RU2685518C1

RU2685518C1 - Method for subsidence soil array compaction

Info

Publication number: RU2685518C1
Application number: RU2018116157A
Authority: RU
Inventors: Борис Игоревич Корженевский; Николай Владимирович Коломийцев; Александр Витальевич Колманов; Ольга Валентиновна Зубарева
Priority date: 2018-04-28
Filing date: 2018-04-28
Publication date: 2019-04-19

Abstract

FIELD: construction.SUBSTANCE: invention relates to construction, mainly to soaking loess soils at the base of meliorative structures on irrigated lands. Method of subsidence soil array compaction includes supply of water to its surface till soaking to soil depth of subsidence layer. Slot is cut along the perimeter of the compacted mass to the depth of the subsidence layer and filled with a hydrophobic material, then on the surface of the array there are tubes with water drops of drop water supply, which are interconnected with the water source by the pipeline. Surface of massif is covered with screen from waterproof material and water is supplied by drop method with flow rate not exceeding absorbing capacity of soil, at that duration of water supply is calculated as per the specified dependence.EFFECT: completely eliminate non-productive losses of water and ensure uniform soaking and accordingly uniform compaction of soil at depth of subsidence layer.1 cl, 2 dwg

Description

Предполагаемое изобретение относится к строительству, преимущественно к замачиванию просадочных лессовых грунтов в основании мелиоративных сооружений на орошаемых землях.The alleged invention relates to the construction, mainly to the soaking of subsidence loess soils at the base of land reclamation facilities on irrigated lands.

Известен способ уплотнения лессовидного просадочного грунта, включающий бурение скважин и размыв грунта по поверхности ее стенок на всю глубину уплотнения путем подачи рабочей жидкости струями, перемещаемыми снизу вверх по винтовой линии расходом, согласующимся со скоростью впитывания воды в грунт. (Ав. Св. СССР, №1158681, МПК E02D 3/10. Бюл. №20, 1985 г.)There is a method of compaction of a loess-like subsidence soil, which includes drilling wells and erosion of the soil along the surface of its walls to the entire depth of compaction by supplying the working fluid with jets moving upward along the helix with a flow rate consistent with the rate of water absorption into the soil. (Av. St. USSR, № 1158681, IPC E02D 3/10. Bull. No. 20, 1985)

Недостатком этого способа является большая трудоемкость, связанная с необходимостью бурения скважин, а также ограниченные размеры замачиваемой площадки. Этот способ наиболее пригоден для замачивания площадок для установки свай.The disadvantage of this method is the large complexity associated with the need for drilling wells, as well as the limited size of the soaked area. This method is most suitable for soaking pads for installing piles.

Известен способ уплотнения массива просадочного грунта, включающий выполнение на поверхности массива водораспределительных элементов в виде перпендикулярных полос и квадратных площадок, последующую подачу по ним воды до промачивания на глубину просадочного слоя. (Ав. Св. СССР №1300092, МПК E02D 3/10. Бюл. №12, 1987 г.)There is a method of compacting an array of subsiding soil, including the execution on the surface of an array of water distribution elements in the form of perpendicular strips and square pads, the subsequent flow of water through them before soaking to the depth of the subsidence layer. (Av. St. USSR №1300092, IPC E02D 3/10. Bull. No. 12, 1987)

Недостатками этого способа являются потери воды, связанные с ее инфильтрацией в стороны от уплотняемого массива по его периметру в связи с напорной подачей ее в полосы, неравномерность поступления воды в грунт непосредственно под полосами и в межполосном пространстве, как следствие неравномерное уплотнение по площади массива с нарушением равномерности водоподачи по полосам, с избыточным проседанием русла полос на одних участках и недостаточным - в других.The disadvantages of this method are water losses associated with its infiltration to the side of the compacted array around its perimeter due to pressure feed it into the strips, the uneven flow of water into the soil directly below the strips and in the inter-band space, as a result of uneven compaction over the area of the array with a violation water supply uniformity along the lanes, with excessive subsidence of the channel lanes in some areas and insufficient in others.

Устранить указанные недостатки позволяет способ уплотнения массива просадочного грунта, включающий подачу на его поверхность воды до достижения промачивания на глубину просадочного слоя грунта, в котором согласно предполагаемому изобретению, по периметру уплотняемого массива нарезают прорезь на глубину просадочного слоя и заполняют ее гидрофобным материалом, затем по поверхности массива размещают трубки с водовыпусками капельной подачи воды, сообщенные с источником воды, накрывают поверхность массива экраном из водонепроницаемого материала и производят подачу воды капельным способом расходом, не превышающим впитывающую способность грунта, при этом продолжительность подачи воды рассчитывают по формуле:Eliminating these drawbacks allows a method of compacting an array of a subsiding soil, which includes supplying water to its surface until wetting to a depth of a subsiding layer of soil occurs, in which, according to the proposed invention, a slit is cut into the depth of the subsiding layer along the perimeter of the compacted massif the array place tubes with water outlets of the drop water supply, communicated with the water source, cover the surface of the array with a screen of waterproof material and produce a supply of water drip flow rate not exceeding the absorption capacity of soil, wherein the duration of the water supply is calculated by the formula:

где t - время замачивания,where t is the soaking time,

s - площадь замачиваемого массива,s is the area of the soaked array,

h - глубина уплотняемого слоя грунта,h is the depth of the compacted soil layer,

v - скорость установившейся фильтрации воды в замачиваемом грунте,v - the speed of the steady filtration of water in the soaked soil,

α - пористость грунта просадочного слоя.α - soil porosity of the subsidence layer.

Новый положительный результат от применения предложенного способа состоит в том, что сочетание создания по контуру массива прорези, заполненной гидрофобным материалом, с капельной подачей воды расходом, не превышающим впитывающую способность грунта, и укрытие массива водонепроницаемым экраном позволяет полностью исключить непроизводительные потери воды и обеспечить равномерное промачивание грунта на глубину просадочного слоя.A new positive result from the application of the proposed method is that the combination of creating a slot along the contour of an array filled with a hydrophobic material with a droplet water supply with a flow rate not exceeding the absorbing capacity of the soil and covering the array with a waterproof screen completely eliminates unproductive water losses and ensures uniform wetting the depth of the subsidence layer.

Сущность предложения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид уплотняемого массива сверху, а на фиг. 2 - его вид в разрезе.The essence of the proposal is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a general view of a compacted array from above, and FIG. 2 is a sectional view thereof.

Предлагаемый способ уплотнения массива просадочного грунта осуществляют следующим образом:The proposed method of compacting the array of subsiding soil is as follows:

Предварительно определяют площадь S уплотняемого массива 1, h - глубину уплотняемого слоя грунта, v - скорость установившейся фильтрации воды в замачиваемом грунте, α - пористость грунта просадочного слоя. Зная v - скорость установившейся фильтрации воды, объем sh замачиваемого массива, его пористость α, время замачивания t и расход одной капельницы q, определяют необходимое количество капельниц на участке и, соответственно, количество трубок с капельницами. Затем по контуру участка 1 узкотраншейным экскаватором отрывают прорезь 2 и заполняют ее гидрофобным материалом 3, например резиновой крошкой. По периметру прорези из извлеченного грунта отсыпают валики 4. Затем по поверхности массива 1 раскладывают трубки 5 с капельницами 6 и подключают к трубопроводу 7 от водоисточника. Поверхность участка 1 накрывают полимерной пленкой 8, закрепляя ее края на бортах валиков 4. После завершения монтажа оборудования по трубопроводу 7 подают воду в трубки 5. Вода из них через капельницы 6 поступает на поверхность участка 1, впитывается грунтом и передвигается под действием капиллярных сил, формируя смыкающиеся контуры. Одновременно происходит капиллярный перенос влаги в глубину уплотняемого грунта. Подача воды происходит преимущественно по капиллярам грунта со скоростью установившейся фильтрации v. При этом воздух из капиллярных пор последовательно вытесняется, что позволяет обеспечить равномерное насыщение грунта водой и равномерное его уплотнение по всей толще уплотняемого массива. В процессе движения влаги в глубину возможен перенос ее и на периферию массива 1. Гидрофобный материал 3 в прорези 2 создает разрыв капиллярного тока влаги и ограничивает ее перемещение за пределы участка 1. Полимерный экран 8 предотвращает испарение с поверхности участка 1. Поэтому вся вода, поданная на поверхность этого участка капельным способом, расходуется на замачивание и уплотнение данного массива просадочного грунта. Контроль продвижения влаги в грунте производится с помощью датчиков, установленных на заданной глубине (на рисунке не показано). По истечению расчетного времени замачивания и получении информации датчика о достижении заданной глубины замачивания грунта подачу воды в трубопровод 7 прекращают, экран 8 убирают и после высыхания поверхности грунта сеть капельной подачи воды демонтируют, а валики 4 разравнивают.The area S of the compacted massif 1 is preliminarily determined; h is the depth of the compacted soil layer, v is the steady-state filtration rate of the water in the soaked soil, and α is the soil porosity of the subsiding layer. Knowing v - the speed of the established filtration of water, the volume sh of the soaked array, its porosity α, the soaking time t and the flow rate of one dropper q, determine the required number of droppers on the site and, accordingly, the number of tubes with droppers. Then along the contour of section 1 with a narrow-trench excavator, the slot 2 is torn off and filled with hydrophobic material 3, for example, rubber crumb. Along the perimeter of the slot, the rollers 4 are poured out of the extracted soil. Then, tubes 5 with droppers 6 are laid out on the surface of the array 1 and connected to the pipeline 7 from the water source. The surface of section 1 is covered with a polymer film 8, securing its edges on the sides of the rollers 4. After the installation of the equipment is completed, pipeline 7 supplies water to the pipes 5. Water from them through droppers 6 flows to the surface of section 1, is absorbed by the soil and moves under the action of capillary forces, forming interlocking outlines. At the same time, capillary transfer of moisture into the depth of compacted soil occurs. Water supply occurs mainly through the capillaries of the soil at a rate of steady filtration v. At the same time, the air from the capillary pores is sequentially displaced, which makes it possible to ensure uniform soil saturation with water and its uniform compaction throughout the entire mass of the massif to be compacted. In the process of moving moisture into the depths, it can be transferred to the periphery of the array 1. Hydrophobic material 3 in slot 2 creates a break of the capillary current of moisture and limits its movement out of site 1. Polymer screen 8 prevents evaporation from the surface of site 1. Therefore, all water supplied on the surface of this area by the drop method, it is spent on soaking and compaction of the given array of subsiding soil. Control of the movement of moisture in the soil is carried out using sensors installed at a predetermined depth (not shown in the figure). After the estimated soaking time and obtaining sensor information about the achievement of a predetermined soil soaking depth, the water supply to the pipeline 7 is stopped, the screen 8 is removed and after the surface of the soil dries out, the network of the water drop is removed and the rollers 4 are leveled.

Таким образом, применение предложенного способа уплотнения массива просадочного грунта позволяет полностью исключить непроизводительные потери воды и обеспечить равномерное промачивание и, соответственно, равномерное уплотнение грунта на глубину просадочного слоя.Thus, the application of the proposed method of compacting an array of subsiding soil allows you to completely eliminate unproductive water losses and ensure uniform wetting and, consequently, uniform compaction of the soil to the depth of the subsidence layer.

Claims

A method of compacting an array of subsidence soil, which includes supplying water to its surface until wetting is achieved to the depth of the subsurface soil layer, characterized in that along the perimeter of the compacted massif the slit is cut to the depth of the subsidence layer and filled with hydrophobic material, then drip drip along the surface of the array. water supply, a pipeline with a water source, cover the surface of the array with a screen of waterproof material and produce water by drip method flow rate not exceeding the absorption capacity of soil, wherein the duration of the water supply is calculated by the formula:

where t is the soaking time,

s is the area of the soaked array,

h is the depth of the compacted soil layer,

v - the speed of the steady filtration of water in the soaked soil,

α - soil porosity of the subsidence layer.