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

собом, становилось заметным лишь на глубине 2 м и с дальней­

шим углублением увеличивалось. В конце забивки с помощью электроосмоса отказы были почти в два раза больше, чем при забивке обычным способом «а одинаковой глубине.

Сравнение результатов опытной забивки деревянных свай с ислользованием электроосмоса

Для выяснения влияния изменения площади электродов на ускорение забивки свай VIII и IX кустов с помощью электро­

осмоса сравниваются их конечные отказы (табл. 8).

Таблица 8

Сравнение конечных отказов деревянных свай с широкими (Ill типа) и узкимиДП типа) электродами VIII и IX кустов

Из табл. 8 видно, что у свай 2 и 5 VIII куста (с широкими электродами) конечные отказы при использовании электроос­ моса почти в два раза больше, чем у свай 2 и 3 IX куста (с уз­ кими электродами). Следовательно, увеличению отказов спо­

собствует большая площадь электродов. Последнее подтверж­

дается также сравнением данных об экономии в работе при забивке свай 2, 3 и 6 (IX куст, табл. 7) с разной площадью электродов. Минимальный эффект от использования электроос­ моса наблюдался при наименьшей площади электродов. Напри­ мер, при забивке сваи 6, имевшей проволочные электроды и башмак, экономия в работе от использования электроосмоса составляла всего лишь 12%. Эта экономия была в три раза меньше, чем при забивке свай 2 и 3, имевших в два раза боль­ шую площадь электродов.

Таким образом, вывод, сделанный в предыдущем параграфе,, о том, что уменьшение площади электродов снижает ускоре-^

ние погружения свай-катодов, и основанный на лабораторных исследованиях, подтверждается нашими опытами с деревян­

ными сваями, выполненными в полевых условиях.

30

тый воздух для подъема молота подавался компрессором ЗИФ-51 с электродвигателем в 35 кет; высота подъема равня­

лась 1 м.

Схема расположения свай показана на рис. 16. Сваи погру­ жались в грунт наклонно с заложением 3: 1 на глубину 17— 23 м. Стальные трубчатые сваи с глухим коническим башмаком состояли из трех секций, соединяемых между собой при погру­ жении сваркой. Всего на стенде было погружено 12 стальных свай диаметром 426 мм. Генератором постоянного тока служили сварочные агрегаты с двигателями внутреннего сгорания САК-2 или чаще с электромотором СУГ-2Р-У, так как они про­ ще в эксплуатации. Мощность двигателя сварочного агрегата СУГ-2Р-У была равна 14 кет. Сварочный генератор постоянного тока имел пределы регулирования от 45 до 320 а при напряже­ нии, изменявшемся от 60 до 30 в.

Погружение свай производилось в четвертичные отложения: аллювиальные, позднеледниковые, верхнеморенные, межморен­ ные и нижнеморенные. Гранулометрический состав и физико-

механические свойства описываемых четвертичных отложений приводятся в табл. 9 и 10.

На глубину до 7 м ниже дна реки залегают аллювиальные

пески и позднеледниковые супеси с линзами крупнозернистого песка с гравием и галькой (до 25%) и суглинка пылеватого

(ленточного типа). На глубине от 7 до 17 м имеются верхне­ моренные отложения мощностью 10 м, представленные пылева­

тыми суглинками с гравием и галькой кристаллических пород (ГО—25%). Их гранулометрический состав непостоянный. В мо­

рене встречаются линзы и прослойки водоносных песков и пы­ леватых супесей. Общие сведения о физико-механических свой­ ствах верхнеморенных отложений таковы: естественная влаж­

моренные суглинки относятся к водонасыщенным грунтам, так как степень их водонасыщения 0,94—-1, и к среднесжимаемым (по Н. М. Герсеванову) потому, что коэффициент их уплотнения

0,01—0,05 см2/кг.

Между верхней и нижней моренами на глубине 17—18,5 м лежат межморенные пески с гравием и галькой (до 45%), лен­ точные глины и суглинки пылеватые слоистые с гравием (до 20%), мощностью около 1—1,5 м. Под межморенными отложе­ ниями ниже глубины от 18—18,5 до 22 м находятся нижнемо­

ренные суглинки с граРием, галькой и валунами кристаллических пород (до 35%). Мощность их составляет 3,5—4 м. Нйжнеморенные отложения отличаются неоднородностью грануломет­ рического состава и разным содержанием валунов. Характери-

34

СО

Си

стика физико-механических свойств нижнеморенных суглинков следующая: естественная влажность—8—13%; объемный вес—

2,2—2,3 г/смъ\ удельный вес — 2,62—2,70 г/с.м3; пористость —

19—25%; коэффициент пористости — 0,23—0,33; степень водона­

сыщения— 0,80—0,95; угол внутреннего трения — 23°; сцепле­ ние— 0,1 кг/см2-, коэффициент уплотнения при 3—5 кг/см2 со­ ставляет 0,003 см2/кг. Нижнеморенные суглинки содержат всего лишь 8—13% воды, их степень водонасыщения —0,80—0,95.

Из всех четвертичных отложений наиболее плотными, мало-

сжимаемыми, менее влажными и наиболее прочными грунтами являются нижнеморенные суглинки. Они являются толщей, в

которой останавливаются острия свай, при этом сваи приобре­

тают большую несущую способность.

Каждая свая половину всей глубины проходила в речной

воде и в водоносных песчаных грунтах, а остальную половину—

вморенных суглинках. Мощность толщи глинистых грунтов верхней и нижней морены (13—14 м) была больше мощности

межморенных, позднеледниковых и аллювиальных отложений

(8—9 м). Электроосмотический способ забивки свай не был эф­ фективным в водоносных, аллювиальных, позднеледниковых и

межморенных песках и супесях. При углублении свай-катодов

вэтих грунтах и в речной воде происходила непроизводитель­

ная затрата электроэнергии. Наоборот, при забивке свай в верх-

не- и нижнеморенные суглинки использование электроосмоса было эффективным. Из двенадцати забитых стальных свай диа­ метром 426 мм на глубину 19—23 м семь забивались с помощью

электроосмоса и пять—-обычным способом. Полезное действие

электроосмоса оценивалось путем сравнения числа ударов мо­ лота и величины отказов при погружении свай на одинаковую глубину с помощью и без электроосмоса. Так как моренные суглинки с галькой и валунами (были неоднородными грунтами, то и число ударов молота при забивке свай одним способом

иногда (было неодинаковое. Для получения правильных резуль­ татов забивалось несколько свай.

8. Влияние изменения напряжения, силы и плотности тока на ускорение забивки стальных свай

Одним из способов регулирования эффективности электро­ осмоса в процессе погружения свай (является изменение напря­ жения тока. Вместе с изменением напряжения меняется сила тока и количество перенесенной воды к катоду, а потому долж­

на изменяться и экономия в работе при забивке свай с исполь­

зованием электроосмоса. Для исследования характера этой зависимости нами (были проведены опыты в производственных

условиях по .забивке стальных свай с напряжением тока в 45

и 112 в. Были забиты пять свай при напряжении 45 в и две

сваи при 112 в. Кроме того, две сваи, погруженные с напряже­

37

нием 45 в, добивались после перерыва с напряжением 100 в.

Напряжение 45 в давал генератор постоянного тока СУГ-2Р-У,

а напряжение 112 в — два однотипных последовательно соеди­ ненных между собой генератора.

Забивка стальных свай при напряжении 45 в

и с и л е тока 30—40 а

Сваи 18, 20 (IV ряд), 22 (V ряд), 26, 28 (VI ряд) забивались молотом при напряжении тока 45—50 в. Сваи 19, 21 (IV ряд), 23 (V ряд), 27, 29 (VI ряд) были забиты молотом обычным способом. Сведения о сваях-катодах и сваях-анодах приведены в табл. 11. Результаты забивки свай представлены в виде гра­ фиков: изменения величин отказов по глубине погружения свай

Величина отказа от 1 адара молота

Рис. 17. Кривые изменения отказов в зависи­ мости от глубины погружения стальных трубча­ тых свай IV ряда при забивке с помощью элек­ троосмоса и обычным способом

IV ряда (рис. 17), зависимости между количеством ударов мо­ лота и глубиной погружения свай V и VI ряда (рис. 18), изме­ нения величин отказов по глубине погружения свай V и VI ряда

(рис. 19). Глубина забивки наклонных свай в грунт была около 21 м; расстояние между сваями-электродами изменялось от 3,5 до 3,95 м. Свая 20 на глубине 19,35—19,9 м забивалась при подъеме молота на 0,5 м, а отказы получались такие же, как

при забивке свай 18 и 21 без электроосмоса при высоте паде­ ния молота 1 м (см. рис. 17). Следовательно, при применении

электроосмоса на забивку сваи 20 в нижнеморенные суглинки было затрачено в два раза меньше усилий, чем без него.

38