×
20.01.2018
218.016.1c5d

СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ ОСНОВАНИЙ, СЛОЖЕННЫХ СЛАБЫМИ МИНЕРАЛЬНЫМИ ГРУНТАМИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к строительству, в частности к способам укрепления грунтов под основания и фундаменты зданий и сооружений, в т.ч. объектов электроэнергетики. Способ уплотнения оснований, сложенных слабыми минеральными грунтами, включает выполнение скважины, засыпку уплотняющего материала в скважину и создание уплотняющего воздействия полым трубчатым рабочим инструментом на уплотняющий материал для образования колонны уплотнения. Предварительно выполняют инженерно-геологические изыскания грунта основания и определяют значения модуля деформации, коэффициента Пуассона, угла внутреннего трения, удельного сцепления, удельного веса, начального коэффициента пористости слабого минерального грунта. Затем вычисляют действующее значение модуля деформации ε при расширении уплотняющего материала в скважине по начальному и заданному коэффициенту пористости слабого минерального грунта по приведенной зависимости. После чего методом подбора в интервале от одного до трех диаметров колонны определяют шаг размещения колонн, при котором достигается значение проектного модуля деформации основания, вычисляют необходимое увеличение радиуса скважины в процессе вдавливания по приведенной зависимости. Скважину выполняют вдавливанием рабочего инструмента в грунт основания, засыпку уплотняющего материала в скважину осуществляют через полость рабочего инструмента, а уплотняющее воздействие для образования колонны уплотнения осуществляют вдавливанием рабочего инструмента в уплотняющий материал. Производят дополнительные инженерно-геологические изыскания на площадке, определяют модуль деформации уплотненного грунта между колоннами и вычисляют фактический средний модуль деформации основания в целом по приведенной зависимости. Затем сравнивают его с проектным и при несоответствии фактического среднего модуля деформации основания его проектному значению производят установку дополнительных колонн между ранее установленными. Технический результат состоит в повышении производительности уплотнения грунта, снижении материалоемкости и трудоемкости. 4 з.п. ф-лы.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к строительству, в частности к способам укрепления грунтов под основания и фундаменты зданий и сооружений, в т.ч. объектов электроэнергетики.

В практике проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений на выбранном участке строительства нередко залегают слабые водонасыщенные глинистые грунты, обладающие низкими характеристиками деформируемости и прочности. В таких случаях проводят преобразование слабого основания различными методами, которые ведут к уплотнению и упрочнению изначально слабого грунта. В группу преобразования свойств грунтов можно отнести уплотнение укаткой, трамбовкой, инъецированием различных составов, устройство грунтовых свай по различным технологиям.

Известен способ укрепления грунта, включающий образование скважины, разрыхление грунта стенок этой скважины и создание на этот грунт укрепляющего воздействия (авторское свидетельство на изобретение СССР №708010, 30.09.77). В этом способе укрепляющее воздействие создается только на грунт, который разрыхляется со стенок скважины. После утрамбовки этого грунта получается определенная степень укрепления, которую увеличить больше нельзя.

Данный способ не позволяет получить требуемой степени укрепления грунта под фундаменты для современного строительства.

Наиболее близким аналогом является способ уплотнения грунта (патент на изобретение РФ №2473741), включающий выполнение скважины, засыпку уплотняющего вещества (материала) в скважину и создание уплотняющего воздействия тонкостенной оболочкой (полым трубчатым рабочим инструментом) на уплотняющий материал для образования колонны уплотнения.

Недостатком ближайшего аналога является отсутствие расчетов для подбора технологических параметров уплотнения колонны в зависимости от свойств грунта, сверки полученных после уплотнения значений с проектными, что приводит к необходимости проведения лишних операций по уплотнению грунта, подбору необходимого количества скважин.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является реализация уплотнения основания, сложенного слабыми минеральными грунтами, путем определения оптимальных проектных технологических параметров колонн по всей площади основания, их выполнения в грунте, а также сверка после уплотнения основания полученного параметра уплотненного грунта основания в целом с оптимальным проектным, что приводит к повышению производительности и снижению затрат.

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в повышении производительности уплотнения грунта, снижении материалоемкости и трудоемкости.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе уплотнения оснований, сложенных слабыми минеральными грунтами, включающем выполнение скважины, засыпку уплотняющего материала в скважину и создание уплотняющего воздействия полым трубчатым рабочим инструментом на уплотняющий материал для образования колонны уплотнения, предложено предварительно выполнять инженерно-геологические изыскания грунта основания и определять значения модуля деформации, коэффициента Пуассона, угла внутреннего трения, удельного сцепления, удельного веса, начального коэффициента пористости слабого минерального грунта, затем вычислять действующее значение модуля деформации εi при расширении уплотняющего материала в скважине по начальному и заданному коэффициенту пористости слабого минерального грунта по формуле:

, где

εi - действующее значение модуля деформации тела колонны;

ei - коэффициент пористости слабого минерального грунта вокруг колонн при действующем значении модуля деформации εi, соответствующий ближайшему значению модуля деформации в соответствии с нормативными корреляционными зависимостями;

e0 - начальный коэффициент пористости уплотняемого слабого минерального грунта,

после чего методом подбора в интервале от одного до трех диаметров колонны предложено: определять шаг размещения колонн, при котором достигается значение проектного модуля деформации основания, вычислять необходимое увеличение радиуса скважины в процессе вдавливания по формуле:

, где

r2 - радиус расширенной колонны;

R - радиус влияния одной щебеночной колонны, равный половине шага колонн;

ε - значение модуля деформации тела колонны,

скважину выполнять вдавливанием рабочего инструмента в грунт основания, засыпку уплотняющего материала в скважину осуществлять через полость рабочего инструмента, а уплотняющее воздействие для образования колонны уплотнения осуществлять вдавливанием рабочего инструмента в уплотняющий материал, после чего производить дополнительные инженерно-геологические изыскания на площадке, определять модуль деформации уплотненного грунта между колоннами и вычислять фактический средний модуль деформации основания в целом по формулам:

, где

- фактический средний модуль деформации основания в целом;

β - коэффициент бокового расширения, равный 0.8 для композитного массива грунта;

- коэффициент относительной сжимаемости грунта;

mс - коэффициент относительной сжимаемости колонны;

- коэффициент относительной сжимаемости рабочей ячейки (массива, состоящего из колонны и окружающего грунта) в целом;

- модуль деформации окружающего колонну грунта;

Ес - модуль деформации материала колонны;

λ - коэффициент объемной деформации уплотняемого грунта при расширении скважины;

а - конечный радиус колонны;

b - радиус рабочей ячейки (половина проектного шага колонн уплотнения);

а затем сравнивать его с проектным и при несоответствии фактического среднего модуля деформации основания его проектному значению производить установку дополнительных колонн между ранее установленными.

Также предлагается преимущественно нижний конец рабочего инструмента перед его вдавливанием в грунт основания перекрывать шибером или теряемым башмаком, а после засыпки уплотняющего материала в полость рабочего инструмента открывать шибер рабочего инструмента для просыпания уплотняющего материала в скважину, приподнимать рабочий инструмент на заданную высоту слоя уплотнения, после чего производить вдавливание рабочего инструмента в уплотняющий материал, а операцию вдавливания уплотняющего материала повторять послойно на всю длину колонны до достижения требуемого уплотнения слабого минерального грунта.

В качестве уплотняющего материала возможно использование щебня и/или песка, и/или гравия, и/или инертного материала, а рабочий инструмент предлагается выполнять симметричным относительно его центральной оси.

Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что по результатам инженерно-геологических изысканий по площади основания определяются исходные параметры слабого минерального грунта, с использованием которых проводятся расчеты по подбору технологических параметров уплотнения колонн (шаг и радиус расширенной колонны) по всему основанию. Сверка после уплотнения основания полученного параметра уплотненного грунта по основанию в целом с проектным позволяет определить достаточность количества установленных колонн. Вдавливание полого трубчатого рабочего инструмента в грунт основания позволяет осуществить первое уплотнение слабого минерального грунта. Перекрытие нижнего конца рабочего инструмента шибером или теряемым башмаком позволяет осуществлять вдавливание уплотняющего материала в скважине. А послойное вдавливание рабочего инструмента в уплотняющий материал позволяет значительно расширить скважину, сформировать щебеночную колонну, а грунт вокруг колонны уплотнить в радиальном направлении. Уплотнение окружающего колонну грунта также вызывает активизацию процесса консолидации из-за появления избыточного порового давления. Использование в качестве уплотняющего материала щебня и/или песка, и/или гравия, и/или любого иного инертного материала позволяет сформировать колонну уплотнения с необходимыми характеристиками в зависимости от свойств уплотняемого слабого минерального грунта, таким образом, чтобы предотвратить возможность проникновения частиц уплотняемого грунта через тело колонны.

Использование симметричного относительно центральной оси рабочего инструмента позволяет осуществлять равномерное радиальное уплотнение грунта основания.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Предварительно выполняют инженерно-геологические изыскания грунта основания и определяют значения модуля деформации, коэффициента Пуассона, угла внутреннего трения, удельного сцепления, удельного веса, начального коэффициента пористости слабого минерального грунта, затем вычисляют действующее значение модуля деформации εi при расширении уплотняющего материала в скважине по начальному и заданному коэффициенту пористости слабого минерального грунта по формуле:

, где

εi - действующее значение модуля деформации тела колонны;

ei - коэффициент пористости слабого минерального грунта вокруг колонн при действующем значении модуля деформации εi, соответствующий ближайшему значению модуля деформации в соответствии с нормативными корреляционными зависимостями;

е0 - начальный коэффициент пористости уплотняемого слабого минерального грунта,

после чего методом подбора в интервале от одного до трех диаметров колонны определяют шаг размещения колонн, при котором достигается значение проектного модуля деформации основания, вычислят необходимое увеличение радиуса скважины в процессе вдавливания по формуле:

, где

r2 - радиус расширенной колонны;

R - радиус влияния одной щебеночной колонны, равный половине шага колонн;

ε - значение модуля деформации тела колонны,

выполняют скважину вдавливанием рабочего инструмента в грунт основания.

Нижний конец рабочего инструмента перед его вдавливанием в грунт основания перекрывают шибером, а после засыпки уплотняющего материала в полость рабочего инструмента открывают шибер рабочего инструмента для просыпания уплотняющего материала в скважину, приподнимают рабочий инструмент на заданную высоту слоя уплотнения, после чего производят вдавливание рабочего инструмента в уплотняющий материал. Операцию вдавливания уплотняющего материала повторяют послойно на всю длину колонны до достижения требуемого уплотнения слабого минерального грунта.

Возможно также перекрытие нижнего конца рабочего инструмента теряемым башмаком.

В качестве уплотняющего материала возможно использование щебня и/или песка, и/или гравия, и/или инертного материала, а используемый рабочий инструмент симметричен относительно его центральной оси.

Затем производят дополнительные инженерно-геологические изыскания на площадке, определяют модуль деформации уплотненного грунта между колоннами и вычисляют фактический средний модуль деформации основания в целом по формулам:

, где

- фактический средний модуль деформации основания в целом;

β - коэффициент бокового расширения, равный 0.8 для композитного массива грунта;

- коэффициент относительной сжимаемости грунта;

mс - коэффициент относительной сжимаемости колонны;

- коэффициент относительной сжимаемости рабочей ячейки (массива, состоящего из колонны и окружающего грунта) в целом;

- модуль деформации окружающего колонну грунта;

Ес - модуль деформации материала колонны;

λ - коэффициент объемной деформации уплотняемого грунта при расширении скважины;

а - конечный радиус колонны;

b - радиус рабочей ячейки (половина проектного шага колонн уплотнения).

После произведенных расчетов фактический средний модуль деформации основания в целом сравнивают с проектным, и при несоответствии производят установку дополнительных колонн между ранее установленными.

Использование предлагаемого способа позволяет проектировать и осуществлять уплотнение оснований зданий и сооружений повышенной ответственности на выбранном участке строительства в соответствии с заданными проектными значениями без дополнительных затрат.


СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ ОСНОВАНИЙ, СЛОЖЕННЫХ СЛАБЫМИ МИНЕРАЛЬНЫМИ ГРУНТАМИ
СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ ОСНОВАНИЙ, СЛОЖЕННЫХ СЛАБЫМИ МИНЕРАЛЬНЫМИ ГРУНТАМИ
СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ ОСНОВАНИЙ, СЛОЖЕННЫХ СЛАБЫМИ МИНЕРАЛЬНЫМИ ГРУНТАМИ
СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ ОСНОВАНИЙ, СЛОЖЕННЫХ СЛАБЫМИ МИНЕРАЛЬНЫМИ ГРУНТАМИ
СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ ОСНОВАНИЙ, СЛОЖЕННЫХ СЛАБЫМИ МИНЕРАЛЬНЫМИ ГРУНТАМИ
СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ ОСНОВАНИЙ, СЛОЖЕННЫХ СЛАБЫМИ МИНЕРАЛЬНЫМИ ГРУНТАМИ
СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ ОСНОВАНИЙ, СЛОЖЕННЫХ СЛАБЫМИ МИНЕРАЛЬНЫМИ ГРУНТАМИ
СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ ОСНОВАНИЙ, СЛОЖЕННЫХ СЛАБЫМИ МИНЕРАЛЬНЫМИ ГРУНТАМИ
СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ ОСНОВАНИЙ, СЛОЖЕННЫХ СЛАБЫМИ МИНЕРАЛЬНЫМИ ГРУНТАМИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 56 items.
20.08.2015
№216.013.7340

Способ получения окисленного графита

Изобретение может быть использовано для изготовления терморасширенного графита (ТРГ) и огнезащитных материалов. Исходный порошкообразный графит обрабатывают окислительным раствором, содержащим следующие компоненты в соотношении, г/г графита: серная кислота 2,0-5,0; азотнокислый аммоний...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561074
Дата охранного документа: 20.08.2015
10.09.2015
№216.013.78e8

Способ получения углеродного волокнистого микродренажа для офтальмохирургических вмешательств и углеродный волокнистый микродренаж для офтальмохирургических вмешательств

Группа изобретений относится к медицине, а именно к офтальмологии, и предназначена для лечения первичной и вторичной глаукомы. Получение углеродного волокнистого микродренажа для офтальмохирургических вмешательств включает термическую обработку нити на основе вискозы, активацию полученной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562541
Дата охранного документа: 10.09.2015
27.03.2016
№216.014.c5cb

Грунтовый вискозиметр

Изобретение относится к области измерительной техники, предназначено для измерения вязкости различных связных грунтов и может быть применено при проведении инженерных изысканий для строительства зданий и сооружений. Грунтовый вискозиметр представляет собой камеру стабилометра типа "Б", в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578514
Дата охранного документа: 27.03.2016
27.03.2016
№216.014.db6c

Неметаллический арматурный элемент с периодической поверхностью и способ изготовления неметаллического арматурного элемента с периодической поверхностью

Изобретение относится к арматурным элементам для бетонных конструкций. Технический результат - повышение качества изделия, увеличение прочностных характеристик за счет дополнительного скручивания нитей в процессе изготовления неметаллического арматурного элемента и получение максимальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579053
Дата охранного документа: 27.03.2016
25.08.2017
№217.015.9b98

Штамп для устройства набивных свай методом вдавливания и способ устройства набивных бетонных, железобетонных и армобетонных свай методом вдавливания путем устройства набивной сваи с уширением, с помощью бетонолитного приспособления - штампа

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению, и может быть использовано для устройства свайных оснований при строительстве новых и реконструкции существующих зданий и сооружений различного уровня ответственности. Штамп для устройства набивных свай методом вдавливания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610053
Дата охранного документа: 07.02.2017
25.08.2017
№217.015.9e8d

Вдавливаемый инъектор

Изобретение относится к фундаментостроению, предназначено для вдавливания в слабый водонасыщенный грунт природного или искусственного сложения мелкозернистого бетона или пескобетона на необходимую глубину для его закрепления и упрочнения. Технический результат - повышение эффективности работы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605979
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.b290

Рельсовый путь для наклонного подъемника ядерного реактора

Изобретение относится к области ядерной техники и может быть использовано в составе перегрузочного оборудования ядерного реактора. Заявленный рельсовый путь наклонного подъемника ядерного реактора выполнен с чередованием прямолинейных и криволинейных участков, причем начальный и конечный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614056
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b740

Наклонный подъемник ядерного реактора

Изобретение относится к области ядерной техники и может быть использовано в составе перегрузочного оборудования ядерного реактора. Наклонный подъемник ядерного реактора содержит тележку 1 с гильзой 2 для ОТВС, которая перемещается по рельсовому пути 3 в наклонном коридоре 4 с помощью троса 8....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614518
Дата охранного документа: 28.03.2017
26.08.2017
№217.015.d5cb

Способ перегрузки тепловыделяющей сборки и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области обращения с ядерным топливом, в частности технологии загрузки и выгрузки тепловыделяющей сборки (ТВС) разгрузочно-загрузочной машиной (РЗМ). Способ перегрузки тепловыделяющей сборки включает выгрузку тепловыделяющей сборки из реакторной установки в пенал с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623102
Дата охранного документа: 22.06.2017
26.08.2017
№217.015.d6b9

Пенал для хранения несущих труб и/или штанг тепловыделяющих сборок отработавшего ядерного топлива

Изобретение относится к области хранения радиоактивных отходов, в частности к пеналам для хранения несущих элементов тепловыделяющих сборок отработавшего ядерного топлива, и может быть использовано на атомных станциях, в хранилищах отработавшего ядерного топлива. Пенал для хранения несущих труб...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622772
Дата охранного документа: 20.06.2017
Showing 1-10 of 22 items.
20.08.2015
№216.013.7340

Способ получения окисленного графита

Изобретение может быть использовано для изготовления терморасширенного графита (ТРГ) и огнезащитных материалов. Исходный порошкообразный графит обрабатывают окислительным раствором, содержащим следующие компоненты в соотношении, г/г графита: серная кислота 2,0-5,0; азотнокислый аммоний...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561074
Дата охранного документа: 20.08.2015
10.09.2015
№216.013.78e8

Способ получения углеродного волокнистого микродренажа для офтальмохирургических вмешательств и углеродный волокнистый микродренаж для офтальмохирургических вмешательств

Группа изобретений относится к медицине, а именно к офтальмологии, и предназначена для лечения первичной и вторичной глаукомы. Получение углеродного волокнистого микродренажа для офтальмохирургических вмешательств включает термическую обработку нити на основе вискозы, активацию полученной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562541
Дата охранного документа: 10.09.2015
27.03.2016
№216.014.c5cb

Грунтовый вискозиметр

Изобретение относится к области измерительной техники, предназначено для измерения вязкости различных связных грунтов и может быть применено при проведении инженерных изысканий для строительства зданий и сооружений. Грунтовый вискозиметр представляет собой камеру стабилометра типа "Б", в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578514
Дата охранного документа: 27.03.2016
27.03.2016
№216.014.db6c

Неметаллический арматурный элемент с периодической поверхностью и способ изготовления неметаллического арматурного элемента с периодической поверхностью

Изобретение относится к арматурным элементам для бетонных конструкций. Технический результат - повышение качества изделия, увеличение прочностных характеристик за счет дополнительного скручивания нитей в процессе изготовления неметаллического арматурного элемента и получение максимальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579053
Дата охранного документа: 27.03.2016
25.08.2017
№217.015.9b98

Штамп для устройства набивных свай методом вдавливания и способ устройства набивных бетонных, железобетонных и армобетонных свай методом вдавливания путем устройства набивной сваи с уширением, с помощью бетонолитного приспособления - штампа

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению, и может быть использовано для устройства свайных оснований при строительстве новых и реконструкции существующих зданий и сооружений различного уровня ответственности. Штамп для устройства набивных свай методом вдавливания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610053
Дата охранного документа: 07.02.2017
25.08.2017
№217.015.9e8d

Вдавливаемый инъектор

Изобретение относится к фундаментостроению, предназначено для вдавливания в слабый водонасыщенный грунт природного или искусственного сложения мелкозернистого бетона или пескобетона на необходимую глубину для его закрепления и упрочнения. Технический результат - повышение эффективности работы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605979
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.b290

Рельсовый путь для наклонного подъемника ядерного реактора

Изобретение относится к области ядерной техники и может быть использовано в составе перегрузочного оборудования ядерного реактора. Заявленный рельсовый путь наклонного подъемника ядерного реактора выполнен с чередованием прямолинейных и криволинейных участков, причем начальный и конечный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614056
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b740

Наклонный подъемник ядерного реактора

Изобретение относится к области ядерной техники и может быть использовано в составе перегрузочного оборудования ядерного реактора. Наклонный подъемник ядерного реактора содержит тележку 1 с гильзой 2 для ОТВС, которая перемещается по рельсовому пути 3 в наклонном коридоре 4 с помощью троса 8....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614518
Дата охранного документа: 28.03.2017
26.08.2017
№217.015.d5cb

Способ перегрузки тепловыделяющей сборки и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области обращения с ядерным топливом, в частности технологии загрузки и выгрузки тепловыделяющей сборки (ТВС) разгрузочно-загрузочной машиной (РЗМ). Способ перегрузки тепловыделяющей сборки включает выгрузку тепловыделяющей сборки из реакторной установки в пенал с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623102
Дата охранного документа: 22.06.2017
26.08.2017
№217.015.d6b9

Пенал для хранения несущих труб и/или штанг тепловыделяющих сборок отработавшего ядерного топлива

Изобретение относится к области хранения радиоактивных отходов, в частности к пеналам для хранения несущих элементов тепловыделяющих сборок отработавшего ядерного топлива, и может быть использовано на атомных станциях, в хранилищах отработавшего ядерного топлива. Пенал для хранения несущих труб...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622772
Дата охранного документа: 20.06.2017
+ добавить свой РИД