Способ укрепления грунта

Способ укрепления грунта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА , заключающийся в бурении скважин, нагнетании в грунт закрепляющих реагентов и последуюшей термической обрабог« не грунта, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и обеспечения образования водсжепргаицаемого слоя над уровнем грунтовых вод, после бурения скважин образуют в их стенках над уровнем грунтош 1х вод фильтрующую поверхность, в качестве закрепляющих реагентов применяют сырую нефть и насыщенный одный раствор нитрата аммония, нагнетание которых производят последовательно, начиная с нефти, через фильтрующую псдаерхность до появления их в соседней скважине, а термическую обработ грунта ведут путем сжигания в нем реагентов. СЛ со :л .1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

974 А (19) (11) "1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21 j 3526347/29-33 (22} 21.12.82 (46) 15.03.84. Вюл. № 10

{72) Г.Ю.Валуконис, Е,M.Гарцуев, О.Й.Мурадов и LU. О.Мурадов (71) Стахановский филиал Коммунарского горно-металлургического института (53 ) 624,138.9:624,152,3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 885418, кл. Е 02 D 19/18, 1980.

2, Патент Великобритании N 1352997, кл,E1F,1974, (54)(57) СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА, заключающийся в бурении скважин, нагнетании в грунт закрепляющих реагеи3(о11 Е 02 3/11; Е 02 D 19/18 тов и последующей термической обработ ке грунта, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и обеспечения образования водонепроницаемого слоя над уровнем грунтовых вод, после бурения скважин образуют в их стенках над уровнем грунтовых вод фильтрующую поверхность, в качестве закрепляющих реагентов применяют, сырую нефть и насыщенный водный раствор нитрата аммония, нагнетание которых производят последовательно, начиная с нефти, через фильтрующую поверхность до появления их в соседней скважине, а термическую обработку грунта ведут путем сжигания в нем реагентов.

1079754

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабых грунтах путем их укрепления термическим воздействием и может быть испольэ DBBH о для с оздания про тивофиль траци он " ных экранов над уровнем грунтовых вод.

Известен способ термического укрепления грунта; включающий рыхление грунта, введение в него измельченного твердого топлива и сжигание топлива (l) . f0

Недостаток указанного способа заключается в необходимости дробления твердого топлива, измельчения грунта и его перемешивания с измельченным твердым топливом, что приводит к его высокой энергоемкости, ограничивающей широкое применение, Наиболее близким к предлагаемому является способ укрепления грунта, вкцючаюший бурение скважин, нагнетание в грунт закрепляющих агентов и последуюшую термическую обработку грунта (2)

Недостатком известного способа является относительно быстрое наруше- 25 ние монолитности в просадочных грунтах из-за недостаточной прочности, при этом грунт становится водопроницаемым, что исключает возможность его применения дпя целей водозашиты при укреплении грунта над уровнем грунтовых вод, 11ель изобретения — повышение прочности и обеспечение образования водонепроницаемого слоя над уровнем грунтовых вод.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу укрепления грунта, заключающемуся в бурении скважин, нагие тании В грунт закрепляющих реаген 4 тов и последующей термической обработке грунта, после бурения скважины образуют в их стенках над уровнем грунтовых вод фильтруюшую поверхность, в кач ес тве закрепляюших реагентов применяют сырую нефть и насыщенный водный раствор нитрата аммония, нагнетание которых производят последовательно, начиная с нефти, через фильтрующую поверхность до появления

50 их в соседней скважине, а термическую обработку грунта ведут путем сжигания в нем реагентов.

На чертеже представлена технологическая схема преплагаемого способа, 55

Технология способа укрепления грунта заключается в следующем.

На участке работ с обрабатываемым грунтом 1, расположенным над уровнем

2 грунтовых вод, бурятся скважины 3, в которых над уровнем 2 грунтовых вод устанавливаются сетчатые фильтры 4, через последние первоначально в грунт нагнетают первый закрепляющий аген сырую нефть 5 до появления ее в соседних скважинах 3. После этого производится нагнетание второго закрепляющего агента, в качестве которого испопьзуется насыщенный водный раствор нитрата аммония 6, при этом слой второго агента распределяется в грунте над первым агентом. Йпя лучшего визуального наблюдения появления раствора нитрата аммония 6 в скважинах 3 он подкрашивае тся.

Так как нефть 5 имеет удельный вес в среднем 0,8-0,9 м /т, она тонким слоем покрывает поверхность грунтовых вод. Раствор нитрата аммония 6 образует второй слой, плавающий на нефти вследствие того, что частицы грунта, покрытые пленкой нефти, имеют гидрофобные свойства.

Первый агент - сырая нефть 5 выступает в качестве горючего (окисляемого) ве-! шества, а нитрат аммония 6 - в качест ве окислителя (поставщика кислорода).

Частично используется также кислород, содержащийся в поровом пространстве грунта. Поджигание нефти и раствора и нитрата аммония осуществляют электрическими нагревательными приборами, опускаемыми в скважину 2. Дпя усиления процесса горения в скважину можно нагнетаTb воздух компрессорными установками, при этом само горение нитрата аммония приводит к выделению большого количества тепла.

В процессе горения грунта в пределах двух слоев, пропитанных нефтью 5 и нитратом аммония 6 спекается, образуя водонепроницаемый слой повышенной монолитности и прочности. М ошность укрепленного грунта несколько бопьше суммарной мощности слоев, пропитанных нефтью 5 и нитратом аммония 6, Предлагаемый способ осушествляетс я на шести полигонах. Каждый полигон отличается по типу грунта, уровень грунтовых вод находится на глубине 2,53,0 м.

Всего пробурено 12 скважин диаметром 150 мм (по две на каждом полигоне), Одна из них — дня нагнетания, другая — для наблюдения, Расстояние меж1079754

1О

Табли ца 1 0,64

Песок глинистый

0,50

0,001

Песок среднезернис, . тый 10,25

1,78

0,001

0,004

0,001

0,001

63,40

0,34

Песок с галькой

5,50

0,30

Лесс песчаный

Суглинок

0,07

0,07

0,06

0,001

3 пу двумя скважинами 5 м, а глубина. скважин не превышает 4 м.

В нагнетательных скважинах над зеркалом грунтовых. вод устанавливаются сетчатые фильтры высотой 0,5 м. Сетка фильтров - галунного плетения иэ круглой латунной проволоки. Диаметр фильтра соответствует диаметру скважин. Для нагнетания реагентов использован насос с подачей реагента 40-120 м /ч.

В качестве реагентов использованы насышенный водный раствор нитрата аммония и сырая нефть с удельным весом 0,84 т/м . Расход реагентов 1,53

3,0 м9 при плошади cowasaeMor o противофильтрапионного слоя 25 м и его средней мошности 0,5 м, Первоначально в скважину нагнетается сырая нефть до ее появления в наблюдательной скважине, затем в грунт через ту же скважину вводится подкрашенный анилиновой краской раствор нитрата аммония также до появле ния его в соседней скважине. Для фиксирования момента появления реагентов в наблюдательной скважине периодически (каждые 30 с) отбираются пробы грунтовых вод. Появление реагентов определяется визуально (по напичию пленки нефти на воде и изменению ее цвета) °

Песчаник с глинистым цементом 0,70

Поджигание нефти и раствора нитрата аммония производится электронагревателем типа ЭНП.

Отбор проб укрепленного слоя грунта производится спустя 5 сут после поджигания, Для этого на расстоянии 2 м or нагнетательной скважины бурится третья скважина глубиной 3,0 м с полным or» бором керна, затем осуществляются его лабораторные испытания, Сравнение физико-механических и фильтрационных свойств грунтов из слоя укрепленного грунта по известному и предлагаемому способам приведено в табл. 1 и 2.

Примечание. В табл. 2 цифры граф обозначают: 1 - до укрепления известным способом; 3 — после укрепления . предложенным способом.

Иэ данных, приведенных в табл. 1 и 2 видно, что во всех случаях при испопьзовании предпагаемого способа получен более высокий результат, по сравнению с известным способом. hpeltлагаемым способом водопроницаемость грунта снижена до значений менее

0,001 м/сут, т.е. грунт фактически стал водонепроницаемым. Прочности на сжатие и сцепление предлагаемого способа на порядок — два превышают показатели известного способа.

1079754

Песок глинистый 1,2

3,0

610 0,05 0,24 57

Песок среднезерни стый 0,01

1,2

730

0,6

0,6

63 5

Суглинок

Песчаник с глинистым цементом 7,0

Составитель А.Прямков

Редактор В.Ковтун Техред M.Ãåðãåëb Корректор А.Повх

Заказ 1274/29 Тираж 644 Подписн ое

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303 5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Песок с галькой 0,01

JIOcc песчаный 0,7

3 7,0 840 0,02 2,4 87

435 820 004 37 75

0,04 О, 15 63

0,04 0,04 59

8,0 620 1,30 1,45 60