Способ термического укрепления просадочного грунта

Способ термического укрепления просадочного грунта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабых грунтах , укрепляемых термическим воздействием. Изобретение направлено на снижение энергозатрат и продолжительности работ. Это достигается тем, что перед введением воздуха в грунт его осушают. Нагнетание горячих газов в грунт ведут периодически. В последний период газы нагнетают до температуры грунта на внешнем контуре, равной 150-200°С. Введение воздуха в грунт производят после каждого периода нагнетания горячих газов. Приводится математическая зависимость для определения продолжительности введения воздуха в грунт. 3 ил., 1 табл. ( (Л оо 00 со сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (su 4 Е 02 D 3 11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ». ф г,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /",. /

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3983843/31-33 (22) 29.11.85 (46) 30.05.87. Бюл. № 20 (71) Московский текстильный институт им. А. Н. Косыгина (72) А. П. Юрданов и Г. П. Гусева (53) 624.138.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 538094, кл. Е 02 D 3/11, !974.

Авторское свидетельство СССР № 842130, кл. E 02 D 3/11, 1976.,Л0„„1313951 А 1 (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ПРОСАДОЧНОГО ГРУНТА (57) Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабых грунтах, укрепляемых термическим воздействием.

Изобретение направлено на снижение энергозатрат и продолжительности работ. Это достигается тем, что перед введением воздуха в грунт его осушают. Нагнетание горячих газов в грунт ведут периодически.

В последний период газы нагнетают до температуры грунта на внешнем контуре, равной 150 †2 С. Введение воздуха в грунт производят после каждого периода нагнетания горячих газов. Приводится математическая зависимость для определения продолжительности введения воздуха в грунт.

3 ил., 1 табл.

1313951

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабых грунтах, укрепляемых термическим воздействием.

Цель изобретения — снижение энергозатрат и продолжительности работ.

На фиг. 1 изображен укрепляемый просадочный грунт и размещение основного оборудования и средств контроля процесса, разрез; на фиг. 2 — график распределения температуры при нагнетании горячих газов; на фиг. 3 — то же, после введения в грунт воздуха.

Технология способа состоит в следующем.

В начале бурят скважину 1 и герме- 15 тизируют ее затвором 2 с форсункой 3, которую соединяют через вентиль 4 с компрессором 5, а через вентиль 6 — с емкостью 7 для топлива, а компрессор 5 оборудуют воздухоосушителем 8. Затем, подавая в скважину 1 через форсунку 3 топливную смесь, генерируют в скважине 1 поток горячих газов и периодически нагнетают газы через стенки скважины 1 в укрепляемый массив просадочного грунта 9.

После каждого нагнетания горячих газов в скважину 1 через форсунку 3 от компрессора 5 через воздухоосушитель 8 в грунт 9 вводят воздух в течение времени т определяемого из следующей математической зависимости

30 где H глубина укрепляемого массива грунта, м; — средний расход тепла на нагревание минерального скелета грунта, МД 3. средний расход тепловой энергии на испарение из укрепляемого грунта влаги, МДж/м ;

К вЂ” коэффициент, учитывающий прира- 40 щение объема нагреваемого грунта за один период нагнетания горячих газов;

A. средняя скорость перераспределения температуры в грунте возду- 4 хом, м"/ч;

D — диаметр укрепляемого массива грунта, м; с — количество периодов нагнетания горячих газов в грунт; и — порядковый номер периода нагнета- 0 ния горячих газов.

В первый период нагнетания горячих газов в грунт 9 он нагревается и при достижении 150 — 200 С в нем остигается полное испарение влаги. По мере нагревания грунта фронт этой температуры перемеща- 55 ется в глубь укрепляемого массива 9. Характер распределения температуры после первого периода нагнетания горячих газов показан на фиг. 2, где Т вЂ” температура газов в скважине 1; Ti — температура нагрева грунта 9 до 150 — 200 С. На фиг. 3 приведено перемещение температуры от Т к Т> после введения в грунт 9 воздуха в течение времени, определяемого по зависимости (1) . Тот же результат достигается и при последующих периодах нагнетания горячих газов и введения воздуха.

Последний период нагнетания горячих газов определяется по достижении их фронта с температурой 150 — 200 С внешней границы

l0 укрепляемого массива грунта 9. После этого в грунт 9 вводится воздух и температура грунта доводится на границе 10 до

350 — 400 С.

Контроль температуры в укрепляемом просадочном грунте 9 осуществляют с помощью термопар 11 с самопишущими приборами 12.

Пример. На строительной площадке осуществлялось термическое укрепление просадочного грунта на глубину (Н) 9,4 м с влажностью (М) 0,18. Для этих условий значение К=2.

Осуществлялось деление массива нагреваемого просадочного грунта на 2, 3 и 4 объема. Согласно опытам средние скорости нагревания грунта и распространения воздуха были соответственно равны А=1,01 м /ч и

А == 3,02 м /ч.

Скважины были пробурены установкой

ЛБУ-50 и загерметизированы затворами 2 с форсунками 3, соединенными через вентиль 4 с компрессором ПКСМ 6, а через вентиль 6 — с емкостью 7 с соляровым маслом, имеющим теплоту сгорания

42 МДж/кг. Воздух от компрессора 5 осушался в универсальном осушителе ВОУ-6.

Радиус укрепляемого просадочного грунта 9 был принят по внешнему контуру 10, нагреваемому до температуры 370 С, определенной по предварительным лабораторным испытаниям на устранение просадочных свойств грунта. Температура полного испарения свободной и физически связанной воды в испытываемом грунте 150 С.

На термическое укрепление просадочного грунта было затрачено 128, 110 и 100 ч соответственно для П=2, 3 и 4, а расход жидкого топлива составил соответственно 31,1;

28,1 и 26,6 кг/м .

Одновременно было выполнено термическое укрепление этого грунта известным способом, на которое было затрачено 150 ч и

37,2 кг жидкого топлива на 1 м укрепленного грунта.

Сравнительный анализ и данные термического укрепления сведены в таблице.

1313951

Известный способ (П=1) редлагаемый способ

=2 П=З П=4

Показатели

Затраты топлива, кг/30 мз 1116

933 842 797

Продолжительность работ, ч

128 110 100

150

15 где Н—

Формула изобретения

Цв

К—

А.—

Зо Д то

Риа,2 фиг. 3

Составитель А. Прямков

Редактор М. Петрова Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Заказ 2002/30 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, ?К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4, 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4

Таким образом, расход энергии сокращается в 1,2 — 1,4 раза, а продолжительность укрепления грунта — в 1,18 — 1,50 раз.

Способ термического укрепления просадочного грунта, включающий бурение скважины, ее герметизацию, генерирование потока горячих газов, периодическое их нагнетание через стенки скважины в грунт, нагрев массива укрепляемого грунта до 350—

400 С на его внешнем контуре и введение в грунт воздуха, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и продолжительности работ, перед введением воздуха в грунт осуществляют его осушение, а нагнетание горячих газов в последний период ведут до температуры грунта на внешнем контуре, равной 150 †2 С, причем введение воздуха в грунт производят после каждого периода нагнетания горячих газов в течение времени, определяемого из зависимости глубина укрепляемого массива грунта, м; средний расход тепла на нагревание минерального скелета грунта, МДж/м, средний расход тепловой энергии на испарение из укрепляемого грунта влаги, МДж/м, коэффициент, учитывающий приращение объема нагреваемого грунта за один период нагнетания горячих газов; средняя скорость перераспределения температуры в грунте воздухом, м /ч; диаметр укрепляемого массива грунта, м; количество периодов нагнетания горячих газов в грунт; порядковый номер периода нагнетания горячих газов.