Способ термического укрепления просадочного макропористого грунта в массиве

Способ термического укрепления просадочного макропористого грунта в массиве

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к строительству на просадочных макропористых грунтах, залегающих в основаниях зданий я сооружений, в частности к укреплению грунтов термическим воздействием , и направлено на повышение эффективности. Это достигается тем, что перед вакуумированием грунта в него нагнетают нагретую до 90-95°С воду и накапливают ее в грунте до степени влажности, равной 0,8-0,9. Вакуумирование грунта через, вспомогательные скважины производится до нагревания его на внешней границе укрепляемого массива до температуры на 50-100 С ниже расчетной. Генерирование горячих газов ведут в течение периода, определяемого из зависимости . Приводится математическая зависимость. 1 табл., 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4047020/31-33 (22) 31.03.86 (46) 29.02.88. Бюл. У 8 (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

К - 685762, кл. Е 02 D 3/11, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Я 1006608, кл. Е 02 D 3/11, 1981.. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ

ПРОСАДОЧНОГО МАКРОПОРИСТОГО ГРУНТА

В МАССИВЕ (57) Изобретение относится к строительству на просадочных макропорис„„Я0„„1377330 (51) 4 Е 02 D 3/11 тых грунтах, залегающих в основаниях зданий и сооружений, в частности к укреплению грунтов термическим воздействием, и направлено на повышение эффективности. Это достигается тем, что перед вакуумированием грунта в него нагнетают нагретую до 90-95 С воду и накапливают ее в грунте до степени влажности, равной 0,8-0,9.

Вакуумирование грунта через. вспомогательные скважины производится до нагревания его на внешней границе укрепляемого массива до температуры на 50-100 С ниже расчетной. Генерирование горячих газов ведут в течение периода, определяемого из зависимости. Приводится математическая зависимость. 1 табл., 1ил.

1377330

Изобретение относится к строи- тельству на просадочных макропористых грунтах, залегающих в основаниях зданий и сооружений, в частности к укреплению грунтов термическим воздействием.

Цель изобретения — повышение эффективности.

На чертеже приведена технологи- 1 О ческая схема, на которой изображен разрез укрепляемого массива грунта и скважин, общий вид термограмм и размещение основного оборудования и средств технического контроля.

Технология способа состоит. из следующих основных операций.

Вначале образуют основные 1 и вспомогательные 2 скважины в виде прорезей прямоугольного сечения дли- 20 ной А (не показано) . Основные скважины 1 образуют на расстоянии 4-х расстояний В от них до вспомогательных скважин 2, которое равно 0 450,9 величины радиуса теплового влия- 25 ния основных скважин t. После этого герметизируют стенки 3 вспомогательных скважин 2, обращенные наружу от укрепляемого массива грунта 4. Герметизируют каждую скважину 1 и 2 затво- 30 рами 5, на которых укрепляют трубопроводы 6 для подачи в скважины 1 и 2 воды, создания вакуума и нагнетания сжатого воздуха в основные скважины 1, что регулируют вентилями 7 на водяном насосе 8 и вакуум-насосе

9 с контролем давления манометрами 10.

Воду нагнетают через скважины 1 и 2 в грунт 4 до степени влажности

0,8-0,9, что контролируется непо- 40 средственным отбором проб по известным методикам. Затем скважины 1 и 2 вакуумируют, удаляя из грунта 4 воду до влажности на границе раскатывания.

В основные скважины 1 монтируют генераторы тепла, например погружные

15 электрические нагреватели 11, подключенные через трансформатор 12 к внешней электрической сети 13, Включают электронагреватели 11 и одновременно по трубопроводу 6 нагнетают от компрессора 14 сжатый -воздух.

Генерацию нагретых газов продолжают в течение периода, определяемого зависимостью

В НА 55

Ь = (1) а где  — расстояние между смежными основными и вспомогательными скважинами, м;

Н вЂ” глубина укрепляемого массива грунта, м;

А — длина прорезей, м; а — средняя скорость нагревания грунта до расчетной. температуры, м /ч.

Одновременно выдерживается вакуум во вспомогательных скважинах 2, пока температура на внешней границе

15 укрепляемого массива грунта 4 не достигает величины на 50-100 С ниже, чем требуется для необратимого устранения просадочных свойств грунта

4 без его предварительного насьпцения влагой. Температура в укрепляемом грунте 4 контролируется системой термопар 16 с записывающими приборами 17, Нагнетаемую через скважины и 2 воду предварительно нагревают в калориферах 18 до 90-95 С, Такая технология позволяет увеличить размеры неукрепленного объема 19 грунта 4 между основными скважинами 1 за счет интерференции тепловых полей противоположных нагревательных скважин 1, в результате чего расчетная термограмма 20 принимает вид термограммы 21 и требуемая температура Т распространяется примерно на 0,33 В дальше расчетной.

Поэтому расстояние между основными скважинами 1 берут в 1,2 раза больше, В увлажненных до степени влажности 0,8-0,9 макропористых просадочных грунтах относительная просадочность при нагревании наступает на 50-100 С раньше допустимых значений, чем без увлажнения. Степень влажности 0,8 нижняя граница, при которой наступает эффект, а 0,9 — реально получаемая при практически возможных условиях.

Нагревание воды до 90-95 С ускоряет нагревание грунта, так как коэффициент теплопроводности и скорость перемещения (фильтрации) ее возрастают с повьппением температуры. При этом верхний предел позволяет исключить парообразование, на которое затрачивается тепла в 5-6 раз больше, чем для нагревания до такой температуры, Длительность-периода согласно соотношению (1) определяется объемом укрепляемого грунта между основной и вспомогательной скважинами В ° Í A и скоростью процесса а, устанавливаемой расчетным или опытным путем.

1377330

В Н.А I а

Известный способ

Единицы измерений

Предлагаемый способ

Показатели

384

384

320

120

92

106

23 ч

28

96

МДж/м3

2780

2620

3700

Затраты тепла

533

533

600

П р е р. На строительной площадке осуществляется термическое укрепление просадочного макропористого грунта в трех массивах один

Э

5 из которых укрепляется известным способом. Скважины 1 и 2 образуют установкой ЛБУ-50 на глубину 12 м, диаметром 0,2 м, на расстоянии

В = ? м. По опытам устанавливают

Т = 300 С. В скважинах монтируются

iэлектронагреватели иэ сплава OX23I05A, трансформаторы печного типа

TIT0-250(40)ПКУ-4. Сила тока поддерживается 2200-2400 А, напряжение

36 В. Воду нагревают в калориферах

КСО-300. Вакуумирование скважин осуществляют вакуум-насосами РМК-4, Для измерения температур используют термопары ТХА-УШ и самопишущие приборы ЭПП-9М. Температура в скважи20 нах 1 поддерживается равной 1000 С.

Остальные параметры соответствуют указанным. Длительность генерации нагретых газов с одновременным выдерживанием вакуума во вспомогательных скважинах 2 в соответствии с (1) принимают 45 и 57 ч (а = 1,06 и

0,84 м /ч соответственно). РезультаЭ ты работ приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить эффективность за счет сокращения расхода тепла в

1,3-1,4 раза, цлительности процесса в 1 1-1,3 раза, увеличения объема укрепленного грунта в 1,2 раза.

Формула изобретения

Способ термического укрепления просадочного макропористого грунта

Объем укрепленного грунта

Длительность процесса, в т.ч. насьш ение грунта водой вакуумирование грунта

Il термическое воздействие

Средняя температура нагревания массива грунта

С в массиве, .включающий образование основных и вспомогательных в виде прорезей прямоугольного сечения скважин, герметизирование стенок вспомогательных скважин, обращенных наружу от укрепляемого массива, герметизирование устьев скважин, вакуумирование грунта, генерирование ь основных скважинах потока горячих газов и нагнетание их в грунт с одновременным его вакуумированием через вспомогательные скважины, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности, перед вакуумированием грунта производят нагнетание в него нагретой до 90о

95 С воды и ее накапливание в грунте до степени влажности, равной 0,80,9, вакуумирование грунта через вспомогательные скважины ведут до нагревания его на внешней границе укрепляемого массива до температуры на 50-100 С ниже расчетной, а генерирование горячих газов осуществляют в течение периода, определяемого из зависимости где  — расстояние между смежными основными и вспомогательными скважинами, м;

А — длина прорезей, м;

I1 — глубина укрепляемого массива грунта, м, а — средняя скорость нагревания грунта до расчетной температуры, м /ч.

Массив 1 Массив 2

1377330.

Составитель А.Прямков

Техред М,яндык Корректор А.Обручар

Редактор И.Касарда

Заказ 819/19

Тираж 636 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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