Способ термического укрепления грунта

Способ термического укрепления грунта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к термическому укреплению грунтов в строительстве , в частности к укреплению влажных грунтов под фундаментами эксплуатируемых зданий и сооружений. Изобретение направлено на обеспечение укрепления влажных грунтов под неравномерно оседающими фундаментами зданий и сооружений. Это достигается тем, что в пробуренных по сторонам фундамента скважинах создается поле положительных температур в виде радиационного излучения, а в скважинах с другой стороны фундамента - вакуум со сбором и отводом воды. Сбор и отвод водяных паров и нагрев грунта ведут заходками снизу вверх. Каждую заходку в скважинах сбора и отвода водяных паров герметизируют по ее границам . По окончании работ скважины заполняют негашеной известью. По мере перехода с одной захватки на другую поле положительных температур и вакуумирование в каждой скважине . попеременно заменяются. 1 ил.,1 табл. т с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (g1) 4 E 02 D 3/11

13 I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

° М

°

М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3913949/29-33 (22) 21.06.85 (46) 30.06.87, Бюл. ¹ 24 (71) Запорожское отделение Научноисследовательского института строительных конструкций Госстроя СССР (72) В.М.Сырых (53) 624.138.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 685762, кл. Е 02 D 3/11, 19?9.

Авторское свидетельство СССР № 927898, кл. Е 02 D 3/ 11, 1980. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ

ГРУНТА (57) Изобретение относится к термическому укреплению грунтов в строительстве, в частности к укреплению влажных грунтов под фундаментами эксплуатируемых зданий и сооружений.

Изобретение направлено на обеспечение укрепления влажных грунтов под неравномерно оседающими фундаментами зданий и сооружений. Это достигается тем, что в пробуренных по сторонам фундамента скважинах еоздается поле пбложительных температур в виде радиационного излучения, а в скважинах с другой стороны фундамента — вакуум со сбором и отводом воды. Сбор и отвод водяных паров и нагрев грунта ведут заходками снизу вверх. Каждую заходку в скважинах сбора и отвода водяных паров герметизируют по ее границам. По окончании работ скважины заполняют негашеной известью. По мере перехода с одной захватки на другую поле положительных температур и вакуумирование в каждой скважине . попеременно заменяются. 1 ил., 1 табл.

Спос об ос уществляют следующим о браэом.

С двух сторон оседающего фундамента 29 бурят на проектную глубину закрепления скважины 4 и 15 которь е затем оборудуют соответственно устройствами 1 и 13 для нагрева массива

f 13203

Изобретение относится к термическому укреплению грунтов в строительстве, в частности к укреплению влажных грунтов под фундаментами эксплуатируемых зданий и сооружений. 5

Цель изобретения — обеспечение укрепления влажных грунтов под неравномерно оседающими фундаментами эдакий и сооружений.

На чертеже изображена технологическая схема размещения оборудования при укреплении грунта под фундаментом.

Термическое укрепление грунта по предлагаемому способу осуществляют технологической установкой, которая состоит из устройства 1 для нагрева массива грунта 2, выполненного в виде электрического нагревателя З,смонтированного в рабочем объеме скважины 4 на сборной подвеске 5, которая закреплена в устье скважины 4 на крышке 6, имеющей заборный патрубок

7. Нагреватель 3 посредством сборных токодроводов 8, закрепленных в

25 скважике 4 на подвеске 5 изолятора— ми 9, подключен через печной трансформатор 10 и шкаф 11 питания и управления к силовой электролинии 12.

Для сбора и отвода парообразной влаги из укрепляемого массива грунта 2 используется устройство 13, выполненное в виде сборного вакуумпровода 14, закрепленного в устье второй скважины 15 с помощью крыш- 35 ки 16, через которую он подключает— ся к вакуумнасосу 17 с водоотделителем 18 и к вакуумметру 19, нри этом конец 20 вакуумпровода 14, помещенный в рабочий объем скважины 15, обору- 40 дован эластичными отсекателями 21, закрепленными на нем с помощью кронштейнов 22 и соединенными между собой гибким трубопроводом 23, проходящим через крышку 16. Вакуумпровод

14 имеет перфорацию 24. Через шкаф

11 питания и управления вакуумнасос

17 подключен к силовой электролинии

12 через запорную арматуру 25. Вакуум насос 17 и трубопровод 23 подключены 50 к напорному водопроводу 26, 30 2 грунта 2, сбора и отвода парообразной влаги из него.

Скважины 4 и 15 оборудуют устройствами 1 и 13 в следующей последовательности.

На сборной подвеске 5 в скважину 4 опускают электрический нагреватель 3 и сборные токопроводы 8, закрепленные на подвеске с помощью изоляторов

9. При достижении нагревателем 3 укрепляемой заходки (¹ 1, № 2 и т.д.).. подвеску 5 закрепляют в устье скважины 4 крышкой 6, через которую пропускают изолированные концы токопроводов 8 и подключают к шинам трансформатора 10.

В скважину 15 опускают сборный

S вакуумпровод 14, на конце которого предварительно закреплены с помощью кронштейнов 22 отсекатели 21 в виде эластичных оболочек и гибкий трубопровод 23, подключенный к отсекателю.

При достижении концом 20 первоначально заходки ¹ 1, вакуумпровод 14 закрепляют в устье скважины 15 с помощью крышки 16, через которую вакуумпровод 14 подключают к вакуумнасосу

17 с водоотделителем 18 и вакуумметру 19. При этом отсекатели располагают по границам обрабатываемой заходки.

Через крьш ку 16 .пропускают трубопровод 23, который вместе с вакуумнасосом 17 через запорную арматуру

25 подключают к напорному питающему водопроводу 26.

Через открытую арматуру 25 вода из водопровода 26 поступает в вакуумнасос 17 с жидкостным поршнем, а по трубопроводу 23 — в отсекатели 21.

При этом отсекатели 21 под давлением воды расширяются и герметизируют заходку по ее границам. Регулирование количества и давления воды производят с помощью запорной арматуры 25, После того, как установка подготовлена к работе, с помощью шкафа 11 питания и управления включают вакуумнасос 17, а затем автоматически отключается печной трансформатор 10, напряжение от которого по токопроводам 8 передается на нагреватель 3. Последний, нагреваясь, образует радиационное излучение, которое нагревает грунт и испаряет влагу в заходке.

После включения в работу вакуумнасоса 17 через вакуумпровод 14 в обрабатываемой заходке скважины 15 соз3 13203 дается разрежение, благодаря чему происходит сбор и отвод парообразной влаги из массива грунта 2. При этом парообразная влага, собираясь в скважине 15, через перфорацию 24 поступа- 5. ет по вакуумпроводу 14 через вакуумнасос 17 во влагоотделитель 18, из которого воздух сбрасывается в атмосферу, а вода — в ливневую канализацию. 10

Под действием вакуумного поля в системе: нагревательная" скважина 4— укрепляемый массив грунта 2 — "вакуумная"скважина 15 возникает направf5 ленная принудительная конвекция парообразной влаги и интенсивность процесса укрепления резко возрастает.

При этом всасываемый поток воздуха через патрубок 7 превращается в скважине 4 в активный высокотемпературный теплоноситель, который в пределах рабочей заходки фильтруется по порам грунта, обжигает его, насыщается влагой и переносится с помощью устройства 13 на поверхность. В результате направленной фильтрации укрепление грунта 2 происходит только под фундаментом 27.

Массив грунта 2 по глубине укрепляется заходками (8 1, Ф 2 и т.д.) в направлении снизу вверх, для чего устройства 1 и 13 перестанавливают с одной заходки на другую путем изменения длины подвески 5, токопроводов 8 и вакуумпровода 14, которые собирают из секций одинаковой длины.

Первоначально нагреватель 3 размещают s скважине 4, а вакуумпровод

14 — в скважине 15. При ведении укрепления грунта на следующей заходке нагреватель 3 и вакуумпровод 14 меняют в скважинах 4 и 15 местами с соответствующими переключениями,связанными с нагревателем 3 и вакуумпроводом 14, оборудования. При этом на каждой заходке получают укрепленные массивы грунта 2, контуры которых показаны на фиг.1 пунктирной линией.

Процесс укрепления На каждом этапе продолжается до тех пор, пока на внешнем контуре массива грунта 2 в пределах оси фундамента 27 не будет достигнута расчетная температура.

После обжига массива грунта 2 скважины тампонируются комовой негашеной известью.

Пример. Осуществлялось укрепление влажных грунтов под неравномер30 4 но проседающими фундаментами производственного здания на глубине 20 м.

Фундаменты, отдельно стоящие, размером 4 4 м, с глубиной заложения

2 м. Укрепляемые грунты — лессы и лессовидные суглинки влажностью, равной 10-257., с числом пластичности—

5-18 и пористостью — 41-50X °

С двух сторон фундамента 27 были пробурены буровой установкой УГВ-50 М скважины 4 и 15 диаметром 240 мм на глубину 21 м в количестве 4 шт. Затем скважины 4 и 15 были оборудованы в пределах рабочей заходки устройствами 1 и 13 для нагрева массива грунта

2 и сбора и отвода из него парообразной влаги.

В устройстве 1 в качестве нагревателя 3 использован спиральный нагреватель длиной 5 м из сплава марки о

Х23ЮЗТ с рабочей температурой 1200 С, имеющей зону термической обработки

6 м. Укрепление грунта 2 по глубине выполняют тремя заходками высотой

6 м, равной зоне термической обработки нагревателя 3.

Питание нагревателя 3 осуществлялось печными трансформаторами 10 (типа ТПО, ТПТ и ТОС-3) мощностью 100250 кВа. При этом устройство 1 подключали к трансформатору 10 параллельно.

Создание в вакуумпроводе 14 разрежения осуществлялось с помощью вакуумнасосов 17 (типа РМК-3 РМК-4) с жидкостным поршнем. При этом устройство 13 подключали к вакуумнасосу 17 тоже параллельно.

Питающее напряжение нагревателей было в пределах 20 — 36 В, при этом сила тока составила 1000-1500 А.

Укрепление осуществлялось для ликвидации присадочных свойств грунтов под оседающими фундаментами, поэтому на внешнем .контуре массива 2 достигалась температура в пределах

300-600 С.

Полученные результаты приведены в таблице.

Способ

Показатели

Известный Предлагаемый

Глубина укрепления, м

1320330

Продолжение таблицы

Способ

Показатели

Известный Предлагаемый

Объем грунта, обожженного вокруг одной скважины, м

100

Затраты на

1 м обожженного грунта

9,6

Времени,ч

5,2

Электроэнергии, кВт.ч

800

Труда, ч.дн.

0,4

0,83

Скважины 4 и 15 после обжига тампонировались негашеной комовой известью с уплотнением ее трамбовкой, которой была оборудована буровая установка УГБ-50M,негашеная известь.в случае замачивания основания под фундаментом 27 гасится, увеличивается в объе ме и заполняет поры обожженного грунта, что способствует стабилизированию влажностного режима укрепленного основания и исключает снижение его несущей способности.

Предлагаемый способ (по сравнению с известными) обеспечивает укрепление влажных грунтов под неравномерно проседающими фундаментами зданий и сооружений на глубину 20 м и более.

При этом продолжительность работ сокращается в 1,5-1,8 раза, а расход электроэнергии и трудоемкость работ на единицу укрепленного грунта снижается на 40-50%.

Формула. изобретения

Способ термического укрепления грунта, включающий образование скважин, создание в одних скважинах пбля положительных температур и вакуума

20 со сбором и отводом водяных паров в других, нагрев грунта и заполнение скважин материалом, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения укрепления влажных грунтов под неравномерно оседающими фундаментами зданий и сооружений, образование скважин ведут с двух сторон фундамента, создание поля положительных температур осуществляют путем радиационного излучения электронагревателей, нагрев грунта, сбор и отвод водяных паров производят заходками снизу вверх, а в качестве материала для заполнения скважины используют нега35 шеную известь, причем каждую заходку в скважинах сбора и отвода водяйых паров герметизируют по ее границам.

1320330

Составитель А.Прямков

Техред В.Кадар

Редактор А.Ренин

Корректор А.Зимокосов

Заказ 2621/28 Тираж 606, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

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