Электрический способ укрепления грунтов на стройке

В 1807 году Ф.Ф. Рейсс впервые открыл явление электроосмоса. Его исследовательские работы были уничтожены пожаром в 1812 году – с этим и связана малая распространенность его трудов среди широкой научной общественности. Даже В. Оствальд в своих книгах по истории физической химии не упомянул его имя.

Но, все это не помешало Рейссу дать толчок для применения электроосмоса в сфере геологических исследований, медицины и техники. К тому же в 1809 г. он опубликовал свою работу в «Записках Московского общества испытателей природы». Там ученый подробно описал сущность своих опытов, которые привели его к открытию нового явления, ранее неизвестное никому. Нельзя не признать, что работа Ф.Ф. Рейсса – одно из весомых достижений Московского университета, работе в котором ученый посвятил 30 лет жизни.

Все работы контролируются и регулируются сводом санитарных правил СП 45.113330.2017. В соответствии с документом рабочий процесс выглядит следующим образом:

• проведение опытно-производственных исследований для определения объема работ и методов ее выполнения;
  
  
• непосредственное исполнение работы;
  
  
• оценка качества и контрольное измерение.
  
  

Заниматься изысканиями, контролем и составлением документации имеют право только организации с соответствующими разрешительными сертификатами. Последние подтверждают квалификацию специалистов на проведение такого вида работ.

Электрическое усиление грунта подразумевает воздействие на грунт постоянного тока. Чаще всего эту технологию используют для укрепления глинистых почв. Ведь такие грунты не пропускают цементные растворы, не образуют поры, отфильтровывают соли и обладают слишком высокой теплоемкостью для термического закрепления. К тому же глина накапливает влагу, трансформируясь в текучее состояние.

В результате электроосмоса почва обезвоживается – это явление электродренажа. Дальнейшее влияние постоянного тока приводит к электрозакреплению.

В грунт поступает не только ток, в него еще вводят электролиты. Так вода перемещается к отрицательному электроду ( явление электроосмоса). А параллельно коллоидальные взвешенные грунтовые частицы отправляются к положительному электроду (электрофорез). Все это происходит под воздействием тока.

Для обезвоживания почвы устанавливают электроды на расстоянии 0,6-1,5 м друг от друга. Роль положительных электродов выполняют стальные стержни, диаметр которых равен 150 мм, а отрицательные электроды представлены трубами с диаметром 100 мм и отверстиями в 3 мм.

Рабочий процесс по электрозакреплению состоит из следующих пунктов:

1. погружение электродов;

2. установка электросети и электрического оборудования;

3. пропускание электротока;

4. извлечение электродов;

5. демонтаж оборудования.

Электроды в почву погружают с помощью пневматических молотков или механических копров. Если их нужно установить на небольшую глубину (1,5-2 м), то можно ограничиться кувалдой. Главное условие их установки – полное соприкосновение стенок электродов с почвой.

Электрическое оборудование (двигатель-генератор и распределительный щит) устанавливают по сопроводительным нормативным документам.

Электроток подают посредством реостата при сниженном напряжении, которое плавно растет до необходимого значения. Оно примерно равно 40-60 В.

Электрические цепи устанавливают следующим образом. Магистральный провод прокладывают вдоль положительных и отрицательных электродов по земле или подвешивают на деревянных столбиках. Магистральные провода и электроды скрепляют монтажными проводами. Правильность соединения проверяют электроизмерительным прибором.

Дальше под действием тока вода поступает к положительному электроду, откуда удаляется самотеком или насосной станцией. Если задействован насос, то жидкость откачиваются через каждые 3-4 часа по мере ее накопления.

По завершении работ электроды извлекают из почвы домкратом. Пробуренные скважины после этого тампонируют цементным раствором или глиной и плотно утрамбовывают. Демонтаж техники также проводят в соответствии с их сопроводительной нормативной документацией.

Достаточная плотность электрического тока позволяет воде накапливаться в трубах, покидая укрепляемый массив. Обсуждаемая технология помогает не только лишить глинистый грунт жидкости, но и проанализировать текущую влажность почвы, так как сопротивление грунта проходящему электротоку прямо пропорционально его влажности.

Но в практических условиях трудно создать плотность тока больше 2-5 А/дм 2, потому что вокруг электродов расположена почва, которая разогревается. Из-за этого разогрева влага выкипает, и сопротивляемость цепи увеличивается. Исходя из этого, для полного обезвоживания массива требуется несколько дней или недель. Это один недостаток, а второй заключается в обратимости. Откаченная жидкость постепенно может вернуться в грунт.

Проект электрозакрепления должен содержать информацию о:

• геологическом профиле территории, где предложены работы;
  
  
• материалах исследованиях почвы;
  
  
• плане, разрезах и состоянии укрепляемого массива;
  
  
• технологической схеме;
  
  
• объеме работ и указаниях по контролю за ними;
  
  
• плотности электротока, градиенте напряжения и длительности процедуры;
  
  
• требованиях к закрепляемой территории;
  
  
• спецификации на оборудование и материалы;
  
  
• схеме организации рабочего процесса с указанием погружения электродов, их установки и очередности подключения в электросеть;
  
  
• порядке эксплуатации насосных и электрических установок;
  
  
• калькуляции и единичных расценках на работу;
  
  
• календарном плане работы.
  
  

Объем укрепляемой территории и характер деформации (сплывы, оползни или пучение) влияет на размещение электродов. Их располагают рядами или поперек площадки в соответствии с технологической схемой закрепления. При этом рассчитывают перекрытие контура во всех направлениях. Расстояние между электродными рядами зависит от напряжения тока, но приблизительно оно равно 100 В на 1 м, а между электродами в одном ряду - 0,7-0,9 м.

Закрепление грунта – это всегда сложный технологический процесс. Он требует серьезных подготовительных работ.

Усиление контролируется и регламентируется нормативно-правовыми документами, поэтому всей деятельностью должны заниматься сертифицированные организации. Это связано не только с тем, что от точности выполнения работ и несущей способности грунта зависит безопасность и длительность эксплуатации построек, но еще и с тем, что особое внимание необходимо уделять технике безопасности при работе с электрическим током.

Строительная лаборатория ООО "Бюро "Строительные исследования" занимается испытаниями конструкций и материалов в Санкт-Петербурге и Москве

Основная специализация лаборатории:

• Испытания бетона
• Геотехнический контроль грунта
• Другие области испытаний
• Наши вакансии

Бесплатно вызвать лаборанта на объект или задать вопрос эксперту можно:

1. Заполнив форму на нашем сайте

2. По телефонам:

+7(812)386-11-75 - главный офис в Санкт-Петербурге

+7(965)006-94-59 (WhatsApp, Telegramm) - отдел по работе с клиентами Санкт-Петербург и Москва

3. Написать нам на почту

Подписывайтесь на наши социальные сети и YouTube канал, там много интересной информации и лайфхаков.