СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ СЛАБОСВЯЗНЫХ ГРУНТОВ ВЗРЫВАМИ

СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ СЛАБОСВЯЗНЫХ ГРУНТОВ ВЗРЫВАМИ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2060320 (13) C1

(51) 6 E02D3/10 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 27.05.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93011922/33 
(22) Дата подачи заявки: 1993.03.05 
(45) Опубликовано: 1996.05.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Иванов Л.П. Уплотнение малосвязных грунтов взрывами. М.: Недра, 1983, с.206. 
(71) Заявитель(и): Акционерное общество открытого типа "Всероссийский государственный научно-исследовательский институт гидротехники им.Б.Е.Веденеева" 
(72) Автор(ы): Минаев О.П.; Крутов А.П. 
(73) Патентообладатель(и): Акционерное общество открытого типа "Всероссийский государственный научно-исследовательский институт гидротехники им.Б.Е.Веденеева" 

(54) СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ СЛАБОСВЯЗНЫХ ГРУНТОВ ВЗРЫВАМИ 

Для осуществления способа уплотнения слабосвязных грунтов взрывами по карте уплотнения грунта размещают заряды взрывчатых веществ заданной массы с выбранным шагом и количеством серий. Затем проводят серию взрывов взрывчатых веществ в определенной последовательности. После окончания консолидации грунта каждой серии взрывов измеряют осадок грунта. Проведение взрывов в каждой серии осуществляют путем взрывания отдельных зарядов или групп зарядов с интервалом времени t, который определяется по формуле. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области строительства, в частности к уплотнению грунтов взрывами.

Известен опыт уплотнения грунтов взрывами зарядов взрывчатых веществ, расположенных на некотором расстоянии друг от друга на карте уплотнения.

Недостаток этого метода неравномерное уплотнение грунта по толщине слоя и площади уплотнения.

Наиболее близким техническим решением является метод уплотнения грунтов взрывами, расположенных в плане по квадратной сетке на расстоянии друг от друга, равном 2Rэф, где Rэф радиус эффективного действия взрыва, иначе расстояние, на котором достигается достаточно равномерное уплотнение грунта заданной толщины. Заряды последующей серии взрывания на этой же площадке уплотнения размещаются аналогично вышесказанному, но в промежутках между зарядами предыдущей серии.

Известный метод заключается в одновременном взрывании всех зарядов в каждой серии, образующих в плане замкнутый контур. Взрывание зарядов последующей серии производится только после полной стабилизации осадок от взрыва грунта предыдущей серии, т. е. после завершения процесса консолидации слабосвязного грунта. Рекомендуемая последовательность взрывания способствует наиболее эффективному разрушению структуры грунта и его последующего уплотнения за счет повышения интенсивности динамического воздействия при наложении ударных волн. Заданная плотность в плане и по глубине достигается в основном количеством серий взрывов зарядов. Увеличение количества серий взрывов способствует увеличению осадки поверхности и плотности грунта.

Недостатки этого метода невозможность увеличения плотности грунта без увеличения количества серий взрывов и неэффективное использование явлений образования в грунтовом массиве гравитационных волн при взрывании зарядов.

Цель изобретения повышение степени уплотнения грунта и снижение его стоимости.

Поставленная цель достигается за счет последовательного взрывания зарядов в каждой серии с интервалом времени t.

На фиг. 1 показан план размещения зарядов с величинами осадок: в числителе порядковый номер репера, в знаменателе осадка, то же, (условное обозначение различных серий взрывов с 1 по 4: , , х); на фиг.2 график статического зондирования известного способа; на фиг.3 то же, предлагаемого способа (1 до взрыва, 2 после взрыва).

В отличие от известного способа, где взрываются сначала все заряды 1-й серии с условным обозначением , затем 2-й серии и т.д. 3-ей и 4-й, предлагаемый способ осуществляется следующим образом. В каждой серии взрываются последовательно все заряды 1-й серии, например , с интервалом времени t между взрывами каждого заряда. Затем аналогично все заряды 2-й серии с тем же интервалом времени и т.д. 3-ей и 4-й серии.

Замер осадок производится одинаково как в известном, так и в предлагаемом способе после каждой серии взрывов, а определение величины плотности после взрыва заданного количества серий взрывов (обычно 3-ей или 4-й серии).

Возможна модификация предлагаемого способа путем последовательного взрывания с интервалом времени t групп зарядов в каждой серии, например рядов и т. п. в частности на фиг.3 это может быть взрыв в каждой серии в начале квадратов () нечетных рядов, а затем четных, либо наоборот, с интервалом времени t далее взрыв кругов четных рядов и с интервалом t нечетных рядов и т.д. крестов треугольников (). При этом замер осадка производится после взрыва каждой очереди, т.е. взрыва всех квадратов (), далее кругов и т.д. Время замера осадок должно гарантировать интервал времени их основного полного завершения.

Для проверки эффективности заявляемого способа были выбраны два рядом расположенных участка, на которых мощность слоя технологической подводкой отсыпки мелкозернистых и среднезернистых песков составляла 7-7,5 м. В момент проведения взрывных работ сделана отсыпка площадки до отметки от +1,0 до +1,7 м (при средних отметках +1,2 и +1,4 соответственно на первом и втором участках). Горизонт грунтовых вод располагался на отметке около 0,0 от дневной поверхности.

По результатам статического зондирования все отсыпанные под воду пески имели рыхлое сложение (сопротивление внедрению зонда в основном около 2 МПа).

Исходя из мощности уплотняемого слоя и условия обеспечения камуфлетности взрыва масса заряда ВВ равнялась 6 м при глубине заложения 4,5-5,5 м. Расстояние между зарядами в каждой серии задавалось равным 10 м, а количество серий взрывов четырем.

На каждом участке было погружено по 64 заряда взрывчатых веществ. Погружение зарядов ВВ осуществлялось в полость обсадной трубы, погруженной вибратором. Труба снабжалась в нижней части пластиной, закрывающей ее конец. После погружения заряда пластина выдергивалась вместе с обсадной трубой из грунта.

На первом участке производилось одновременное взрывание всех зарядов, а на втором последовательное. Контроль плотности производился по осадке поверхности грунта после каждой серии взрывов и статическим зондированием. Таким образом, на первом участке производилось одновременное взрывание в каждой серии по 16 зарядов, собранных в единую схему с помощью детонирующего шнура (ДШ). После одновременного взрывания наблюдался интенсивный выход воды в виде фонтанирующих гейзеров. При этом взрывание зарядов последующей серии производилось после гарантированного окончания выхода воды (примерно через 30 мин).

На втором участке каждый заряд взрывался отдельно последовательным "обходом" взрывником всех точек очереди. Временной разрыв между взрывами отдельных зарядов составлял 3-5 мин (время подхода к месту погружения заряда, подсоединение взрывной сети к детонатору, отход взрывника на безопасное расстояние и собственно взрыв). В этом случае не требуется ДШ на сборку взрывной сети. После каждого взрыва зарядов на этом участке происходило интенсивное отжатие воды, которое усиливалось при взрыве каждого последующего заряда, причем после взрыва некоторого количества зарядов поверхностный слой грунта переходил в неустойчивое состояние, при котором после каждого взрыва распространяются волнообразные смещения грунта.

По результатам геодезических наблюдений средняя осадка после взрыва всех зарядов на участке последовательного взрывания составила 23 см против 21 см (осадка после 1-й очереди взрывов 5,6 см, 2-й 6 см, 3-ей 4,9 см, 4-й 4,2 см) на участке одновременного взрывания. Максимальные осадки на первом участке достигали 34-36 см, а на втором 38-42 см.

Результаты статического зондирования показали, что в результате четырех серий на участке одновременного взрывания зарядов (фиг.2) обеспечено уплотнение рыхлого подводного слоя песков до состояния средней плотности. Сопротивление внедрению зонда 4-9 МПа, относительная плотность JД 0,4-0,6. При последовательном взрывании зарядов (фиг.3) рыхлые пески везде перешли в состояние среднего и плотного сложения. Величина сопротивления внедрению зонда увеличивается с 2 до 12-16 МПа, а степень плотности JД превышает 0,5-0,8.

Предлагаемый способ уплотнения грунтов взрывами был испытан и в несколько измененном виде. Так одновременное взрывание зарядов на одной из площадок не позволяло достигнуть существенного уплотнения ни после обычно назначаемых четырех очередей взрывов, ни после дополнительных двух и далее четырех очередей. Сопротивление внедрению зонда не превышало 4-6 МПа.

Согласно модифицированному способу в каждой очереди взрывались группы зарядов с разрывом во времени 5-10 мин (сначала четные, а затем нечетные ряды зарядов и наоборот). Замеры осадок и результаты статического зондирования подтвердили эффективность модифицированного способа, позволившего на данной площадке достигнуть заданной степени плотности после 1-2 серий взрывов.

Время уплотнения tуп слоя грунта находится по формуле:

tуп= (1) где - удельный вес уплотняемого грунта;

взв удельный вес взвешенного в воде грунта;

h мощность уплотняемого слоя;

Кф коэффициент фильтрации уплотняемого грунта;

n1 исходная пористость грунта;

n2 пористость грунта после этапа уплотнения.

Осадка поверхности слоя грунта:

S h (2)

Принимая

и взв из (1) и (2) имеем

tуп=S/Kф. (3)

По данным изысканий коэффициент фильтрации Кф на опытных площадках составлял для мелких песков 2 м/сут (0,0023 см/с), средних 10 м/сут (0,012 см/с).

Используя вышеуказанные данные величин осадки грунта на захватке по сериям по формуле (3) находим для мелких песков:

tуп2= 2609 c 43,5 мин

tуп4= 1826 c 30,4 мин

tср1= 37 мин для средних песков:

tуп2= 500 c 8,3 мин

tуп4= 350 c 5,8 мин

tср2= 7,1 мин или среднее значение для мелких и средних песков составит:

tуп= 22,1 мин Таким образом находим, что:

t1= 0,14

t2= 0,23

t3= 0,45

Найдем возможные диапазоны изменения t в зависимости от осадки слоя S и времени уплотнения tуп. Коэффициент фильтрации песков изменяется от 10-1 до 10-3 см/с. Возможные диапазоны изменения осадок при уплотнении слабосвязных грунтов взрывами от 20 до 4 см. Тогда имеем граничные интервалы изменения времени уплотнения слоя:

tуп= 200 c 3,3 мин

tуп= 20000 c 333,3 мин

tуп= 40 c 0,7 мин

tуп= 4000 c 66,7 мин

Из проведенных расчетов найдем минимально возможный интервал времени

tmin= 0,01 tуп

Учитывая, что по результатам проведенных опытов максимальный интервал времени

tmax 0,5 tуп решая обратную задачу, находим:

Kф= 0,056 см/с принимаем Кф=0,05 см/с.

Таким образом, возможный интервал изменения

t=(0,01.0,5)tуп

Коэффициент фильтрации грунта должен находиться в пределах

Кф=(5 10-2.1 10-3) см/с

Конкретный интервал времени t должен назначаться по результатам опытных работ, которые всегда предшествуют этапу производственного уплотнения.

Использование изобретения является более эффективным по сравнению с традиционно рекомендуемым одновременным взрыванием как по достижению более высокой степени уплотнения, так и в связи с экономией взрывчатых веществ и дорогостоящего детонирующего шнура. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ уплотнения слабосвязных грунтов взрывами, включающий размещение на карте уплотнения грунта зарядов взрывчатых веществ заданной массы с выбранным шагом и количеством серий, последовательное проведение серий взрывов взрывчатых веществ в определенной последовательности, причем после окончания консолидации грунта каждой серии взрывов измеряют осадок грунта, отличающийся тем, что проведение взрывов в каждой серии осуществляют путем взрывания отдельных зарядов или групп зарядов с интервалом времени t = (0,01-0,5)tуп, где tуп S/Кф время уплотнения слой грунта, с; S осадка поверхности слоя грунта, см, Kф 5 10-2 1 10-3 коэффициент фильтрации уплотняемого грунта, см/с.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru