Впервые явления элеткроосмоса и электрофореза было открыто в 1809 г. проф МГУ Ф. Ф. Рейсом.

В дальнейшем опыты о воздействии постоянного электрического тока на жидкость, находящуюся в грунте, и на твердые, взвешенные в жидкой среде дисперсные частицы проводили Квинке (1859 г.), Дорн (1878 г.) и другие ученые.

Область применения электроосмотического водопонижения — плохо отдающие воду глинистые грунты с коэффициентами фильтрации ниже 0,1 м/сутки.

Совместное применение вакуумирования и электроосмоса, как подтвердил опыт, повышает интенсивность и эффективность осушения

глинистых грунтов. Электрический ток облегчает движение воды к иглофильтру, а вакуум облегчает поступление этой воды в иглофильтры.

Наиболее часто электроосмос применяется в комплексе с передвижными иглофильтровыми установками.

На рис. 138 показана наиболее распространенная схема расположения иглофильтров и электродов для электроосушения грунта. Через грунт между иглофильтрами и трубами, установленными по периметру котлована, пропускается постоянный электрический ток. Иглофильтры соединяются при этом с отрицательным, а трубы-аноды с положительным полюсом источника постоянного тока.

Рис. 138. Схема расположения’ иглофильтров и электродов для электроосушения грунта:
1 — водосборный коллектор; 2 — катод; 3 — анод—труба диаметром 38 мм; 4 — иглофильтр диаметром 50 мм; 5 — шарнирное соединение; 6 — насосный агрегат; 7 — мотор-генератор; 8 — водосброс

В результате расположения электродов по периметру котлована по двухрядной схеме вокруг осушаемого массива создается электрическая завеса, препятствующая поступлению воды в осушаемый грунт.

При включении электрической части схемы в действие в связи с протеканием постоянного тока в грунте вязкость воды снижается и поступление ее в иглофильтры увеличивается. Вследствие непрерывности грунтовой воды перемещение ее происходит в пределах всего осушаемого массива грунта, в результате чего вода в грунте переходит в ка-пиллярно-натяженное состояние, напор ее быстро снижается и котлован готов к производству земляных работ в нем способами и средствами, применяемыми для сухих грунтов.

Электрофорез также благоприятно влияет на работу иглофильтровых установок, поскольку отводит илистые частицы в направлении к заряженному положительным электричеством трубам-анодам. Это исключает заиливание иглофильтров.

Установка состоит из комплектной водопонизительной иглофильтровой установки, дооборудованной:
– источником постоянного тока (мотор-генератор СМГ-4 мощностью 60 кет, напряжением 50 в, силой тока 1000 а или электросварочный генератор типа СУГ-2);
– пусковой и крнтрольно-измерительной аппаратурой постоянного тока (амперметры и вольтметры);
– трубами-анодами диаметром 38 мм.

Иглофильтры погружают на 3 м ниже расчетного пониженного уровня грунтовых вод. Расстояние между рядами иглофильтров и труб-анодов должно быть равным 0,8 м.

Трубы-аноды опускают на глубину иглофильтров с интервалом 0,8—1,2 м в шахматном порядке, т. е. каждая труба-анод находится на равном расстоянии от двух соседних иглофильтров. Трубы-аноды должны выступать на 0,2—0,4 м от поверхности земли.

Постоянный ток от генератора подводится к установке проводом ПРТ-500, имеющем сечение 50—70 мм2. Для соединения труб-анодов между собой к ним привариваются стальные прутья диаметром 10—14 мм.

В случае подсоединения иглофильтров к водосборному коллектору посредством резиновых шлангов иглофильтры также посредством сварки подсоединяют к коллектору стальными прутьями диаметром 8—10 мм.

Поскольку электроосушение применяют в глинистых грунтах, песчаная обсыпка является непременным условием нормальной их работы. Для предотвращения засасывания иглофильтром воздуха зазор вокруг надфильтровой трубы на глубину 1 м от поверхности забивают глинистым грунтом.

В зависимости от свойств грунтов электроосушение может быть применено с начала работ или после понижения грунтовых вод до определенного, неснижаемого далее при работе иглофильтровых установок уровня.

Для наблюдения за ходом электроосушительных работ на осушаемом участке оборудуют несколько (не менее двух) контрольных скважин, предназначенных для наблюдений за изменениями в уровне грунтовых вод на участке.

Электроосушение разделяют на две стадии: стадию активного и пассивного осушения.

Активная стадия электроосушения относится к начальному периоду— с момента включения электроосушительной установки до понижения уровня грунтовых вод до заданной отметки.