Способ возведения 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 отсутствие возможности его реализации при монолитном строительстве стены в грунте, а также невозможность 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 возведения стены в грунте с повышенными эксплуатационными характеристиками, обеспеченными устойчивым состоянием стенок траншеи при их сооружении и низкой их водопроницаемостью, значительно понижающей контакт с возможно агрессивной подземной водой, что достигается кольматацией грунтов по стенкам траншеи и коркой из дисперсной фазы тиксотропного раствора, по смоченному периметру траншеи.

Технический результат достигается тем, что при реализации способа возведения 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 тока 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 композитный арматурный каркас, рядом с которым по продольной оси траншеи располагают электрод с отрицательным полюсом в виде арматурного стержня, а электроды с положительным полюсом, также в виде арматурных стержней 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, используют ультразвуковой генератор, который располагают в средней части траншеи, после проведения электрофореза электроды и ультразвуковой генератор отключают от источника тока и извлекают из грунта и траншеи, которую заполняют 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 композитный арматурный каркас, рядом с которым по продольной оси траншеи устанавливают в виде арматурного стержня электрод с отрицательным полюсом, а электроды с положительным полюсом, также в виде арматурных стержней устанавливают в грунт по обеим сторонам траншеи, симметрично и на расстоянии 0,6-1,5 м от ее кромки, при этом для поддержания подвижности тикотропного раствора используют ультразвуковой генератор, который располагают в средней части траншеи, после проведения электрофореза электроды отключают от источника тока, ультразвуковой генератор и электрод с отрицательным полюсом удаляют и заполняют траншею бетоном на основе мелкозернистого наполнителя.

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

Конструктивно-технологическая схема реализации способа возведения стены в грунте включает разработанную траншею 1, заполненную тиксотропным раствором, в которой располагают сетки с шагом 200x200 мм, диаметром 12-14 мм, композитных арматурных каркасов, находящихся у боковых стенок траншеи 1. Рядом с композитными арматурными каркасами 2, по продольной оси траншеи 1 устанавливают в виде арматурных стержней электроды 3, диаметром 20-24 мм связанные с отрицательным полюсом, с шагом порядка 1,5-2,0 м, а электроды 4 с положительным полюсом, также в виде арматурных стержней диаметром 20-24 мм, устанавливают в грунт по обеим сторонам траншеи, симметрично и на расстоянии 0,6-1,5 м от ее кромки. От источника тока 5, в качестве которого используют передвижной электрический преобразователь, например ВС 500, подается отрицательный заряд на электроды 3 расположенные внутри траншеи 1, а на другие электроды 4, расположенных в не траншеи 1 в грунте по обеим сторонам траншеи 1, симметрично и на расстоянии 0,6-1,5 м от ее края, подают от источника тока 5 положительный заряд, по электрическим проводам 6, таким образом осуществляется электрофорез, воздействие которого эффективно в течение 10-15 мин при силе тока равной 300-320 А и напряжении 30-60 В. Для поддержания подвижности тикотропного раствора, в средней части траншеи 1 располагаю ультразвуковой генератор 7.

Способ возведения 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 композитные арматурные каркасы 2 (сетка ячейкой 200x200 мм), выполненные на всю глубину траншеи из композитной арматуры диаметром 12-14 мм. Рядом с арматурными каркасами 2 с шагом 1,0-1,5 м помещают арматуру диаметром 20-24 мм, которая будет выполнять функцию электрода - катода 3. По направлению перпендикулярному боковым стенкам траншеи 1, на расстоянии 0,6-1,5 м от кромки, 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 кромки транше 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. На электроды 3 от источника тока 5, (передвижной электрический преобразователь, например ВС 500), подается отрицательный заряд по проводам 6, также подается и положительный заряд на электроды 4. Для реализации кольматации грунтов в около траншейном пространстве, между электродами 3 и 4 (катодами и анодами) и образовании глинистой корки по внутреннему периметру траншеи 1, заполненной суспензией на основе бентонитовой глины, при устройстве стены в грунте, используется возможность организации движения твердой глинистой фазы суспензии под действием постоянного электрического тока, реализуя процесс электрофореза, когда в течение 10-15 мин при силе тока равной 300-320 А и напряжении 30-60 В, созданных источником тока 5, формируется движение дисперсной фазы суспензии. Для поддержания подвижности тиксотропного раствора, в средней части траншеи 1 располагают ультразвуковой генератор 7. После проведения процедуры электрофореза электроды 3 и 4, а также ультразвуковой генератор 7 отключают от источника тока 5, ультразвуковой генератор 7 и электроды 3 извлекают из траншеи 1, а электроды 4 из грунта и заполняют траншею 1 бетоном на основе мелкозернистого наполнителя.

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. Способ возведения 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 композитный арматурный каркас, рядом с которым по продольной оси траншеи располагают электрод с отрицательным полюсом в виде арматурного стержня, а электроды с положительным полюсом, также в виде арматурных стержней устанавливают в грунт по обеим сторонам траншеи, симметрично и на расстоянии 0,6-1,5 м от ее края. Для поддержания подвижности тиксотропного раствора, используют ультразвуковой генератор, который располагают в средней части траншеи. После проведения электрофореза электроды и ультразвуковой генератор отключают от источника тока и извлекают из грунта и траншеи, которую заполняют бетоном на основе мелкозернистого наполнителя. Технический результат состоит в обеспечении разработки способа возведения стены в грунте с повышенными эксплуатационными характеристиками, обеспеченными устойчивым состоянием стенок траншеи при их сооружении и низкой их водопроницаемостью, значительно понижающей контакт с возможно агрессивной подземной водой, что достигается кольматацией грунтов по стенкам траншеи и коркой из дисперсной фазы тиксотропного раствора, по смоченному периметру траншеи. 2 ил.

Способ возведения 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 композитный арматурный каркас, рядом с которым по продольной оси траншеи располагают электрод с отрицательным полюсом в виде арматурного стержня, а электроды с положительным полюсом, также в виде арматурных стержней 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, используют ультразвуковой генератор, который располагают в средней части траншеи, после проведения электрофореза электроды и ультразвуковой генератор отключают от источника тока и извлекают из грунта и траншеи, которую заполняют бетоном на основе мелкозернистого наполнителя.