Способ электрохимического закрепления грунта

ООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН Зац Е 02 Р 3/11 БРЕТЕНИ ЛЬСТВУ КТРОХИМИЧЕСКОГО включающий погруЯр ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ(56) 1. Авторское свицетельство СССРФ 617512, кл. Е 02 0 3/11, 1976,2. Костерин Э,В. Основания и фун,даменты. М., "Высшая школа", 1978,с. 136, 139-141.(54)(57) СПОСОБ ЭЛЕЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА80109490 жение в грунт электродов, подачу наних напряжения постоянного тока,введение в грунт раствора цементирующего материала с обработкой егоуглекислым газом о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения несушей способности грунта, обработкуцементирующего материала углекислымгазом проводят перед введением егов грунт, а подачу напряжения на электроды осуществляют последовательнымего увеличением на 10-12 В черезкаждый 8-10 ч, причем величину начального напряжения принимают равным36-40 В, а конечного равным 60-80 В.5 1 О 15 20 Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабыхгрунтах, в частности к закреплениюгрунта электрохимическим воздействиемна него.Известен способ электрохимическогозакрепления грунта, включающий погружение в грунт электродов-инъекторов,подачу на них напряжения постоянноготока и введение в грунт через электроды-инъекторы закрепляющего материала13,Наиболее близким к изобретению является способ электрохимического закрепления грунта, включающий погружение в грунт электродов, подачу на нихнапряжения постоянного тока, введениев грунт раствора закрепляющего материала и обработку последнего углекислым газом Г 2.3 Недостатками указанных способовявляются низкая несущая способностьгрунта, не превышающая 40 кгс/см, атакже относительно высокая стоимостьзакрепляющих материалов, что снижаетэффективность их применения в строительстве,Цель изобретения - повышение несу.щей способности грунта. Поставленная цель достигаетсятем, 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 угле- кислым 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 промежутки времени. Последовательность технологичес ких операций по укреплению мелкозернистых грунтов состоит в следующем,Сначала в грунт погружаютна заданную глубину электроды 1 и 2 в виде дренажных трубок диаметром 3,5- 5 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 сечении в виде параболы.Применение изогнутых пластин 3 в электроде 2 увеличивает скорость насыщения грунта известковым молоком в 2 раза по сравнению с катодом,выполненным без металлических пластин, Высота пластин 3 подобранаопытным путем и равна 2/3 глубины погружения электродов 1 и 2.Затем электроды 1 и 2 подсоединяются к источнику постоянного тока(не показан) с одновременной подачейк анодам из бака 4 с помощью систе- .мы шлангов 5 закрепляющего материала - известкового молока,;. В бак 4под давлением 2-3 атм постоянно подается углекислый газ. Известковое молоко под действием углекислого газаувеличивает концентрацию ионов СаОН,в 90-100 раз, т;е получается 9-102-ныйраствор извести в воде. Инъектирование отвердителя начинается при напряжении тока, равном 36-40 В, таккак при напряжении менее 36 В явление электроосмотического давленияпрактически отсутствует (фиг. 2),Через каждый 8-10 ч напряжение токанеобходимо увеличивать на 10-12 В,поскольку с течением времени электрический процесс в грунте затухаетза счет возрастания электрическогосопротивления грунта (фиг. 4),Подача углекислого газа в известковое молоко начинается одновременно с введением в грунт раствора закрепляющего материала и продолжаетсяв течение всего процесса закреплениягрунта, что обеспечивает неизменнуюконцентрацию ионов СаОН в известко 2вом молоке.Опыты показали,что несущая способность укрепляемого грунта нарастает наиболее интенсивно при увеличении напряжения тока на 10-12 Впосле каждого затухания электроосмо 25 30 35 40 45 50 55тического процесса (фиг. 3), которое возникает при этих условиях через 8-10 ч, Полное насыщение грунта происходит через 2-3 сут.при этом наибольшее значение напряжения постоян ного тока дости. ет 60-80 В.При дальнейшем увеличении напряжения интенсивность инъектирования уменьшается вследствие образования при нагреве грунта паров воды, которые заполняют поры, предотвращая доступ в них известковому молоку. Процесс упрощения грунта протекает и далее, с течением времени достигая несущей способности, равной 120-150 кгс/см.П р и м е р. Опыт производят в лабораторных условиях на приборе размером 100 х 100 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 25 40 В и увеличивается через каждые 10 ч на 10 В до конечного напряжения, равного 70 В.Общее время воздействия электроосмотического давления на грунт сос тавляет 50 ч. Из обработанного грунта по предлагаемому способу изготавливаются образцы, которые подвергли испытаниям по известным методикам.Получены следующие результаты.Прочность на сжатие - в пределах до 90-100 кгс/см после 90 сут хранения в естественных условиях;онагревание образцов при 300 С в течение 3-х ч способствует возраста. нию прочности на сжатие примерно на 20%;замораживание и оттаивание образцов в течение 25,циклов приводят к снижению прочности в среднем на 25%;выдерживание образцов в течение 48 чв воде практического снижения прочности не дает;прочность на сжатие с течением времени возрастает, например, при 120 сут выдержки в естественных условиях прочность по сравнению с 90-суточным вьщерживанием возросла в среднем на 10%.Применение предложенного способа электрохимического закрепления в про 1. 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.