Способ уплотнения грунта

 

Изобретение относится к области строительства , в частности к динамическому уплотнению водонасыщенных малосвязных грунтов и направлено на повышение эффективности за счет снижения трудоемкости и стоимости работ. Это достигается тем, что образование волноотражающего экрана осуществляется путем азрирования слоя грунта, а динамическое воздействие на грунт ведется на расстояние от экрана, равном 1-2 радиусам эффективного динамического действия.5 ил.

(s>)s Е 02 О 3/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ф, > СОЮЗ СОВЕТСКИХ ф -,, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

1 « -». - :- РЕСПУБЛИК

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4791452/33

- (22) 23,02.90 (46) 23,10.92.Бюл.йг 39 (71) Производственное строительно-монтажное объединение "Ленгидроэнергоспецстрой" и Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники им.Б.Е, Веденеева (72) О.П.Минаев, О.А,Савинов, Ю.К,Севенард и П.Л.Иванов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1125331, кл. Е 02 D 3/10. 1979.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1346728, кл. Е 02 О 3/10, 1984.

Иванов П.Л.Уплотнение малосвязных грунтов взрывами, M., "Недра", 1983, с.213-225.

Авторское свидетельство СССР

N. 1481321, кл, Е 02 О 3/10, 1987.

Изобретение относится к области строительства, в частности к динамическому уплотнению водонасыщенных малосвязных грунтов.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности уплотнения за счет снижения трудоемкости и энергозатрат.

Фиг,1 изображает карту подготавливаемого для уплотнения основания с единичным местом приложения динамического воздействия.

Фиг.2 изображает карту подготавливаемого основания с местами приложения динамического воздействия, намеченными согласно предлагаемому способу: а) один вариант, б) второй возможный вариант.

Фиг.3 — схема осуществления операции аэрирования слоя грунта.

ЯЛ,, 1770526 А1 (54) СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТА (57) Изобретение относится к области строительства, в частности к динамическому уплотнению водонасыщенных малосвязных грунтов и направлено на повышение эффективности за счет снижения трудоемкости и стоимости работ. Это достигается тем, что образование волноотражающего экрана осуществляется путем аэрирования слоя грунта, а динамическое воздействие на грунт ведется на расстояние от экрана. равном >1-2 радиусам эффективного динамического действия. 5 ил.

Согласно изобретению способ уплотнения грунта осуществляется следующим образом.

До начала процесса уплотнения грунта на карте 1 (фиг.1) подготавливаемого основания намечают места 2 приложения динамического воздействия и участки аэрации грунта, образующие экраны 3, отражающие упругие волны. Во всех случаях экраны 3, отражающие упругие волны, образуют по периметру карты 1 (фиг.2) подготавливаемого основания. Расстояние R от экрана 3 до места 2 приложения динамического воздействия выбирают из диапазона Rgy «R < 2Rgy, где 14ф радиус "эффективного" действия заданного динамического воздействия.

Радиус "эффективного" действия определяют либо экспериментально, либо по существующим зависимостям, При экспериментальном определении радиуса

1770526

"эффективного" действия производят единичное динамическое воздействие, которое будет использовано при уплотнении грунта, например взрыв заряда взрывчатого вещества (ВВ) или удар по поверхности грунта трамбовкой, Замеряют осадки грунта и характеристики после уплотнения (плотность, сопротивление внедрению зонда и другие) и по выбранным известными методами предельно допустимым параметрам равномерности уплотнения определяют радиус

"эффективного "действия, Расстояние от места 2 приложения динамического воздействия до экрана 3, отражающего упругие волны, выбираю из указанного диапазона 8эф» R» 2R>y и уточняют в процессе проведения опытных работ. При этом должны быть сохранены выбранные предельно допустимые параметры равномерности уплотнения грунта, На основе выбранного расстояния от экрана 3 до места 2 приложения динамического воздействия на карте подготавливаемого основания намечают указанные мета 2 и участки расположения экранов 3. Возможны различные варианты их расположения.

На фиг.2а показан вариант, согласно которому экраны 3, отражающие упругие волны, располагают вокруг каждого места 2 приложения динамического воздействия на расстоянии 2R>y. На рис.2б — вариант, согласно которому экраны 3 размещают вокруг группы мест 2 приложения динамического воздействия, В этом случае, внутри группы, указанные места 2 кэк и в прототипе распределяют на расстоянии 2R ф друг от друга.

Аэрирование, как правило, осуществляют по прямым линиям, что является более технологичным, чем по окружностям (фиг.1), При этом участки аэрированных слоев, расположенных на расстоянии большем 2йэф от места 2 приложения динамического воздействия не обеспечивают образование упругих волн, необходимых для достаточно равномерного уплотнения грунта в зонах, расположенных вблизи этих участков. Однако такая неравномерность вполне допустима в строительной практике. При необходимости повышения равномерности уплотнения этих зон основания кратчайшее расстояние от места 2 приложения динамического воздействия до экрана 3 может быть вь|брано равным 8» 1,4 R эф . ,В обоих случаях, приведенных на фиг.2, образование экрана 3, отражающего упругие волны, позволяет использовать энергию отраженной от указанного экрана 3 упругой волны для уплотнения грунта. При этом расстояние, в пределах которого происходит равномерное уплотнение грунта от одного и

50 того же динамического воздействия увеличивается. В связи с этим количество мест 2 приложения динамического воздействия сокращается. Например, для основания, площадь которого 64 R эф, согласно

2 способу-прототипу, требуется 16 указанных мест 2 приложения динамического воздействия, а согласно предлагаемому способу, по первому варианту — 4 места 2 (фиг.2a) приложения динамического воздействия, а по второму варианту — 6 (фиг,2б), Сокращение мест 2 приложения динамического воздействия уменьшает трудоемкость способа уплотнения грунта и удешевляет его, В частности.требуется меньшее количество взрывчатых веществ, дорогостоящего детонирующего шнура. Время реализации способа сокращается как минимум в 2-3 раза.

Образование экрана 3, отражающего упругие волны, на расстоянии R от места 2 приложения динамического воздействия меньшем, чем радиус "эффективного" действия заданного динамического воздействия нецелесообразно, так как энергия прямой волны не будет использована в полной мере на уплотнение грунта. При образовании указанного экрана 3 на расстоянии, большем 2R>y энергия отраженной волны будет недостаточной для полного сдвига частиц грунта в пределах всей уплотняемой толщи.

Экран 3, отражающий упругие волны, образуют аэрированием слоя 4 (фиг.3) грунта. Аэрировэние грунта осуществляют с помощью инструмента 5, содержащего трубу 6 с перфорированными консолями на конце.

Экспериментально авторами обнаружено, что упругая волна, распространяющаяся в грунте, отражается от слоя 4 аэрированного грунта. Установлено, что при содержании воздуха 1-5 j> в единице объема грунта модуль упругости грунта существенно снижается, и в частности при содержании воздуха

4-57; модуль упругости равен 50-70 МПэ(последние значения даны для случая, когда грунт неразжижен. В случае же разжижения грунта модуль упругости снижается до 5-10

МПа), что в 40-60 раз меньше модуля упругости неаэрированного грунта. Были получены осциллограммы записей ускорения колебаний в мелкозернистом водонасыщенном грунте, подверженном воздействию трамбующего груза. Ускорения колебаний

55 после отражения от аэрированного слоя 4 грунта увеличились с 878 мм/с до

1158 мм/с или в пересчете на ампли2 туды с 37 мкм до 60 мкм.

Экран 3, отражающий упругие волны, образованный аэрированием слоя 4 грунта

1770526 указанным образом может быть легко сооружен как внутри карты 1 (фиг.2) подготавливаемого основания так и по ее периметру.

После образования экранов 3 в намеченных местах осуществляют динамическое воз- 5 действие, например с высоты на поверхность грунта сбрасывают трамбующий груз.

В результате динамического воздействия, в водонасыщенном грунте, благодаря его упругим свойствам возникает упругая волна, 10 распространяющаяся от эпицентра воздействия во все стороны. Указанная волна, особенно в ближней зоне, воздействуя на частицы грунта смещает их друг относительно друга. Под действием гравитационных 15 сил смещенные частицы переукладываются в более плотную структуру с одновременным отжатием воды, то есть происходит уплотнение грунта. При этом в пределах определенного расстояния от эпицентра 20 динамического воздействия, ограниченного радиусом " эффективного" действия, уплотнение грунта достаточно равномерное, за пределами укаэанного расстояния равномерность уплотнения грунта не обеспечива- 25 ется, распространяющаяся волна, дойдя до экрана 3, отражается от него, при этом амплитуда отраженной волны у экрана 3 будет больше, чем амплитуда прямой волны в той же точке. В результате отраженная волна 30 повторно воздействует на частицы грунта, сдвигая их, и обеспечивая равномерное уплотнение грунта на расстоянии от радиуса

"эффективного" действия до экрана 3. Увеличение расстояния, на котором обеспечивается равномерное уплотнение грунта от заданного динамического воздействия повышает эффективность уплотнения.

Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемый способ обеспечивает повышение эффективности уплотнения, то есть увеличения расстояния, в пределах которого осуществляется равномерное уплотнение грунта при одной и той же мощности динамического воздействия, что, в свою очередь обуславливает снижение трудоемкости и стоимости предлагаемого способа, Формула изобретения

Способ уплотнения грунта, включающий образование на глубину уплотняемого массива грунта волноотражающего экрана и осуществление динамического воздействия на грунт с осадкой последнего, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет снижения трудоемкости и энергозатрат, образование волноотражающего экрана осуществляют путем азрирования слоя грунта, а динамическое воздействие ведут на расстоянии от экрана, равном )1-2 радиусам эффективного динамического действия.

1770526

1770526

Составитель О. Минаев

Техред М. Моргентал Корректор Н. Тупица

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3721 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4(5