Электросиликатизация грунтов

Способ электросиликатизации разработан Р. А. Цебертовичем в 1954 г. и успешно использован в Польше для увеличения несущей способности оснований, а также устойчивости склонов и откосов. Электросиликатизация по сравнению с обычной силикатизацией дает больший примерно в 1,5 раза радиус закрепле­ния, снижает стоимость закрепления и увеличивает эффект уп­рочнения. Расход жидкого стекла плотностью 1400 кг/м3 при электросиликатизации лесса в среднем равен 150 л/м3, затраты электроэнергии составляют 20 кВт-ч/м3.
Общие затраты на электросиликатизацию распределяются примерно так: стоимость растворов 25%, стоимость электро­энергии 10%, стоимость основных работ 38%, амортизация обо­рудования и стоимость прочих работ 27%.
Для электросиликатизации грунта в него на заданную глу­бину погружают электроды из перфорированных труб. Электроды погружают либо вертикально, либо наклонно или даже горизонтально в один или несколько рядов с таким расчетом, чтобы обеспечить полное закрепление необходимого массива (рис. 6.4). При многорядной схеме электроды располагают в шахматном порядке.

 

Расположение электродов при электросиликатизации грунтов
Рис.6.4 Расположение электродов при электросиликатизации грунтов
а – для разработки котлована; б – под фундаментом здания; 1 – электроды-инъекторы; 2 – котлован; 3-5 – номера проходок.
 

Расстояние между электродами в ряду при упрочнении грун­тов обычно принимают равным (1,75-2)R, а при устройстве противофильтрационных завес - до 1,5R. Радиус закрепления грунта R    зависит от напряжения электрического тока, его плотности, принятого градиента его потенциала и цели закрепления. Приближенное значение радиуса закрепления и других параметров электросиликатизации можно принимать по табл. 6.7.


Расстояние между рядами разноименных электродов уста­навливают с учетом необходимой плотности тока и принятого градиента его потенциала. Оптимальный, градиент потенциала составляет 0,5-1,5 В/см. Его назначают с расчетом обеспече­ния плотности тока в пределах 6-10 А/м2. При таком режиме обеспечивается нормальная интенсивность электрокинетичес­ких и электрохимических процессов и исключается чрезмерный нагрев и осушение грунта вблизи катода.
Во время электросиликатизации необходимо периодически откачивать воду из катодных электродов.
Объем применяемых растворов и их концентрация зависят от коэффициента фильтрации и пористости грунта. Чем дисперснее грунт и меньше его коэффициент фильтрации, тем менее концентрированные применяют растворы (см. табл. 6.7.).
При двухрастворном методе возможность упрочнения грун­та определяется вязкостью жидкого стекла. Раствор хлористо­го кальция имеет меньшую вязкость, и его концентрацию, под­бирают только из условия обеспечения полной коагуляций жид­кого стекла.
Объем растворов рабочей концентрации W, затрачиваемых на закрепление массива расчетного объема, определяют по формуле

 

W = аVn                (6.11)

а затрачиваемых на одну заходку - по формуле (6.7).

 
  (6.7)

Коэффициент ав формуле (.6.11), зависящий от коэффици­ента фильтрации кф грунта, может   быть принят   по табл. 6.8. Объем воды, добавляемой в раствор исходной концентрации, определяют по формуле (6.2).

  (6.2)

Объемное соотношение жидкого стекла и раствора хлористо­го кальция обычно принимают равным 1:1.  

Растворы вводят в грунт по такой схеме: сначала под давлением 0,2-0,5 МПа нагнетают от половины до двух третей необходимого объема си­ликатного раствора и раствора хлористого кальция; затем меняют направ­ление тока и через новые аноды и ка­тоды вводят остальной объем раство­ров. После этого продолжают пропус­кание электрического тока в течение 24-48 ч.
Наибольший эффект упрочнения при силикатизации достигается в анод­ной и средней зонах. Большая продолжительность обработки грунта электрическим током после образования геля может при­вести к разуплотнению грунта в катодной зоне. Учитывая это, катодные электроды следует выносить за пределы упрочняемой зоны или сокращать продолжительность электрообработки грун­та в период его подсушки. Жидкое стекло при электросиликатизации вводят в катод, а раствор хлористого кальция - в анод.  Растворы начинают вводить в грунт одновременно с подачей напряжения, а прекращают их введение на несколько часов раньше выключения тока, чтобы несколько осушить грунт. А для того что бы защитить свой земельный участок от кротов, необходимо использовать оцинкованную сетку.