Применение песчаных дрен связано с трудоемкими процессами добычи и транспортирования песка на большие расстояния, с устройством складов песка на строительной площадке, многодельными работами при забивке инвентарных свай или погружении инвентарных труб с подмывом. Для уменьшения трудоемкости работ и создания вертикальных дренажей в водонасыщенных глинистых грунтах в районах, где отсутствуют пески, В. Кильман предложил использовать картонные дрены.

Рис. III.7 Картонные дрены

Такие дрены из непроклеенного картона имеют поперечное сечение 3Х100 мм, а площадь поперечного сечения проходящих в них внутренних продольных каналов достигает 3 мм2. Их изготовляют несколькими способами. Наиболее популярен способ, при котором дрену собирают из трех слоев картона (рис. III.7).

Чтобы предохранить картонную дрену от разъедания бактериями, предлагается картон пропитывать растворами солей мышьяка. Исследования показали, что коэффициент фильтрации через боковую поверхность дрены из пропитанного картона составляет 10-3-10-4 см/сек, т. е. в подавляющем большинстве случаев в 100-1000 раз больше коэффициентов фильтрации глинистых грунтов основания, в которых устраиваются эти дрены.

Дрены выпускают в виде сплошных лент длиной до 400 м, которые наматываются на барабан и легко транспортируются на значительные расстояния. Вес 1 м картонной дрены составляет 200 г.

Картонные дрены от песчаных выгодно отличают возможность заводского изготовления, малый вес, легкость транспортирования и высокая производительность устанавливающих дрены машин. Кроме того, картонные дрены не влияют на возникающие в грунтовом массиве деформации, легко изгибаются без повреждений и долговечны в эксплуатации.

Впервые они были применены в 1947-1949 гг. для консолидации слабых водонасыщенных глинистых заторфованных грунтов при строительстве аэродрома возле Стокгольма. Всего на площадке было устроено 900 тыс. пог. м картонных дрен. Стоимость их на этом объекте составляла 50 центов за 1 пог. м.

Рис. III.8. Технологическая схема устройства картонных дрен
а - станок в транспортном положении; б - погружение пробойника с дреной; в - извлечение пробойника; г-начало изготовления следующей дрены; 1 - барабан с дреной; 2 - пробойник; 3 - направляющий блок; 4 -дрена

Технологическая схема устройства картонных дрен приведена на рис. III.8.

В Швеции в конце 40-х годов были разработаны два оригинальных самоходных станка для устройства картонных дрен. Малая модель (рис. III.9, б) применялась для погружения картонных дрен на глубину до 5 м с усилием задавливания 2 т, а большая модель (рис. III.9, в) - для погружения картонных дрен на глубину до 20 м с усилием задавливания 28 т.