Устройство для закрепления грунта внутри оболочки Советский патент 1985 года по МПК E02B3/12 

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для закрепления грунта, и может быть использовано в зонах распространения слабых глинистых грунтов при возведении ячеистых гидротехнических сооружений в морских и речных портах, а также при воЗведении других сооружений с использованием оболочек большого диаметра и опускных колодцев. Известно устройство для закрепления грунта внутри свай-оболочек, включающее кольцевой анод, монтируемый на внутренней стороне оболочки и стержневой дренаж-катод 1. Однако это устройство не применимо для закрепления грунта внутри оболочек большого диаметра из металлического шпунта. Кроме того, использование анодов, монтируемых непосредственно на конструктивных элементах сооружений, снижает их долговечность за счет усиленразвивающейся в кислой ной коррозии анодной зоне. Известно также устройство для з крепления грунта внутри оболочки, включающее, упорные элементы, силовые гидроцилиндры, изолирующую плиту с листовым анодом и дренаж-катод с изолирующим наростком 2. Недостатком такого устройства является затруднительность его использования для закрепления грунта внутри .оболочек. Кроме того, принятое в нем относительное расположение анода и катода требует увеличенного напряжения при электрообработке грунта. Цель изобретения - повышение эффективности устройства применительно к условиям закрепления грунта внутри оболочек, в том числе из плоского металлического шпунта. Поставленная цель достигается тем, что изолирующая плита выполнена в виде поршня с центральным отверстием, сквозь которое пропущен изолирующий наросток дренажа-катода, снабженный механизмом погружения и извлечения, а упорные элементы выполнены в виде закрепленного на верхнем торце оболочки фланца. Кроме того, изолирующая плита снабжена уплотнением по внешнему контуру и в центральном отверстии. На чертеже показано предложенное устройство, вертикальный разрез. Устройство включает выполненную в виде поршня изолирующую плиту 1 с центральным отверстием 2. На нижней стороне плиты имеется листовой анод 3, а сквозь центральное отверстие 2 пропущен дренаж-катод 4 с изолирующим наростком 5. Листовой анод 3 и дренаж-катод 4 имеют кабельное соединение соответственно с положительным и отрицательным полюсами источника постоянного тока, кроме того, дренаж-катод 4, имеет трубопроводное соединение с вакуум-насосом (не показаны). Изолирующий паросток 5 дренажа-катода снабжен механизмом 6 погружения и извлечения, а изолирующая плита 1 - силовыми гидроцилиндрами 7, сопрягающими ее с упорной конструкцией, выполненной в виде фланца 8, закрепленного на верхнем торце оболочки 9. Изолирующая плита снабжена уплотнением 10 по ее внешнему контуру и в центральном отверстии. Устройство работает следующим образом. Плиту 1 с закрепленным на ней листовым анодом 3 устанавливают на предназначенный для закрепления грунт внутри оболочки, после чего монтируют силовые гидроцилиндры 7, упорную конструкцию 8, механизм 6 погружения и извлечения дренажа-катода и сам дренаж-катод 4 с изолирующим наростком 5. Листовой анод 3 и Дренаж-катод 4 подключают кабелями соответственно к положительному и к отрицательному полюсам источника постоянного тока, а дренаж-катод, кроме того, соединяют посредством трубопровода с вакуум-насосом, затем после включения тока (, помощью механизма 6 погружают дренаж-катод 4 с изолирующим наростком 5 на проектную отметку. Во время погружения дренажа-катода 4 католит, подтягиваемый к дренажу-катоду вследствие электроосмоса, не откачивают поскольку он облегчает погружение дренажа-катода. Во время погружения дренажа-катода в цилиндрах 7 поддерживают некоторое минимальное давление, исключающее отрыв плиты 1 от грунта. После погружения дренажа-катода 4 на проектную отметку давление жидкости в гидроцилиндрах 7 увеличивают, обеспечивая тем самым расчетное обжатие грунта, и начинают собственно процесс закрепления грунта, который заключается в механическом обжатии грунта плитой 1 с одновременной электрообработкой грунта в вертикальном поле постоянного тока с откачкой вакуум-насосом католита, выделяющегося на контакте с рабочей частью дренажакатода 4. Процесс закрепления грунта сопровождается его уплотнением под совместным воздействием механической нагрузки и вертикально направленного фйльтрационного давления электростатического потока, При пропускании постоянного электрического тока в различных зонах межэлектродного пространства образуются труднорастворимые и нерастворимые химические соединения, цементирующие грунт. По мере уплотнения и закрепления грунта его омическое сопротивление возрастает и для поддержания заданной силы тока напряжение тока увеличивают. В конце процесса закрепления дренаж-катод 4 с изолирующим наростком 5 постепенно извлекают из грунта с помощью механизма 6, не прекращая при этом электрообработку грунта и обжатие его посредством плиты 1 и гидроцилиндров 7, что способствует пластическим деформациям и заполнению грунтом полости, образующейся при извлечении дренажакатода.

После завершения процесса закрепления грунта устройство демонтируют в обратном порядке и переносят на следующую болочку и процесс повторяется.

Предложенное устройство позволяет отказаться от привозного песка и камня и заполнять оболочку местным слабым

глинисто-илистым грунтом, получаемым в результате проектного дноуглубления акватории. При этом жесткость системы оболочка-заполнение резко возрастает, что позволяет при заданных горизонтальных

усилиях использовать оболочки уменьшенного диаметра с соответствующей экономией материалов, средств и рабочей силы.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА ВНУТРИ ОБОЛОЧКИ, /Г Ван у ум-насосу включающее упорные элементы, силовые гидроцилиндры, изолирующую плиту с листовым анодом и дренаж-катод с изолирующим наростком, отличающееся тем, что, с целью повышения его эффективности, изолирующая плита выполнена в виде поршня с центральным отверстием, сквозь которое пропущен изолирующий наросток дренажа-катода, снабженный механизмом погружения и извлечения, а упорные элементы выполнены в виде закрепленного на верхнем торце оболочки фланца. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что изолирующая плита снабжена уплотнением по внешнему контуру и в центральном отверстии.