Научная статья на тему 'Исследование и разработка установки для электрогидравлической обработки бетона буровых свай'

Исследование и разработка установки для электрогидравлической обработки бетона буровых свай Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
284
53
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БАТАРЕЯ КОНДЕНСАТОРОВ / CAPACITOR BATTERY / РАБОЧЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ / WORKING VOLTAGE / КОАКСИАЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ / COAXIAL CABLE KVIM / ШАГОВОЕ НАПРЯЖЕНИЕ / STEP VOLTAGE / ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНЫХ ТОКОВ (ГИТ) / PULSE CURRENT GENERATOR (PDT) / БУРОВАЯ СВАЯ / BORING PILE / РАЗРЯДНО-ИМПУЛЬСНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ / ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ (ЭРТ) / IMPULSE-DISCHARGE TECHNOLOGY (IDT) / СВАИ-ЭРТ / МНОГОМЕСТНЫЕ УШИРЕНИЯ / MULTI-SITE BROADENINGS

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Соколов Николай Сергеевич, Алексеева Галина Николаевна, Викторова Светлана Станиславовна, Смирнова Галина Михайловна, Федосеева Ирина Петровна

Разрядно-импульсная технология устройства буроинъекционных свай открывает новое направление в геотехническом строительстве. Благодаря ее специфическим качествам она является оригинальной. В отличие от других технологий она позволяет изготовить буроинъекционные сваи повышенной несущей способности. Оригинальность этой технологии заключается в использовании генераторов импульсных токов для создания электрогидравлического эффекта в пробуренной и заполненной мелкозернистым бетоном скважине. Технология устройства буровых свай с помощью генератора импульсных токов (ГИТ) способствует повышению надежности и электробезопасности путем уменьшения рабочего напряжения. При формировании высокоэнергетического импульса создаются условия, при которых образуется и развивается ударная волна в виде электрогидравлического эффекта в среде мелкозернистого бетона на грунт стенок буровой скважины. ГИТ и высоковольтный разрядник являются единой конструкцией. При этом он является накопителем электрической энергии, а разрядник разгружает эту энергию в виде электрогидравлического эффекта. Тем самым создается свая-ЭРТ с повышенными значениями несущей способности по грунту. Установка широко используется в геотехнической практике при новом строительстве и реконструкции. Являясь уникальным инструментом при устройстве свай-ЭРТ и цементации оснований, генератор импульсных токов имеет широкое практическое значение в строительстве.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Соколов Николай Сергеевич, Алексеева Галина Николаевна, Викторова Светлана Станиславовна, Смирнова Галина Михайловна, Федосеева Ирина Петровна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

RESEARCH AND DEVELOPMENT OF INSTALLATION FOR ELECTROHYDRAULIC TREATMENT OF DRILLING PILES CONCRETE

The impulse-discharge technology of the device for flight augering piles opens a new direction in geotechnical construction. Due to its specific qualities, it is original. Unlike other technologies, it allows to produce flight augering piles with an increased bearing capacity. The originality of this technology is the use of pulse current generators to create an electro-hydraulic effect in a borehole drilled and filled with fine-grained concrete. The technology of drilling piles with the help of a generator of pulse current (GPC) contributes to increased reliability and electrical safety through reducing the operating voltage. When forming a high-energy pulse, conditions are created under which a shock wave is formed and developed in the form of an electrohydraulic effect in a medium of fine-grained concrete on the bottom of the walls of a borehole. GPC and high-voltage spark gap are of a single design. At the same time, it is an accumulator of electrical energy and the discharger unloads this energy in the form of an electrohydraulic effect. This creates a pile-EDT with increased values of the bearing capacity on the ground. The installation is widely used in geotechnical practice in a new construction and reconstruction. Being a unique tool in the construction of pile-EDT and cementation of bases, the generator of pulse currents has wide practical significance in construction.

Текст научной работы на тему «Исследование и разработка установки для электрогидравлической обработки бетона буровых свай»

УДК 624.154.5:621.319.53-229.2 ББК Н582.5-043:З244.1

Н С. СОКОЛОВ, Г.Н. АЛЕКСЕЕВА, С.С. ВИКТОРОВА, Г.М. СМИРНОВА, И.П. ФЕДОСЕЕВА

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БЕТОНА

БУРОВЫХ СВАЙ

Ключевые слова: батарея конденсаторов, рабочее напряжение, коаксиальный кабель, шаговое напряжение, генератор импульсных токов (ГИТ), буровая свая, раз-рядно-импульсная технология, электроразрядная технология (ЭРТ), сваи-ЭРТ, многоместные уширения.

Разрядно-импульсная технология устройства буроинъекционных свай открывает новое направление в геотехническом строительстве. Благодаря ее специфическим качествам она является оригинальной. В отличие от других технологий она позволяет изготовить буроинъекционные сваи повышенной несущей способности. Оригинальность этой технологии заключается в использовании генераторов импульсных токов для создания электрогидравлического эффекта в пробуренной и заполненной мелкозернистым бетоном скважине. Технология устройства буровых свай с помощью генератора импульсных токов (ГИТ) способствует повышению надежности и электробезопасности путем уменьшения рабочего напряжения. При формировании высокоэнергетического импульса создаются условия, при которых образуется и развивается ударная волна в виде электрогидравлического эффекта в среде мелкозернистого бетона на грунт стенок буровой скважины. ГИТ и высоковольтный разрядник являются единой конструкцией. При этом он является накопителем электрической энергии, а разрядник разгружает эту энергию в виде электрогидравлического эффекта. Тем самым создается свая-ЭРТ с повышенными значениями несущей способности по грунту. Установка широко используется в геотехнической практике при новом строительстве и реконструкции. Являясь уникальным инструментом при устройстве свай-ЭРТ и цементации оснований, генератор импульсных токов имеет широкое практическое значение в строительстве.

Проблема повышения несущей способности буроинъекционных и буро-набивных свай ^ является в настоящее время весьма актуальной проблемой в области геотехнического строительства. Особенно она злободневна при строительстве в стесненных и особо стеснённых условиях, а также для случаев строительства оснований, сложенных проблематичными грунтами. Одним из направлений увеличения несущей способности свай по грунту ^ является создание уширений (подпятников) вдоль ствола сваи с конкретным шагом или в зависимости от напластования инженерно-геологических элементов (ИГЭ) основания, а также на уровне пяты буроинъекционной или буронабив-ной сваи. Для достижения этой цели наиболее приемлемой оказывается раз-рядно-импульсная технология устройства буроинъекционных свай (свай-ЭРТ) [3].

Для осуществления вышеприведенного алгоритма устройства свай-ЭРТ необходимы технологические устройства для создания уширений в теле бетона, заполняющего буровую скважину. Этой конструкцией является генератор импульсных токов. Энергия, образованная в нем, перемещается через ко-

аксиальный кабель в заполненную бетоном скважину в виде электрогидравлического удара.

Следует отметить, что при использовании генератора импульсных токов часты случаи поражения шаговым напряжением обслуживающего персонала. Это зависит от внешних условий протекания электрического тока в грунте (например, сопротивления грунта), уровня рабочего электрического напряжения и др. При случайном (аварийном) замыкании высоковольтного кабеля возможно физическое (световое, дуговое, электрическое и электродинамическое) воздействие.

Вышеперечисленное ведет к снижению эксплуатационной надежности работы генератора импульсных токов. При аварийном замыкании возможен выход из строя всей установки в целом.

В электроразрядной технологии выполнение обслуживающим персоналом разрядно-импульсной установки (РИУ) условий техники безопасности является обязательным. При этом дополнительные защитные мероприятия и средства по технике безопасности усложняют и удорожают технологию изготовления свай-ЭРТ. При этом они не достаточно эффективны и не могут обеспечить на все 100% безопасность обслуживающего персонала при работе. Это особенно актуально при эксплуатации установки в полевых условиях, как например, во время работы под дождем, снегом, а также при мокром грунте.

Особенно важно, что при изготовлении буроинъекционных свай-ЭРТ должно быть уделено повышенное внимание надежности технологии и электробезопасности посредствам уменьшения рабочего электрического напряжения. При формировании высокоэнергетического электрического импульса необходимо создать такие условия, при которых возникнет электрогидравлический удар.

Изготовление буроинъекционной сваи-ЭРТ является многоэтапным процессом (см. рис. 1):

1) бурение скважины;

2) подача в нее мелкозернистого бетона;

3) формирование высоковольтных электрических импульсов для возбуждения в твердеющем материале электрических разрядов с помощью перемещаемого в нем разрядника;

4) возникновение высокоэнергетических импульсов низкого напряжения;

5) при формировании каждого высокоэнергетического импульса низкого напряжения создание дополнительных маломощных импульсов высокого напряжения для инициирования электрического разряда в перемещаемом разряднике.

С целью обеспечения оптимальных условий изготовления буроинъекци-онной сваи с высокими значениями несущей способности создаются электрические импульсы свыше 20 кДж напряжением 500-1000 В и дополнительные маломощные импульсы напряжением 5-15 кВ и энергией 200-2000 Дж длительностью (5-20)-10-6 с.

I И III IV V VI

Рис. 1. Технологическая схема устройства свай-ЭРТ:

I - устройство лидерной скважины; II, III - расширение скважины ЭРТ обработкой;

IV - замещение рабочей жидкости бетонной смесью и активация ее по ЭРТ;

V, VI - погружение арматурного каркаса в бетонную смесь;

1 - скважина, заполненная рабочей жидкостью; 2 - заливочная штанга;

3 - электрический излучатель; 4 - бетонная смесь; 5 - арматурный каркас

Технология устройства буроинъекционных свай-ЭРТ поясняется алгоритмом, приведенным на рис. 2, где ¿1, ¿2, ¿3... ¿8 - стадии изготовления заглубленной конструкции; 1 - скважина; 2 - мелкозернистый бетон; 3 - излучатель (разрядник); 4 - пространственный армокаркас; 5 - зарядно-выпрямительное устройство, 6 - емкостный высокоэнергетический накопитель электроэнергии; 7 - коммутатор накопителя электроэнергии; 8 - питающий низковольтный кабель; 9 - зарядно-выпрямительное устройство; 10 - маломощный высоковольтный источник; 11 - коммутатор маломощного высоковольтного источника; 12 - блок синхронизации; 13 - кабель; 14 - источник с дополнительным инициирующим электродом, размещенным в разряднике; 15 - область формирования разряда; 16 - часть выполненной сваи-ЭРТ. Блок синхронизации 12 выполнен для одновременного реагирования последовательно соединенных через него позиций 7 и 11.

Далее с помощью буровых станков производится проходка скважины 1 рассматриваемого диаметра (стадия ¿1). При достижении устья скважины забурник извлекается из скважины 1, часть ее заполняется мелкозернистым бетоном 2 (стадия ¿2). Погружается в скважину 1 пространственный армокаркас 4. Разрядное устройство 3 с питающим низковольтным кабелем 8 подсоединено к емкостному низковольтному накопителю энергии 6 (стадия ¿3).

Зарядно-выпрямительное устройство 5 заряжает накопитель электрической энергии 6, например, энергоемкостью (20-50) кДж до низкого напряжения порядка до 1000 В (стадия ¿4). Параллельно производится зарядка поджигающего устройства 10 энергоемкостью порядка 200-2000 Дж до напряжения 5-15 кВ с его же помощью 9 (стадия ¿5).

Далее подается серия синхронизированных при помощи блока синхронизации 12 высокоэнергетических низковольтных импульсов от накопителя 6, а также маломощных высоковольтных импульсов от источника 10 через кабели 8 и 13, коммутаторы 7 и 11 на разрядник 3 и дополнительный инициирующий электрод 14. Возникает серия низковольтных разрядов основного емкостного накопителя энергии 6 в результате пробоя при помощи образованного инициирующего разряда в области формирования разряда 15.

Такая технологическая последовательность провоцирует возникновение электрогидравлических ударов. Сформировавшаяся ударная волна воздействует на мелкозернистый бетон 2 и грунт стенок скважины 1, увеличивая тем самым ее поперечное сечение, а также уплотняя мелкозернистый бетон и формируя часть сваи 16.

При подаче импульса низкого напряжения на разрядное устройство 14 не возникает электрического пробоя, вследствие того, что значения напряжений не обеспечивают электрического зазора для пробоя даже при наличии квази-проводящей среды между электродами разрядника. Поэтому в зону электрического разряда для обеспечения этого эффекта подают инициирующий импульс высокого напряжения (5-15) кВ от дополнительного поджигающего устройства энергией, равной (200-2000) Дж, длительностью (5-20)-10-6 с

синхронно с высокоэнергетическим, выше 20 кДж, импульсом низкого напряжения. Выбор оптимальных параметров напряжения электрического под-жига, величины энергии и длительности поджигающего импульса осуществляется опытным путем из условий необходимости изготовления сваи с высокими значениями несущей способности и прочности мелкозернистого бетона ствола, а также безопасности процесса изготовления сваи для обслуживающего технического персонала и оптимального использования существующего электрического оборудования.

С точки зрения выделения энергии при электрогидравлическом эффекте зазор между электродами должен быть порядка 10-20 мм по поверхности диэлектрика [1-3]. Следует обратить внимание на то, что при низком электрическом напряжении величиной до 1000 В в этом промежутке разряда не образуется.

Электрическое напряжение до 1 кВ обусловлено граничным значением с точки зрения техники безопасности, так как считается, что высокое напряжение - это значение напряжения свыше 1 кВ [4]. Наиболее оптимальным нижним порогом низкого напряжения является его значение, равное 500 В (выбирается исходя из малогабаритных характеристик накопителя). Необходимо отметить, что при дальнейшем снижении напряжения резко возрастают габариты и масса накопителя [6].

В табл. 1 приведены параметры объема и массы накопителя в зависимости от значения зарядного (рабочего) напряжения для импульсного конденсатора К41И 7 (напряжение 5 кВ; емкость 100 мкФ; габариты А х В х Н = 170 х 122 х 410 мм, где А - длина; В - ширина; Н - высота конденсатора; объем V = 0,0014 м3; масса т = 15 кг) при условии накопления электрической энергии накопителем 20 кДж.

Таким образом, наиболее оптимальным является напряжение в интервале 500-1000 В.

Таблица 1

Параметры объема и массы накопителя в зависимости от зарядного (рабочего) напряжения для импульсного конденсатора К41И 7

Показатели Рабочее напряжение накопителя, кВ

0,3 0,4 0,5 0,8 1,0

Количество конденсаторов К41И7 в накопителе, шт. 4444 2500 1600 675 400

Объем накопителя при использовании конденсаторов К41И7 м3 37,8 21,3 13,6 5,1 3,4

Масса накопителя при использовании конденсаторов К41И7, К103, кг 66,7 37,5 24,0 9,4 6,0

Объем накопителя при использовании конденсаторов К75-40Б, м3 6,2 3,5 2,2 0,9 0,6

Масса накопителя при использовании конденсаторов К75-40Б, кгх103 10,4 5,9 3,8 1,5 1,0

В то же время высокое напряжение поджигающего импульса также безопасно, так как энергия его, равная 200-2000 Дж, мала, импульс кратковременный и, следовательно, мало количество электричества [9].

Влияние выбранных параметров выполнения способа на такую характеристику сваи, как ее несущая способность ^^ по грунту, приведено в табл. 2.

Таблица 2

Влияние выбранных параметров выполнения способа устройства буроинъекционных свай-ЭРТ на несущую способность Гй по грунту

Параметры способа № примера

1 2 3 4

Низкое напряжение накопителя электроимпульсной установки, В 500 700 850 1000

Энергия накопителя электроимпульсной установки, кДж 20 25 30 35

Высокое напряжение поджигающего импульса, кВ 15 20 10 7

Энергия поджигающего устройства, Дж 1100 2000 500 245

Длительность поджигающего импульса, с 20-10-6 14-10-6 5-10-6 20-10-6

Несущая способность сваи, кН 820 860 900 920

Нами производились статические испытания сваи длиной 12 м, изготовленные из мелкозернистого бетона. Вмещающими грунтами в пределах длины свай служили четвертичные аллювиальные отложения, представленные песками мелкими и пылеватыми с прослоями суглинков и глин. Грунтами активной сжимаемой толщи под острием свай являлись пески мелкие и средней крупности. При этом несущая способность полученных свай определялась по существующим методикам в соответствии с ГОСТ 5686-20121.

Из табл. 2 следует, что сваи, полученные заявленным способом, обладают высокой несущей способностью, вместе с тем условия техники безопасности существенно улучшены.

Электроразрядная технология устройства буроинъекционных свай-ЭРТ дает возможность при относительно небольших затратах получить положительные результаты, существенно улучшить условия техники безопасности при устройстве буроинъекционных буронабивных свай, грунтовых анкеров, цементаций оснований и т.д.

Ниже приводится один из примеров использования ГИТ для расчета несущей способности буроинъекционной сваи-ЭРТ по грунту.

Сваи с многоместными уширениями (СМУ) применяются давно. Опыт использования таких свай есть в Индии, ФРГ, Великобритании, Японии, СССР, России. Конструкция такой сваи представляет собой буровую сваю с уширением на пяте. Выше этого уширения в зависимости от типа геолого-технических условий и требуемой несущей способности сваи выполняются дополнительные уширения.

Практика изготовления и эксплуатации таких свай показала их высокую эффективность [5]. Несущая способность свай-ЭРТ с одним уширением в 2,02,5 раза, а с двумя - в 3,0-3,5 раза выше, чем у свай, выполненных без уширений.

1 ГОСТ 5686-2012. Методы полевых испытаний сваями. М.: Стандартинформ, 2013.

Сваи-ЭРТ с многоместными уширениями при нагружении работают следующим образом. На начальном этапе нагружения в работу вступает верхнее уширение. По мере увеличения внешней нагрузки постепенно включаются нижележащие уширения, при этом каждое уширение выполняет функцию дополнительной опоры. Несущие свойства грунтов при опирании на них значительно выше свойств этих же грунтов при трении о них боковой поверхности сваи. Это подтверждается анализом формул расчета несущей способности указанных свай.

Расчет несущей способности сваи без уширения производится по формуле 7.11 из СП 24.13330.20111:

^ = ус (у* Я А + и £ (у/ / И)), (1)

г=1

В формуле (1) первое слагаемое усЯ ЯА представляет собой несущую способность буроинъекционной сваи под ее нижним концом, а второе - и

п

£ (Ус/ / И) несущую способность по боковой поверхности.

г=1

Несущую способность свай с многоместными уширениями следует определять по формуле 2 [5]:

^ =У с

(2)

У сЯЯА + (У сЯ £ Яг,бок А бок + и £ У с//И ) _ г=1

Авторы настоящей статьи в течение длительного времени занимаются проектированием и устройством свай-ЭРТ. Ими было показано, что сваи-ЭРТ с многоместными уширениями (СМУ) обладают повышенной несущей способностью по сравнению со сваями без уширений.

Опрессовка стенок скважины по технологии ЭРТ производится с помощью камуфлетных уширений [5]. Это буроинъекционные сваи, устраиваемые с использованием разрядно-импульсной технологии (сваи-ЭРТ). У этих свай повышенные значения усЯ и ус/, а именно усЯ =1,3, а ус/ = 1,1-1,3 благодаря

восстановительной способности структуры грунта стенок скважин, а в большинстве случаев - уплотнению его сверх природных величин.

Тем самым увеличение несущей способности под нижним концом свай-ЭРТ выше в 1,3 раза, а по боковой поверхности - в 1,1/0,5-1,3/0,5 = 2,2-2,6 раза.

При определении несущей способности ^ по формуле (7.11) из СП 24.13330.2011 значения расчетных сопротивлений Я и/определяются по табл. 7.3 и 7.8. из СП 24.13330.2011. В табл. 7.3 из СП 24.13330.2011 приведены значения/для различных значений 1Ь, а в табл. 7.8 из СП 24.13330.2011 -то же для Я. Для наглядности величины Я// = /И) для различных значений приведены ниже в табл. 3.

п

1 СП 24.13330.2011. Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85. М. Минрегион России, 2011.

Таблица 3

Зависимость отношения расчетных сопротивлений Я к расчетному сопротивлению/ по боковой поверхности для различных значений показателей текучести

к=0,2 II , !ь=0,4 !ь=0,5 1ь=0,б

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

к,м К, КПа / КПа К// К, КПа /, КПа К// К, КПа /, КПа К// К, КПа /, КПа К// К, КПа /, КПа К//

3 650 48 13,5 500 35 14,2 400 25 16,0 300 20 15,0 250 14 17,9

5 750 56 13,7 650 40 16,3 500 29 17,2 400 24 16,7 350 17 20,6

7 850 60 14,2 750 43 17,4 600 32 18,8 500 25 20,0 450 19 23,7

10 1050 65 16,2 950 46 20,7 800 34 23,5 700 27 25,9 600 19 31,6

12 1250 68 18,4 1100 48 22,9 950 36 26,4 800 28 28,6 700 19 36,5

15 1500 72 20,8 1300 51 25,5 1100 38 28,9 1000 28 35,7 800 20 40

18 1700 76 22,4 1500 53 28,3 1300 40 32,5 1150 29 39,7 950 20 47,5

20 1900 79 24,1 1650 56 29,5 1450 41 25,4 1250 30 41,7 1050 20 52,5

30 2600 81 32,0 2300 61 37,7 2000 44 44,0 - - - - - -

>40 3500 93 37,6 3000 66 45,4 2500 47 53,2 - - - - - -

Примечание. к - глубина расположения рассматриваемого слоя; 1Ь - показатель текучести; К - расчетное сопротивление грунта под уширением; / - расчетное сопротивление по боковой поверхности.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Выводы. Разработанный генератор импульсных токов имеет широкое практическое применение. ГИТ, являясь накопителем высокой (до 100 кДж) электрической энергии посредством разрядного устройства, разряжаясь в заполненную мелкозернистым бетоном скважину, за счет возникшего электрогидравлического удара (ЭГУ) создает предпосылки для устройства свай-ЭРТ повышенной несущей способности. При этом многократное использование ЭГУ вдоль ствола сваи создает условия к существенному (до 3,5 раз) увеличению Fd .

Литература

1. Гайдук В.Н., Шмигель В.Н. Практикум по электротехнологии. М.: Агропромиздат, 1989. С. 136-137.

2. Куженин И.П. Испытательные установки и измерения на высоком напряжении. М.: Энергия, 1980. 135 с.

3. Пат. 2250957 РФ, МПК Е02Б 5/34. Способ изготовления набивной сваи / Н.С. Соколов, В.Ю. Таврин, В.А. Абрамушкин.; патентообладатель ООО «Научно-производственная фирма «ФОРСТ» № 2003121751/03; заявл. 14.07.2003. Бюл. № 12, 7 с.

4. РазевичаД.В. Техника безопасности. 2-е изд.: М.: Энергия, 1976. 488 с.

5. Соколов Н.С., Соколов С.Н., Соколов А.Н. Об ошибочном способе устройства буроинъекционных свай с использованием электроразрядной технологии // Жилищное строительство. 2016. № 11. С. 20-29.

6. Фрюнгель Ф. Импульсная техника. Генерирование и применение разрядов, конденсаторов. М.; Л.: Энергия, 1965. 488 с.

СОКОЛОВ НИКОЛАЙ СЕРГЕЕВИЧ - кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой строительных технологий, геотехники и экономики строительства, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (ns_sokolov@mail.ru).

АЛЕКСЕЕВА ГАЛИНА НИКОЛАЕВНА - старший преподаватель кафедры строительных технологий, геотехники и экономики строительства, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (galina55509@mail.ru).

ВИКТОРОВА СВЕТЛАНА СТАНИСЛАВОВНА - доцент кафедры строительных технологий, геотехники и экономики строительства, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (lark102@rambler.ru).

СМИРНОВА ГАЛИНА МИХАИЛОВНА - старший преподаватель кафедры строительных технологий, геотехники и экономики строительства, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (geodeos61@mail.ru).

ФЕДОСЕЕВА ИРИНА ПЕТРОВНА - старший преподаватель кафедры строительных технологий, геотехники и экономики строительства, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (si1279@mail.ru).

N. SOKOLOV, G. ALEKSEEVA, S. VIKTOROVA, G. SMIRNOVA, I. FEDOSEEVA

RESEARCH AND DEVELOPMENT OF INSTALLATION FOR ELECTROHYDRAULIC TREATMENT OF DRILLING PILES CONCRETE

Key words: capacitor battery, working voltage, coaxial cable KVIM, step voltage, pulse current generator (PDT), boring pile, impulse-discharge technology (IDT), multi-site broadenings.

The impulse-discharge technology of the device for flight augering piles opens a new direction in geotechnical construction. Due to its specific qualities, it is original. Unlike other technologies, it allows to produce flight augering piles with an increased bearing capacity. The originality of this technology is the use ofpulse current generators to create an electro-hydraulic effect in a borehole drilled and filled with fine-grained concrete. The technology of drilling piles with the help of a generator of pulse current (GPC) contributes to increased reliability and electrical safety through reducing the operating voltage. When forming a high-energy pulse, conditions are created under which a shock wave is formed and developed in the form of an electrohydraulic effect in a medium of finegrained concrete on the bottom of the walls of a borehole. GPC and high-voltage spark gap are of a single design. At the same time, it is an accumulator of electrical energy and the discharger unloads this energy in the form of an electrohydraulic effect. This creates a pile-EDT with increased values of the bearing capacity on the ground. The installation is widely used in geotechnical practice in a new construction and reconstruction. Being a unique tool in the construction of pile-EDT and cementation of bases, the generator of pulse currents has wide practical significance in construction.

References

1. Gaiduk V.N., Shmigel' V.N. Praktikum po elektrotekhnologii [Workshop on electro-technology]. Moscow, Agropromizdat Publ., 1989, pp. 136-137.

2. Kuzhenin I.P. Ispytatel'nye ustanovki i izmereniya na vysokom napryazhenii [Test facilities and measurements on a high tension]. Moscow, Energiya Publ., 1980, p. 135.

3. Sokolov N.S., Tavrin V.Yu., Abramushkin V.A. Sposob izgotovleniya nabivnoi svai [Method of manufacture of a stuffed pile]. Patent RF, no. 2250957, 2003.

4. Razevicha D.V. Tekhnika bezopasnosti. 2-e izd. [Security regulation. 2nd ed.]. Moscow, Energiya Publ., 1976, 488 p.

5. Sokolov N.S., Sokolov S.N., Sokolov A.N. Ob oshibochnom sposobe ustroistva buro-in"ektsionnykh svai s ispol'zovaniem elektrorazryadnoi tekhnologii [About mistaken method of appliance of continuous flight augering piles by using electric discharge technology]. Zhilishchnoe stroitel'stvo, 2016, no. 11, pp. 20-29.

7. Fryungel' F. Impul'snaya tekhnika. Generirovanie i primenenie razryadov, kondensatorov [Impulse technique. Generation and application of discharges, condensers]. Moscow, Leningrad, Energiya Publ., 1965, 488 p.

SOKOLOV NIKOLAY - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of Department of the Construction Technologies, Geotechnics and Construction Economy, Chuvash State University, Russia, Cheboksary (ns_sokolov@mail.ru).

ALEKSEEVA GALINA - Senior Lecturer, Department of the Construction Technologies, Geotechnics and Construction Economy, Chuvash State University, Russia, Cheboksary (galina55509@mail.ru).

VIKTOROVA SVETLANA - Associate Professor, Department of the Construction Technologies, Geotechnics and Construction Economy, Chuvash State University, Russia, Cheboksary (lark102@rambler.ru).

SMIRNOVA GALINA - Senior Lecturer, Department of the Construction Technologies, Geotechnics and Construction Economy, Chuvash State University, Russia, Cheboksary (geodeos61@mail.ru).

FEDOSEEVA IRINA - Senior Lecturer, Department of the Construction Technologies, Geotechnics and Construction Economy, Chuvash State University, Russia, Cheboksary (sf1279@mail.ru)._

Ссылка на статью: Соколов Н.С., Алексеева Г.Н., Викторова С.С., Смирнова Г.М., Федосеева И.П. Исследование и разработка установки для электрогидравлической обработки бетона буровых свай // Вестник Чувашского университета. - 2018. - № 1. - С. 69-78.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.