способ изготовления геотехнического массива с регулируемой жесткостью

Формула изобретения

1. Способ изготовления геотехнического массива с регулируемой жесткостью, заключающийся в проходке скважины, подаче в скважину материала и создании в нем деформирующих усилий путем осуществления разрядных импульсов, с перемещением зоны разряда, а также добавления материала, отличающийся тем, что при проходке скважины осуществляют контроль параметров грунта по глубине и производят сопоставление проектных параметров грунта фактическим, а в процессе возбуждения разрядов осуществляют контроль сейсмических возмущений в зоне формирования геотехнического массива и контроль уровня материала в скважине, измерение объема добавляемого материала, по результатам которых судят об обеспечении заданных характеристик формируемого геотехнического массива, при этом общий объем поданного и добавленного материала превышает объем пройденной скважины.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на основе установленных параметров грунта составляют включающую количество разрядов на каждом уровне скважины и их энергетические характеристики программу возбуждения разрядов, которую корректируют по результатам контроля сейсмических возмущений в зоне формирования геотехнического массива и измерения объема добавляемого материала.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что на основе контроля сейсмических возмущений в зоне формирования геотехнического массива судят о наличии в полости скважины грунта, обрушившегося со стенок, пережатии скважины и о степени уплотнения грунта.

4. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что контроль изменения уровня материала в скважине производят после возбуждения каждого разряда.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к изготовлению искусственных оснований в грунте и может быть использовано в геотехническом строительстве.

Наиболее близким по своей сущности и достигаемому техническому результату является способ изготовления геотехнических массивов, заключающийся в проходке скважины, установке в ней электрического разрядника, подаче в скважину электропроводного материала и создания в нем деформирующих усилий путем возбуждения высоковольтных электрических разрядов с перемещением зоны разряда, а также добавлении электропроводящего материала (см., например, RU 2117726 С1, 20.08.1998, Е 02 D 5/34).

Недостатком известного способа является то, что он не позволяет регулировать жесткость геотехнического массива, наиболее полно использовать прочностные и деформационные характеристики грунтов.

Это связано с тем, что в процессе формирования геотехнического массива под воздействием импульсов, создаваемых высоковольтными электрическими разрядами, происходят стохастические изменения геотехнического массива. Эти изменения заключаются в изменении градиента плотности геотехнического массива, в случайных осыпаниях стен скважины и других процессах, не поддающихся абсолютному прогнозированию.

Технический результат изобретения состоит в повышении надежности обеспечения восприятия заданной нагрузки при расчетной жесткости изготовляемых геотехнических массивов.

Это достигается за счет того, что в способе изготовления геотехнического массива с регулируемой жесткостью, заключающемся в проходке скважины, подаче в скважину материала и создания в нем деформирующих усилий путем осуществления разрядных импульсов с перемещением зоны разряда, а также добавления материала, согласно изобретению при проходке скважины осуществляют контроль параметров грунта по глубине и производят сопоставление проектных параметров грунта фактическим, а в процессе возбуждения разрядов осуществляют контроль сейсмических возмущений в зоне формирования геотехнического массива и контроль уровня материала в скважине, измерение объема добавляемого материала, по результатам которых судят об обеспечении заданных характеристик формируемого геотехнического массива, при этом общий объем поданного и добавленного материала превышает объем пройденной скважины.

На основе установленных параметров грунта могут составлять включающую количество разрядов на каждом уровне скважины и их энергетические характеристики программу возбуждения разрядов, которую корректируют по результатам контроля сейсмических возмущений в зоне формирования геотехнического массива и измерения объема добавляемого материала.

Кроме того, на основе контроля сейсмических возмущений в зоне формирования геотехнического массива могут судить о наличии в полости скважины грунта, обрушившегося со стенок, пережатии скважины и о степени уплотнения грунта.

Контроль изменения уровня материала в скважине могут производить после возбуждения каждого разряда.

Способ изготовления геотехнического массива с регулируемой жесткостью заключается в следующем.

По месту изготовления геотехнического массива с регулируемой жесткостью производят проходку скважины. При этом осуществляют контроль параметров грунта по глубине и производят сопоставление проектных параметров грунта с фактическими. Контролируемыми параметрами являются те параметры грунта, которые определяют его жесткость и деформируемость. На основе установленных параметров грунта составляют программу возбуждения высоковольтных электрических разрядов. Программа включает количество высоковольтных электрических разрядов, производимых в каждом уровне скважины, и их энергетические характеристики. В случае использования в качестве электропроводящего материала твердеющих смесей в скважине может быть установлена арматура. При этом арматура может устанавливаться как до производства электрических разрядов, так после и в процессе производства разрядов.

Затем в скважину опускают электрический излучатель, подают электропроводящий материал, например пескоцементный раствор или мелкозернистую бетонную смесь, и возбуждают в нем электрические разряды. Возбуждение электрических разрядов производится по программе путем подачи из источника на электрический излучатель высоковольтных электрических импульсов. В процессе производства электрических разрядов осуществляют эхоимпульсный контроль сейсмических возмущений в зоне формирования геотехнического массива. На основании этого контроля судят о наличии в полости скважины грунта, обрушившегося со стенок, пережиме скважины и о степени уплотнения грунта в зоне геотехнического массива. Кроме того, после каждого возбуждения электрического разряда производят контроль уровня электропроводного материала в скважине и при убывании производят его пополнение, измеряя при этом объем добавляемого электропроводного материала. Этот параметр косвенно свидетельствует о степени уплотнения грунта в зоне геотехнического массива. Результаты эхоимпульсного контроля и измерения объема добавляемого электропроводного материала используют для корректировки программы возбуждения высоковольтных электрических разрядов таким образом, чтобы обеспечить заданные характеристики формируемого геотехнического массива. При этом общий объем электропроводящего материала, включая первоначально поданный в скважину и добавленный в процессе формирования геотехнического массива, превышает объем пройденной скважины.

Зоны возбуждения электрических разрядов перемещают в соответствии с составленной программой. Перемещение зоны электрических разрядов может производиться либо путем перемещения электрического излучателя, либо путем коммутации электродов, расположенных на поверхности электрического излучателя.

Использование корректируемой программы производства высоковольтных электрических разрядов, учитывающей априорные сведения о составе грунта, позволяет с высокой степенью надежности формировать геотехнический массив с требуемой степенью жесткости с включением в него набивных, инъекционных или грунтовых свай, грунтовых анкеров и пр., что приводит к экономии энергетических и материальных затрат на производство фундаментов и к повышению прочности, надежности и долговечности зданий и сооружений, построенных на таком геотехническом массиве.