Навигация:
Главная → Все категории → Водозаборные и очистные сооружения

Снижение сил трения опускных колодцев с помощью полимеров и электроосмоса


Снижение сил трения опускных колодцев с помощью полимеров и электроосмоса

Для крупных колодцев, имеющих значительную собственную массу, чтобы снизить силы трения, может быть эффективно использовано покрытие стен колодца материалами, обеспечивающими минимальный коэффициент трения и не требующими сложных мероприятий по удержанию от всплытия.

Накоплен некоторый опыт обработки внешних поверхностей опускного колодца эпоксидной смолой, стеклопластиком, специальными лаками, а также с помощью электроосмоса. Сплошной слой из эпоксидной смолы, наносимый на внешнюю поверхность конструкции, обеспечивает защиту от грунтовых вод, а также антикоррозионную защиту и способствует лучшему скольжению конструкции при ее опускании.

Натурные испытания, выполненные в Польской Народной Республике при погружении железобетонного колодца на глубину 7 м в водонасыщенном песчаном грунте, показали целесообразность применения эпоксидной смолы в качестве защитного материала, наносимого на внешнюю поверхность конструкции. Состав данного материала по соотношению массы компонентов следующий: эпоксидная смола-100 частей, мелкий кварцевый песок- 100 частей, отвердитель 10 частей.

К материалам для покрытия поверхности опускных колодцев предъявляется ряд требований, среди которых, помимо низкого коэффициента трения, обязательны: водонепроницаемость, склеиваемость, широкий диапазон допустимых температур при эксплуатации, недефицитность и низкая стоимость.

Применение листового и пленочного полиэтилена низкого давления толщиной от 5 до 0,25 мм или наносимого напылением сжиженного полиэтилена толщиной 0,8 мм на контактирующие с грунтом бетонные и стальные поверхности значительно снижает трение между грунтом и конструкциями. Для песчаных грунтов, контактирующих с бетоном и со сталью, такое снижение в среднем составляет соответственно 2,6 и 1,8 раза; в супесях и суглинках максимальные значения снижения трения достигают 4,5 и 1,8. В глинах трение во многом зависит от их консистентного состояния, снижаясь до весьма низких значений в глинах текучей консистенции, причем в этом случае коэффициент трения близок к 0,1 независимо от материала (сталь, бетон или полиэтилен).



Рис. 1. Принципиальная схема электроосмотической установки


Трестом Леноргинжстрой в содружестве с ЛИИЖТом разработан новый способ погружения шахтной крепи и опускных колодцев с использованием электроосмоса. В глинистых и мелкопесчаных грунтах электроосмос возникает под воздействием постоянного электрического тока и представляет собой направленное перемещение грунтовой влаги от анода к катоду. При этом образуется водно-газовая прослойка на контакте грунтовых частиц с поверхностью катода и переувлажненная при-катодная зона.

Данный способ позволяет создавать в нужный момент на всей погруженной части колодца или на отдельных его участках прослойку воды, выступающей в роли смазки, которая снижает силы трения грунта на 70-75% — С этой целью колодец оборудуется системой электродов, принципиальная схема которой представлена на рис. 1. На наружной поверхности колодца монтируются катодные электроды из листового металла. Металлические листы располагаются по всей его поверхности или в виде отдельных горизонтальных поясов. Электроэнергия к поясам подводится кабелем или непосредственно через арматуру каркаса.

Анодные электроды представляют собой перфорированные трубы, погружаемые вокруг колодца на расстоянии 2-5 м от него, с шагом 3-8 м. Для предупреждения пересушивания грунта вблизи электродов в трубы периодически заливается слабый электролит (1%-ный раствор хлористого кальция).

Источник постоянного тока выбирается в зависимости от расстояния между разноименными электродами и площади катодного электрода; им может быть любой преобразователь постоянного тока, обеспечивающий напряжение в пределах 60-220 В и плотность тока на катоде 2-3 А/м2.

Эффект снижения сил трения грунта проявляется через несколько минут после включения электроосмотической установки; она включается периодически на 1,5-2 ч.

При равномерной посадке колодца ток подводится ко всем электродам, а при исправлении крена — к катоду и определенной группе анодов, расположенных с возвышенной стороны колодца.

Порядок расчета следующий:
- определяется площадь облицовки боковой поверхности колодца листовым металлом;
- рассчитывается минимально допустимое расстояние между разноименными электродами;
- подбираются оптимальные параметры постоянного тока (напряжение, сила тока, мощность);
- устанавливается тип и количество источников постоянного тока.

Общее сопротивление грунта по боковой поверхности погружаемой конструкции Ф слагается из сил сопротивления на

По установленным параметрам тока принимают тип и количество источников постоянного тока. Сечение токоподводящих кабелей принимается из расчета пропускания постоянного тока силой 10 А через 1 мм2 сечения медного кабеля.

Применение электроосмоса на нескольких объектах при устройстве подземных сооружений способом опускного колодца дало положительные результаты в части увеличения погружной способности. Так, скорость погружения колодца диаметром 9,8 м, высотой 8 м на ст. Шушары (Ленинград), а также на ряде других объектов увеличилась вдвое по сравнению со скоростью погружения традиционным способом.

Похожие статьи:
Устранение фильтрации в бетонных колодцах

Навигация:
Главная → Все категории → Водозаборные и очистные сооружения

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум