Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 [ 134 ] 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148

§ 5. Методы уплотнения и упрочнения оттаявших грунтов

Следует различать методы уплотнения и упрочнения грунтов в процессе их предпостроечнопо оттаивания и методы последующего доуплотнения и упрочнения оттаявших грунтов.

Рассмотрим уплотнение оттаивающих грунтов под действием их собственного веса и уплотнение при совместном действии собственного веса грунтов и так называемой огрузки, т. е. добавочной нагрузки на поверхность оттаивающей толщи грунтов. Величины уплотнения от собственного веса и добавочной внешней нагрузки могут быть рассчитаны методами механики мерзлых грушгов, если будут известны компрессионные кривые оттаивающих грунтов только при давлениях, равных собственному весу грунтов на глубине взятия проб грунта, и компрессионные кривые для оттаявшего грунта, уплотненного действием собственного веса вышележащей толщи грунтов и добавочным внешним равномерно распределенным давлением.

К этому же виду методов уплотнения и упрочнения грунтов в процесс их предпостроечного оттаивания следует также отнести уже довольно широко применяющийся и достаточно детально разработанный метод электроосмотического обезвоживания и упрочнения оттаивающих грунтов *. В процессе электроосмоса в водонасыщенных коллоидных глинистых и пылеватых грунтах возникает напорное движение поровой воды к катоду и увеличивается эффективное давление на скелет грунта у анода, что, с одной стороны, способствует обезвоживанию грунта, а с другой - уплотнению его скелета. Данный 1метод применим ори наличии дисперсных глинистых грунтов, для которых другие методы или вообще не применимы или требуют длительного времени для достижения желаемых результатов уплотнения.

Электроосмотическое уплотнение оттаивающих глинистых грунтов производится посредством постоянного тока, причем в большинстве случаев используются те же трубчатые электроды, что и при электропрогреве. На рис. 173 дана схема расположения электродов при электроосмотическом уплотнении оттаивающих грунтов **, согласно которой электроды внешнего контура являются катодами (отрицательно заряженными), куда собирается осмотически подтягиваемая норовая вода, внутренние же электроды служат анодами (с положительным зарядом), причем уплотняемый массив имеет несколько контуров электродов. Все электроды при

* 1. Б. А. Ржаницын. Электрохимическое закрепление глинистых грунтов. Сб. «Совещание по закреплению грунтов и горных пород». Изд-во АН СССР, 1941.

2. Г. М. Л о м и д 3 е, А. В. Н е т у ш и л. Электроосмотическое водопони-жение. Госэнергоиздат, 1958.

3. Е. П. Кудрявцев. Расчет электроуплотнения глинистых грунтов. Научные доклады высшей школы. «Энергетика», 1959, № 2.

4. Г. Н. Жинкин. Электрохимическое закрепление грунтов в строительстве. Стройиздат, 1966.

** См. сноску ** на стр. 405.

Рис. 173. Схема электроосмотического уплотнения грунтов при предпостроечном оттаивании: / - иглофильтр-катод; 2 - иглофильтр-анод; 3 - соединительный шланг; 4 - электропровод; 5 - коллектор водопонизительной установки; 5 -насосы; 7 - водосброс; 8 -источник постоянного тока; Р - верхняя поверхность вечномерзлых грунтов; 10 - уровень грунтовых вод

□ □ □ п !□ □□□□□□□

□ □ □ □!□ □□□□□□□ □□□щи□□□□□□□

□□□□□□□

□ □□pjDDD

□□□□□□□ran□□□

□ □ □ Dia □ □ сип □ □ □

□ □ □ □!□ □ □ свдр ии □

. "Jr -Ж -rrjir тг--

Рис. 174. Поверхность вечномерзлых грунтов под опытным домом

в Воркуте:

1 - природном состоянии; 2 - после предпостроечного оттаивания под секциями домов А

уплотнении сильнольдистых оттаивающих прунтов одновременно служат вертикальными дренами, а катоды, кроме того, конструируются в виде водопонизительных иглофильтров.

Кроме того, опытами в Воркуте (Г. Д. Потрашкова) получено, что для равномерного закрепления грунтов электроосмосом необходима химическая добавка (насыщенното раствора извести с 7%-ным содержанием хлористого кальция).

Электрооомотическое закрепление ведется при максимальном вакууме; и в процессе уплотнения замерами контролируется осадка грунтов, уровень грунтовых вод и температуры уплотняемого оттаивающего грунта.

По Б. А. Ржаницыну и др. (см. сноску * на стр.405) электроосмотический метод характеризуется следующими примерными показателями: продолжительность работ-1-2 месяца; мощность электроэнергии на- 1 основания -0,1-0,3 квт\ затрата электроэнергии- 60-80 квТЧ на 1 обрабатываемого электроотосом грунта.

Метод электроосмотического уплотнения оттаивающих грунтов с успехом был применен НИИоснований на опытных объектах жилых домов в г. Воркуте, где предпостроечное протаивание вечномерзлых грунтов производилось только под частью А жилого корпуса (рис. 174) *, отделенного от остального здания осадочным швом при очень неравномерном по глубине начальном залегании вечномерзлых грунтов. При этом после оттаивания массива вечно,мерзлого грунта на требуемую по расчету глубину и электрооомотического уплотнения осадки здания выровнялись, причем электроосмос и во-допонижение дали дополнительную осадку уплотнения около 10- 15% от полной. Жилые дома, возведенные на улучшенном предпостроечном оттаиванием основании, дали общую осадку не более 30 мм и находятся в хорошем состоянии.

После предпостроечного оттаивания грунтов и их уплотнения в процессе оттаивания под действием их собственного веса или воздействия электроосмоса необходимо проверить расчетом прочность и деформируемость оттаявших грунтов.

Эти расчеты производятся по известным правилам и фор.мулам общей механики грунтов по величине расчетных характеристик: прочностных (углу внутреннего трения ф и сцеплению с кГ/см) и деформативных (величине коэффициента относительной сжимаемости йо см/кГ или модулю общей деформации Ео кГ/см), установленных в результате опытов с образцами оттаявших грунтов естественной ненарушенной структуры.

Если расчеты покажут, что несущая способность грунтов, недостаточна для восприятия нагрузки от возводимого сооружения, а прогноз изменения осадок определит, что они превзойдут предель-

* Предпрстроечное оттаивание основания фундаментов. Сб. «Теория и практика мерзлотоведения в строительстве». Изд-во «Наука», 1965.

4>. 409