Способ технической мелиорации переувлажненных грунтовых смесей Советский патент 1985 года по МПК E02B7/06 

Изобретение относится к строитель ству и предназначено для подготовки грунтов при возведении грунтовых со оружений, преимущественно в районах с влажным климатом. Известен способ технической мелиорации переувлажненных гр -нтовых сме сей путем их перемешивания, образова ния валков и просушки солнечными лучами lj . Однако указанный способ обладает большой трудоемкостью. Наиболее близок к предлагаемому способ технической мелиорации переувлажненных грунтовых смесей, включающий определение влажности и содержание по массе крупнообломочных включений и мелкозернистой составляю щей грунтовых смесей, дробление крупнообломочных включений и их пере мешивание с мелкозернистой составляю щей 2. Недостатками известного способа являются низкое качество подготовленных грунтовых смесей из-за наличия в них большого количества воды и невозможность получения оптимальных по влажности грунтовых смесей. При дроблении крупнообломочных включений вода из мелкозернистой составлякицей частично перераспределяется в дробленые ; частицы обломков в результате повьш1ения их адсорбционных свойств, но удаления воды и подсушки грунтовой смеси не происходит и вся имеющаяся влага остается в этой же смеси. По этой причине при укладке полученных переувлажненных смесей невозможно получить требуемых нормативных высоких плотностей. Это в свою очередь, .резко снижает производительность труда при возведении грунтовых сооружений. Цепь изобретения - поньшение производительности труда при укладке и уплотнении грунтовых смесей в тело сооружений. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу технической мелиорации грунтовых смесей, включающему определение влажности и содержания по массе крупнообломочных включений и мелкозернистой составляю щей грунтовых смесей, дробление круп нообломочных включений и их переметивание с мелкозернистой составляющей, перед или одновременно с дроблением крупнообломочных включен1гй из грунтовой смеси удаляют воду, а дробление крупнообломочных включений производят до получения удобоукладьгоаемой грунтовой смеси с оптимальной влажностью W определяемой по фор- k-Pk;где W оптимальная влажность мелкозема, определяемая по методу стандартного уплотнения или опытными производственными укатками;Р и Рц содержание соответственно мелкозернистого грунта и крупноебломочных включений по массе; W| - влажность дробленых крупнообломочных включений, размером более 2 мм, определяемая до начала укладки грунтовой смеси в сооружении лабораторным путем. , Удаление воды из грунтовой смеси производят в рыхлом ее состоянии ,пу тем вакуумирования ипи нагрева. Перемешивание мелкозернистого грунта с дроблеными крупнообломочными включениями производят непосредтственно при дроблении. При содержании крупнообломочных включений Р, более 50% па массе их дробление производят -до получения оптимального содержания мелкозернисв смеси Р не менее 50% того грунта по массе. Удаление воды из грунтовой смеси и дробление крупнообломочных включений производят одновременно путем приложения вертикальной статической и сдвигающей нагрузок.посредством перемещения дробящей плиты. Дробление крупнообломочных включений осуществляют динамической, циклической или вибрационной нагрузкой. или их комбинациями. На фиг. 1 изображена схема установки для удаления воды из грунтовой смеси и дробления ее крупнообломочных включений путем подогрева и приложения статической и сдвигающей нагрузок; на фиг. 2 - схема установки для удаления воды вакуумированием и вибрации дробления крупнообломочных включений вибрационными динамически ми плитами. Установки включают перфорированную камеру 1, в которую уложен грун 2, снабженную сдвиговой плитой штампом 3, сменной вибрат ионной или ударной плитой 4, а также датчиками .5 влажности, размещенными дискретно в пределах камеры. Для установки с вакуумной системой удаления воды перфорированную камеру 1 размещают в дополнительную герметичной камере 6 с отводящими патрубками 7. Для по догрева смеси в корпус камеры монтируются нагреватели, позволяющие регулировать заданную температуру смеси, а датчики 5 влажности служат для контроля влажности смеси и регу лирования режима подсушивания и сблокированы автоматически с нагревателями или системой вакуумирования, отключающими их при достижении требуемой оптимальной влажности, П р и м е р 1, Из грунтового карьера месторождений № 17 и № 3 на строительстве плотины Колымской ГЭС были отобраны пробы оттаивающей переувлажненной, грунтовой смеси, дл которых определяли их влажности и содержание по массе л. « и « W СМ м д и крупнообломочных вкл мелкозема чений Р. Было установлено, что в среднем характеристики влажности и содержания мелкозернистой составляю щей и обломков соответственно , Лабораторными испытаниями на ста дартном приборе Срюздорнии установили, что максимальная плотность ме козема у t. 2,88 г/см при 16%, Таким образом, для получения удобоукладываемой грунтовой смеси требуется удалить из мелкозема 10% избыточной свободной воды и дробить крупнообломочные включения до получения дополнительного дробленого мелкозема не менее 5% и уменьшения содержания обломков до 50% и менее. Поскольку адсорбционная, водопоглотительная способность крупнооблр мочных включений ограничена и не мо жет быть больше значения их максимальной молекулярной влагоемкости , равной, например, для колымских крупнообломочных частиц от 2-3% до 5-7%, то, очевидно, что по способу-прототипу нельзя отобрать из мелкозема одними только дроблеными крупнообломочными частицами, содержащими до дробления уже 5% влаги, требуемое количество воды. Тем более в способе-прототипе никакой подсушки грунтовой смеси не осуществляется, так как общее коли- чество влаги в смеси остается прежним, перераспределяясь только между мелкоземом и крупнообломочными включениями. По предлагаемому способу эту избыточную воду удаляют специально, Удаление воды из грунтовой смеси перед или одновременно с дроблением обломков можно осуществить, например, вакуумированием или нагреванием смеси в установках, схемы которых приведены rfa фиг, 1 и 2. Для данного примера оптимальная влажность грунтовой смеси равна 10,5% и менее. При достижении требуемой оптимальной влажности смеси нагреватели ипи система вакуумирования автоматически отключаются и полученная оптимальная грунтовая смесь выгружается из установки .в бункер дпя складирования или на транспортные средства. Пример 2, Дпя 25% от объемов грунтов месторождений № 17 и № 3 на строительстве плотины Колымской ГЭС, характеристики оттаявших переувлажненных грунтов оказались неприемле- . мыми по техническим условиям Рц 70% и более; Pjj, 30% и менее; и более, при этом общая влажность грунтовой смеси W(. 13,3% и более. Оптимальная влажность для такой смеси должна быть W и достичь ее без удаления воды из смеси по способу-прототипу не удается. По предлагаемому способу для получения удобоукладываемой грунтовой смеси выполняется дробление крупнообломочньпс частиц до содержания их Р 50% и подсушивание полученной смеси до оптимальной влажности см опт После чего полученная удобоукладываемая грунтовая смесь готова к укладке в плотину. Базовым обг-ектом способа технической мелиорации грунтовьЬс смесей является .способ образования валков из грунтовых смесей, их подсушки солнечными лучами, перемешивание и транспортирование на карты в тбло грунтового сооружения. Этот способ эффективен только для тех районов, где име- ется дефицит влажности и продолжительность тепловых солнечных дней

составляет не менее 3-4 мес в году, а грунтовые смеси содержат крупнообломочные включения не более 60%.

Предложенный способ технической мелиорации грунтов направлен на подготовку удобоукладываемых грунтовых смесей для круглогодичного возведения грунтовых сооружений в различных природно-климатических условиях и не зависит от условий наружного климата. Несмотря на то, что при использовании предлагаемого способа технической мелиорации грунтов имеет место удорожание стоимости единицы объема подготовленной грунтовой смеси укладка грунтов в тело сооружения осуществляется круглогодично с заданной высокой плотностью грунтовых-смесей. Круглогодичное возведение грунтовых сооружений позволяет быстрее возводить и вводит в эксплуатацию промьшшенные, энергетические и т.п. объекты, в том числе в северной строительно-климатической зоне, что дает существенную экономию и ускоряет освоение богатств этих районов страны. Качественное возведение грунтовых сооружений позволяет повысить их надежность. Более рациональное, круглогодичное использование трудовых ресурсов, машин и механизмов имеет важное социальноэкономическое значение.

1. СПОСОБ ТЕХНИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ГРУНТОВЫХ СМЕСЕЙ, включающий определение влажности и содержания по массе крупнообломочных включений и мелкозернистой составляющей грунтовой смеси, дробление крупнообломочных включений и их перемешивание с мелкозернистой составляющей, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности труда при укладке и уплотнении грунтовых смесей в тело сооружения, перед или одновременно с дроблением крупнообломочных включений из грунтовой смеси удаляют воду, а дробление крупнообломочных включений производят до получения удобоукладьгоаемой грунтовой смеси с оптимальной влажностью см определяемой по формуле W W, Pk. + W, М С опт М опт где W оптимальная влажность м опт мелкозема, определяемая по методу стандартного уплотнения или опытной производственной укатки, РМ« содержание соответственно мелкозернистого грунта и крупнооСпомочных включений по массе; W влажность дробленых крупнообломочных включений. 2.Способ поп.1,отличающ и и с я тем, что удаление воды из грунтовой смеси производят в рыхлом ее состоянии путем вакуумирования или нагрева. 3.Способ по П.1, отличаю(Л |Щ и и с я тем, что перемешивание мелкозернистого грунта с дроблеными крупчообломочными включениями производят непосредственно при дроблении. 4.Способ по П.1, отличающийся тем, что, с целью использования грунтовых смесей с содержанием крупнообломочных включений Рц более 50% по массе, их дробление « производят до получения оптимального содержания мелкозернистого грунта СХ) в смеси Pf не менее 50% по массе. 5.Способ по П.1, отличаю00 щийся тем, что удаление воды из грунтовых смесей и дробление крупнообломочных включений производят путем приложения вертикальной стати ческой и сдвигающей нагрузок посредством перемещения дробяще плиты. 6.Способ по п.1, отличающийся тем, что дробление крупнообломочных включений осуществляют динамической,вибрационном или циклической нагрузкой или их комбинациями.

2. . .0

;,vv.t.-x.-«

-f:i. V-

« XX

УЛУ/АУ/ЛУ/А

i

-/

V о о

2.2