по обеим сторонам траншеи 1, симметрично и перпендикулярно стенкам, на расстоянии 0,6-1,5 м от ее края, подают от источника питания 3 положительный заряд, по электрическим проводам 5, подобным же образом как и подается отрицательный заряд, что реализует, в полученной таким образом системе, электрофорез, воздействие которого эффективно в течение 10-15 мин при силе тока равной 300-320 А и напряжении 30-60 В, при этом для поддержания подвижности тиксотропного раствора, металлический арматурный каркас 2 подвергают низкочастотным механическим колебаниям с помощью вибратора 6, который располагают на верхней части металлического арматурного каркаса 2.

Способ создания стены в грунте реализуется следующим образом: выемку грунта при устройстве траншеи 1 осуществляют под защитой тиксотропного раствора, механическим способом. В разработанную таким образом до проектных размеров траншею 1, заполненную тиксотропным раствором на основе бентонитовой глины, помещают металлические арматурные каркасы 2 (сетка ячейкой 200×200 мм), выполненные на всю глубину траншеи из металлической арматуры диаметром 12-14 мм, которые выполняют функцию электрода - катода, располагая их у стенок траншеи 1. На арматурные каркасы 2 от источника питания 3, которым служит передвижной электрический преобразователь, например ВС 500, подастся отрицательный заряд. По направлению перпендикулярному боковым стенкам траншеи 1, на расстоянии 0,6-1,5 м от ее края, в грунт помещают с шагом порядка 1 м, арматуру диаметром 20-24 мм, которая будет выполнять функцию другого электрода анода 4. При этом расстояние от края или кромки траншеи 1 до электрода - анода 4 тем меньше, чем плотнее грунт, в который их помещают. В свою очередь электроды 4 погружают в грунт с помощью пневматических молотков или механических копров. Для реализации кольматации грунтов в около траншейном пространстве, между электродами 2 и 4 (катодами и анодами) и образовании глинистой корки по внутренним периметру поверхности траншеи 1, заполненной тиксотропным раствором в виде суспензии на основе бентонитовой глины, при устройстве стены в грунте, используется возможность организации движения твердой глинистой фазы суспензии под действием постоянного электрического тока. Таким образом осуществляется процесс электрофореза, который проходит в течение 10-15 мин при силе тока равной 300-320 А и напряжении 30-60 В, созданных источником питания 3, в результате формируется движение дисперсной фазы суспензии. Для поддержания подвижности тикотропного раствора, металлический арматурный каркас 2 подвергают низкочастотным механическим колебаниям с помощью вибратора 6, который располагают на верхней части металлического арматурного каркаса 2. После проведения процедуры электрофореза электроды 2 и 4 отключают от источника питания 3, вибратор 6 снимают и заполняют траншею 1 бетоном на основе мелкозернистого наполнителя.

Таким образом, реализуемый способ сооружения стены в грунте, за счет организации электрофореза, в процессе строительства, обеспечивает выполнение кольматация грунтов в затраншейном пространстве, между разнополюстными электродами, а также создание глинистой корки из мелкодисперсной фазы суспензии, по внутреннему смоченному периметру траншеи, что позволяет осуществить качественное бетонирование траншеи, вследствие большей устойчивости ее стенок. Заявляемый способ, также повысит эксплуатационные качества стены в грунте, в следствие минимизации или исключения контактов самой бетонной стены с агрессивными подземными водами.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении в грунте противофильтрационных или ограждающих конструкций для строительства в слабых водонасыщенных грунтах сооружений различного назначения. Способ создания стены в грунте включает разработку траншеи под защитой тиксотропного раствора, установку строительного элемента, использование разнополюсных электродов с пропусканием по ним электрического тока, подаваемого от источника тока с отрицательным и положительным выводами, и заполнение траншеи бетоном. Внутреннюю поверхность траншеи, смоченную тиксотропным раствором, подвергают воздействию электрофореза в течение 10-15 мин при силе тока, равной 300-320 А, и напряжении 30-60 В, при этом для его создания в качестве строительного элемента устанавливают металлический арматурный каркас, который выполняет функцию электрода с отрицательным полюсом, а электроды с положительным полюсом устанавливают в грунт по обеим сторонам траншеи, симметрично и на расстоянии 0,6-1,5 м от ее края. Для поддержания подвижности тиксотропного раствора металлический арматурный каркас подвергают низкочастотным механическим колебаниям с помощью вибратора, который располагают на верхней части металлического арматурного каркаса. После проведения электрофореза электроды отключают от источника питания, вибратор снимают и заполняют траншею бетоном на основе мелкозернистого наполнителя. Технический результат состоит в обеспечении разработки способа сооружения стены в грунте с повышенными эксплуатационными характеристиками, обеспеченными устойчивым состоянием стенок траншеи при их получении и низкой их водопроницаемостью, значительно понижающей контакт с возможно агрессивной подземной водой, что достигается кольматацией грунтов в затраншейном пространстве, между разнополюсными электродами и коркой из дисперсной фазы тиксотропного раствора, по смоченному периметру траншеи. 2 ил.

Способ создания стены в грунте, включающий разработку траншеи под защитой тиксотропного раствора, установку строительного элемента, использование разнополюсных электродов с пропусканием по ним электрического тока, подаваемого от источника тока с отрицательным и положительным выводами, и заполнение траншеи бетоном, отличающийся тем, что внутреннюю поверхность траншеи, смоченную тиксотропным раствором, подвергают воздействию электрофореза в течение 10-15 мин при силе тока, равной 300-320 А, и напряжении 30-60 В, при этом для его создания в качестве строительного элемента устанавливают металлический арматурный каркас, который выполняет функцию электрода с отрицательным полюсом, а электроды с положительным полюсом устанавливают в грунт по обеим сторонам траншеи, симметрично и на расстоянии 0,6-1,5 м от ее края, при этом для поддержания подвижности тиксотропного раствора металлический арматурный каркас подвергают низкочастотным механическим колебаниям с помощью вибратора, который располагают на верхней части металлического арматурного каркаса, после проведения электрофореза электроды отключают от источника питания, вибратор снимают и заполняют траншею бетоном на основе мелкозернистого наполнителя.