книги из ГПНТБ / Николаев, Б. А Погружение свай с помощью электроосмоса

20. Сведения об экономии времени и электроэнергии при погружении свай с использованием электроосмоса

Погружение свай с помощью электроосмоса не требует боль­ ших затрат, но дает значительную экономию средств. Подго­ товительные работы заключаются лишь в изоляции сваи-катода и в подключении генератора постоянного тока к сваям-электро­

дам. Во многих случаях не потребуется специального устрой­ ства электродов, так как могут быть использованы стальные на­ конечники свай.

Состав копровой (бригады остается такой же, как и при за­ бивке свай без электроосмоса. Подключение же свай и эксплуа­ тация генератора постоянного тока выполняются либо сварщи­ ком, либо дежурным электромонтером.

В наших опытах на стенде расход электроэнергии зависел от продолжительности работы электродвигателя компрессора ЗИФ-51, приводившего в действие молот, и от времени пропу­ скания постоянного тока. При эксплуатации одного компрес­ сора время забивки свай былб в два раза больше, чем при двух компрессорах, так как удары молота происходили в два раза чаще. Расход же электроэнергии для забивки сваи при одном и двух компрессорах (был почти одинаковый. В табл. 23 приве­ ден расход электроэнергии на работу компрессора и на электро­ осмос при различной (продолжительности забивки свай.

Таблица 23

Расход электроэнергии на работу компрессора и на электроосмос при разной продолжительности забивки свай

Режим постоянного тока

Способ забивки

«сос fi Q

2!

Из табл. 23 видно, что применение электроосмоса (позволяет значительно ускорить забивку свай, при этом расход электро­ энергии, потребляемой электродвигателем компрессора, сокра­ щается на 44% (на 100—140 квт-ч) по сравнению с обычным способом забивки. Расход же постоянного тока на электроос­

89-

мос при напряжении 45 в составляет всего 2,4 — 6 квт-ч, а при напряжении 112 — 40 квт-ч. Таким образом, сокращение времени забивки и числа ударов молота при использовании электроос­ моса даст экономию электроэнергии, 'потребляемой компрессо­ рами, значительно превосходящую расход на электроосмос

Выполненные нами опытные работы в производственных ус­ ловиях показали, что забивка железобетонных свай с помощью электроосмоса в среднем на 30—50% сокращает время, затра­

чиваемое копровой бригадой на погружение одной сваи (без

подготовительных работ), и на столько же уменьшает расход

электроэнергии электродвигателями (компрессоров). Положи­

тельной стороной способа погружения свай с помощью электро­ осмоса является возможность его использования при разном копровом оборудовании (кроме генератора постоянного тока,

не требуется никакого дополнительного оборудования). Основное достоинство электроосмотического способа погру­

жения свай заключается также в том, что он позволяет погру­ жать деревянные и железобетонные сваи в плотные глинистые грунты без разрушения, достигать большего заглубления и бла­ годаря этому повышать их несущую способность по сравнению с обычным способом погружения.

21. Некоторые перспективы дальнейшего использования электроосмоса в области фундаментостроения

Электроосмос (применим не только при погружении свай, но и при других, работах по сооружению фундаментов, например,,

для ускорения и облегчения погружения свайных оболочек, опускных колодцев и кессонов, вытаскивания шпунтин и обсад­

ных труб и проч. Электроосмотическое осушение грунтов может быть использовано в ряде случаев для ускорения восстановле­ ния прочности грунтов, для консолидации их осадок под фунда­ ментами и для упрочнения основания.

При погружении железобетонных опускных колодцев и свай­ ных оболочек большого диаметра в глинистые грунты часто воз­ никают затруднения, вызванные значительным трением стенок ю грунт. В связи с этим для погружения свайных оболочек на большую глубину (создаются весьма мощные вибраторы боль­ шого веса. От длительной и сильной вибрации стенки оболочек деформируются и могут разрушаться. При погружении опуск­

ных колодцев возникают трудно исправимые перекосы. Следует

полагать, что указанные трудности могут быть преодолены пу­ тем применения электроосмоса. Для этого на внешней поверх­ ности опускных колодцев или свайных оболочек по их образую­ щим необходимо устроить от четырех до восьми стальных полос (ом. рис. 8, б). Чтобы не отключать специального заземления вибропогружателя, следует изолировать катоды от арматуры и колец колодцев и оболочек. В качестве анодов могут быть ио-

•90

пользованы либо соседние свайные оболочки с электродами,

либо специально забитые стальные сваи. Последние могут слу­

жить анодами для погружения нескольких свайных оболочек или опускных колодцев. Путем использования электроосмоса

можно ускорить и облегчить погружение свайных оболочек и

опускных колодцев, уменьшить деформации их стенок, пользо­ ваться меньшими вибраторами, сократить расход электроэнер­ гии. Перекосы, возникающие при погружении опускных колод­ цев, легко устранить также с помощью электроосмоса. Для этого надо пропустить постоянный ток через электроды с той стороны, с которой произошло заклинивание.

Что касается применения электроосмоса для погружения от­ дельных стальных шпунтин в шпунтовый ряд, то это едва ли даст большой эффект, так как через весь шпунтовый ряд будет бесполезно протекать ток большой силы, но плотность тока на

погружаемой шпунтине будет весьма малая. Поэтому и дей­ ствие электроосмоса на ускорение погружения шпунтины будет слабым, значительно слабее, чем при погружении свай. Расход

же электроэнергии на электроосмос будет выше, чем при погру­ жении свай. Значительно большего эффекта можно достичь при выдергивании шпунтин с помощью электроосмоса. Для этого весь шпунтовый ряд надо разделить на звенья, вытаскивая одну-две шпунтины без электроосмоса через несколько шпунтин.

Тогда на каждом звене-катоде из нескольких шпунтин можно создать большую плотность тока, усилить эффект действия электроосмоса, уменьшить трение шпунтин о грунт и облегчить их выдергивание. Анодом могут служить стальные сваи, заби­ тые у шпунтового ограждения, или отдельные шпунтины.

Вероятно, можно также ускорить и облегчить завинчивание свай в глинистый грунт с помощью электроосмоса. Катодом может служить стальная винтовая лопасть сваи.

Перспективным является также электроосушение и восста­ новление прочности грунтов с помощью постоянного тока после вибропогружения свай, свайных оболочек, опускных колодцев,

работающих на трение. С помощью постоянного тока Б. А. Ржаницын, Л. Казагранде и другие производили электрозакрепление грунта вокруг свай-электродов для повышения их несущей способности. Для стабильного электрохимического за­ крепления глинистых грунтов необходимо длительное много­ дневное пропускание постоянного тока, связанное с большим расходом электроэнергии. Как показали опыты, электрохимиче­ ское закрепление глинистых грунтов вокруг свай-электродов повышало их несущую способность в несколько раз. Необходи­ мым условием успешного применения этого способа является стабильность электрозакрепления и исключение возможности

снижения прочности закрепленного грунта и несущей способ­ ности свай в процессе эксплуатации. Следует, однако, указать, что в настоящее время способ электрохимического закрепления

91

Л ИТЕРАТУРА

—1. Большакова Ю.С., Рел>ьтов Б. Ф., О коэффициенте электро­ осмотической фильтрации, Изв ВНИИГ, т. 56, 1956.

—2. Ж и и к и н Г. Н., Опыт применения электрохимического закрепления грунтов для стабилизации железнодорожного земляного полотна, Сборник ЛИИЖТ, вып. 144, Трансжелдориздат, 1952.

3. Жуков И. И., Григоров О. Н, Козьмина 3. П., Марко­ вич А. В., Фридрихсберг Д. А. (Монографический сборник), Электрокинетические свойства капиллярных систем, Академиздат, 1956.

4. 3 и а н г и р о в Р. С., Коэффициент электроосмоса и некоторые зако­ номерности электроосмотической фильтрации в грунтах, Труды МЭИ, вып. 28, 1956.

5. Курденков Л. И., К вопросу уплотнения водонасыщенных грунтов постоянным электрическим током, Сборник № 31 НИИОПС, 1957.

6. Л о м и з е Г. М., Основные закономерности электроосмотической фильтрации и уплотнение глинистых грунтов, Труды совещания по инженер­ но-геологическим свойствам горных пород и методы их изучения, т. 1, 1956.

7.М у х и н А. А., Определение оптимальных удельных нагрузок на электроды при электроосмотическом водопонижении, Труды МЭИ, вып. 18, 1956.

8.Н е т у ш и л А. В., Расчет и моделирование электрофильтрации в ани­ зотропных средах, Труды МЭИ, вып. 14, 1953.

свай с электроосмосом, Сборник ЛИИЖТ, вып. 158, Трансжелдориздат, 1958. И. Рельтов Б. Ф., Лофицкий В. Н., Борьба с налипанием грунта к кузовам автосамосвалов и ковшам экскаваторов, изд. ВНИИГ, 1953.

пористости водонасыщенных грунтов в основаниях гидротехнических соору­ жений и в теле земляных плотин, изд. ВНИИГ, 1955.

ную массу глины, Труды НИИ оснований и фундаментов, Сборник № 17,

1952.

16. Б е г е м а н X., Влияние постоянного тока на сцепление между глиной и металлом, Труды 3-й международной конференции по механике грунтов, фундаментам и инженерным сооружениям, т. 1, Цюрих, 1953.

ложение к механике грунтов, Schweizerische Bauzeitung, Bd. 65 № 16—18, 1947.

93

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

Введение. ................................................................................................... 3

I.Явление, происходящие в грунтах при погружении свай

спомощью электроосмоса

VI. Восстановление несущей способности свай после их забивки

спомощью электроосмоса

12.Результаты динамических и статических испытаний свай . . 59

94