Способ электрохимического закрепления грунта Советский патент 1984 года по МПК E02D3/11 

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабых грунтах, в частности к закреплению грунта электрохимическим воздействием на него.

Известен способ электрохимического закрепления грунта, включающий погружение в грунт электродов-инъекторов, подачу на них напряжения постоянного тока и введение в грунт через электроды-инъекторы закрепляющего материала С 1 3.

Наиболее близким к изобретению является способ электрохимического закрепления грунта, включающий погружение в грунт электродов, подачу на них напряжения постоянного тока, введение в грунт раствора закрепляющего материала и обработку последнего углекислым газом r2j.

Недостатками указанных способов являются низкая несущая способность грунта, не превыщающая 40 кгс/см, а также относительно высокая стоимость закрепляющих материалов, что снижает Эффективность их применения в строи)гельствё.

Цель изобретения - повышение несущей способности грунта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу электрохимического закрепления грунта, включающему погружение в грунт электродов, подачу на них напряжения постоянного тока, введение в грунт раствора цементирующего материала с обработкой его углекислым газом,обработку цементирующего материала углекислым газом производят перед введением его в грунт, а подачу напряжения на электроды осуществляют последовательным его увеличением на 10-12 В через каждые 8-10 ч,причем величину начального напряжения принимают равным 36-40 В, а конечного равным 60-80 В.

На фиг. 1 изображена схема устройства для осуществления предложенного способа; на фиг. 2 - изменение электроосмотического давления в зависимости от напряжения на электродах; на фиг. 3 - изменение несущей способности .грунта при различном напряжении; на фиг. 4 - изменение несущей способности грунта через различные Лромежутки времени.

Последовательность технологических операций по укреплению мелкозернистых грунтов состоит в следующем.

Сначала в грунт погружаютна за5 данную глубину электроды 1 и 2 в виде дренажных трубок диаметром 3,55 см с шагом 2-3 м, из них анод-электрод 1 представляет собой дренажную трубку с запаянным нижним концом во избежание попадания грунта внутрь трубы, а катод-электрод 2 - это металлический стержень или отрезок трубы с приваренными к нему пластинами 3, изогнутыми в поперечном сече5 НИИ в виде параболы.

Применение изогнутых пластин 3 в электроде 2 увеличивает скорость насьщ1ения грунта известковым молоком в 2 раза по сравнению с катрдом, 20 выполненным без металлических пластин. Высота пластин 3 подобрана опытным путем и равна 2/3 глубины погружения электродов 1 и 2.

Затем электроды 1 и 2 подсоединягатся к источнику постоянного тока

(не показан) с одновременной подачей к анодам из бака 4 с помощью системы щлангов 5 закрепляющего материала - известкового молока.: В бак 4

под давлением 2-3 атм постоянно подается углекислый газ. Известковое молоко под действием углекислого газа увеличивает концентрацию ионов СаОН,, в 90-100 раз, т;е получается 9-10%-ньй

раствор извести в воде. Инъектирование отвердителя начинается при напряжении тока, равном 36-40 В, так как при напряжении менее 36 В явление электроосмотического давления

практически отсутствует (фиг. 2). Через каждый 8-10 ч напряжение тока необходимо увеличивать на 10-12 В, поскольку с течением времени электрический процесс в грунте затухает

за счет возрастания электрического сопротивления грунта (фиг. 4).

Подача углекислого газа в известковое молоко начинается одновременно с введением в грунт раствора закрепляющего материала и продолжается в течение всего процесса закрепления грунта, что обеспечивает неизменную концентрацию ионов СаОН-в известковом молоке.

Опыты показали,ЧТО несущая способность укрепляемого грунта нарастает наиболее интенсивно при увеличении напряжения тока на 10-12 В после каждого затухания электроосмотического процесса (фиг. 3), которое возникает при этих условиях через 8-10 ч. Полное насьпцение грунта происходит через 2-3 сут. при этом наибольшее значение напряжения постоянного тока дости: ет 60-80 В. При дальнейшем увеличении напряже ния интенсивность инъектирования уменьшается вследствие образования при нагреве грунта паров воды, которые заполняют поры, предотвращая дос туп в них известковому молоку. Проце упрощения грунта протекает и далее,. с течением времени достигая несущей способности, равной 120-150 кгс/см. Пример. Опыт производят в ла бораторных условиях на приборе размером 100x100 в плане и высотой 200 мм с латунной дренажной трубкой диаметром 10 мм, грунт-суглинок с объемным весом 1,7 г/см. Первоначально наливают в цилиндр известковое молоко и подают углекислый газ под давлением 1,5 ати. Первоначальное напряжение равно 40 В и увеличивается через каждые 10 ч на 10 В до конечного напряжения равного 70 В. Общее время воздействия электроосмотического давления на грунт составляет 50 ч. Из обработанного груна по предлагаемому способу изготавиваются образцы, которые подвергли спытаниям по известным методикам. Получены следующие результаты. Прочность на сжатие - в пределах о 90-100 кгс/см после 90 сут хранения в естественных условиях; нагревание образцов при 300 С в течение 3-х ч способствует возрастанию прочности на сжатие примерно на 20%; замораживание и оттаивание образцов в течение 25.циклов приводят к снижению прочности в среднем на 25%; вьщерживание образцов в течение 48 ч в воде практического снижения прочности не дает; прочность на сжатие с течением времепш возрастает, например, при 120 сут выдержки в естественньк услойиях прочность по сравнению с 90-суточным выдерживанием возросла в среднем на 10%. Применение предложенного способа электрохимического закрепления в про. изводственных условиях обеспечит практическую возможность применять укрепленный грунт наряду с бетонными конструкциями, что позволит снизить стоимость 1 м строительных конструкций в грунте примерно на 15 руб.

СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА, включающий погру кен ие в грунт электродов, подачу на них напряжения постоянного тока, введение в грунт раствора цементирующего материала с обработкой его углекислым газом, отличающийс я тем, что, с целью повышения несущей способности грунта, обработку цементирующего материала углекислым . газом проводят перед введением его в грунт, а подачу напряжения на электроды осуществляют последовательным его увеличением на 10-12 В через каждый 8-10 ч, причемвеличину начального напряжения принимают равным 36-40 В, а конечного равным 60-80 В. , С-Уу I I I ..-.jiptfi I .да- уь s j } Д итени pacmgopa M iT , w- j j J L- -. I 1 -rl (Pui.f

го 3ff 36 fO 50 ВО о 10 (риг, 2 Зона нож Напрйтенае 80 90 WO 9 болыпах