Способ термического укрепления просадочного грунта

Способ термического укрепления просадочного грунта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к укреплению просадочных грунтов в основаниях зданий и сооружений термическим воздействием и направлено на снижение энергозатрат. Это достигается тем, что производят бурение расположенных по вертикали рядов скважин, их герметизацию , сжигание в скважинах горючих смесей с образованием горячих газов и введение последних в грунт. Перед герметизацией скважин осуществляется гидроизолирование стенок верхнего и нижнего рядов скважин. После введения горячих газов в грунт в него через ряды скважин, кроме верхнего, нагнетают воду и одновременно вакуумируют грунт через скважины верхнего ряда. Вода перед ее нагнетанием в грунт нагревается до температуры, равной 80-95 с. Приводится математи- § ческая зависимость для определения расстояния между рядами скважин. 2 ил., 1 табл. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕаЪБЛИН (51)4 F, 02 D 3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПОДБЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4205360/31"33 (22) 05.03.87 (46) 15.10.88, Бюл. Р 38 (71) Московский текстильный институт им. А.Н.Косыгина

- (72) А.П.Юрданов, Г.П.Гусева и lO.À.Þðäàíîâ (53) 624.138.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 837997, кл. Е 02 D 3/10, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 927897, кл. Е 02 D 3/11, 1980. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ

ПРОСАДОЧНОГО ГРУНТА (57) Изобретение относится к укреплению. просадочных грунтов s основаниях зданий и сооружений термическим воздействием и направлено на снижение

„.Я0„„1430459 А1 знергозатрат. Это достигается тем, что производят бурение расположенных по вертикали рядов скважин, их герметизацию, сжигание в скважинах горючих смесей с образованием горячих газов и введение последних в грунт. Перед герметизацией скважин осуществляется гидроизолирование стенок верхнего и нижнего рядов скважин. После введения горячих газов в грунт в него через ряды скважин, кроме верхнего, нагнетают воду и одновременно вакуумируют грунт через скважины верхнего ряда. Вода перед ее нагнетанием s грунт нагревается до температуры, равной 80-95 С. Приводится .математи" у ческая зависимость для определения расстояния между рядами скважин.

2 ил., 1 табл. С::

1430459 где W

1 — влажность грунта; — радиус укрепляемого вокруг скважины грунта до устранения его просадочных свойств, м, С вЂ” теплоемкость минерального скелета грунта, МЛж/(кг C), С вЂ” скрытая теплота парообразо-. вания Bogbl 1Щж/KF

Т вЂ” средняя температура нагрева1 ния грунта вокруг скважины, С, Т вЂ” температура устранения про1 о садочных свойств грунта, С.

Затем стенки скважин 1 нижнего 2 и верхнего 3 рядов, ограничивающие ,внешний контур 4 укрепляемого массива

, грунта 5, гидроизолируют, например, :уплотнением грунта известными устрой- 0 ствами, После этого скважины 1 герметизируют затворами 6 с форсунками 7 и патрубками 8 контроля процесса внутри скважин 1, подают от емкости

9 с топливом и компрессора 10 горячие.15 смеси в скважины 1 и сжигают их с введением горячих газов в грунт 5, пока он на внешнем контуре 4 не нагреется до температуры устранения просадочных свойств, при эамачивании, которая составляет около 200 С. Зао тем источники горючих смесей отключают, а через форсунки скважин 1, кроме верхней 3, нагнетают воду, подогретую до температуры испарения (8O-95 С), а верхние скважины 3 вакуумируют насосами 11, пока температура поступающих в скважину 3 смесей роды и газов и паров воды не уменьИзобретение относится к укреплению просадочных грунтов в основаниях зданий и сооружений термическим воздействием.

Цель изобретения — снижение энер5 гозатрат.

На фиг.1 изображен разрез сквалыги и укрепляемого грунта, схема размещения оборудования и технических средств контроля процесса; на фиг,2вид А на фиг.1.

Способ осуществляют следующим образом.

Вначале бурят горизонтальные

15 скважины 1 рядами друг над другом на расстоянии между рядами скважин, определяемом из зависимости с

n(CT + CnM) 1

К" r 2+ — — — — — -) (1) 2 (CT + СдИ) 2О шится до температуры испарения воды.

Температуры грунта и воды измеряют системой термопар с записывающими приборами (не показаны).

Способ позволяет при термической обработке во влажной парообразной среде достигать необратимого разрушения =вязей при 150-200 С, т.е. на 200 С ниже, чем при обработке в сухом виде.

Размещение скважин 1 по вертикали позволяет использовать естественную конвекцию паров воды по направлению к поверхности, что совместно с вакуумированием верхнего ряда 3 скьажин создает направленность теплового потока снизу-вверх и сокращает потери тепла в стороны. Предварительное нагревание воды увеличивает тепловую мощность скважин, выдерживаемая температура испарения воды Обеспечивает сокращение тепловых потерь и исключает работы по термоизолированию подающих трубопроводов, а термоизолирование стенок нижнего 2 и верхнего 3 рядов скважин 1 снижает степень движения воды и ее паров за пределы укрепляемого массива грунта 5, Пример. На экспериментальной строительной площадке производили термическое укрепление грунта в массиве с просадочной толщей 16 м. Обрабатывались три массива: два предлагаемым и один известным способами.

Принималось Т = 400 С (температуо ра стенок скважины 800 С, показатель термограммы равен единице), Т =200 С.

Как известно, величины С=0,92 ИДж/кг С

С„ = 2260 МДж/кг. Укреплялись массивы с изменением величины г = 1м и т = 2 м. Согласно зависимости (1) соответственно значения R = 4 м и

R = 8 м. В первом случае бурилось 5 скважин, во втором - 3 скважины.

Скважины 1 были пробурены установкой горизонтального бурения БГИ на длину 10 м диаметром 0 15 м.

Скважины нижнего ряда 2 снизу и скважины верхнего ряда 3 сверху быпи уплотнены приставками к БП1 известной конструкции, что ограничивало внешний контур 4 от стока паров влаги н нагретой воды при нагнетании ее в скважины, в сторону эа пределы укрепляемого грунта 5. После этого скважины 1 герметизировали затворамы 6 и подключали форсунки 7 к емкости 9 с соляровым маслом теплотой

14304

4

l y

ИзвестПоказатели

Предлагаемый способ ассив I Массив 2

800 1000

800

Средняя. температура нагревания грунта вокруг скважин, С

600

400

400

200

350

200

Общая длительность процесса, ч

41

59 в том числе на нагнетание в скважины подогретой воды

Удельный расход тепла, МДж/м

3200

1060

1040 з горения 42 ЩЪк/кг и компрессору 10 типа ЗИФ-55, а форсунку 7, кроме того, — к вакуум-насосу 11 типа

PMK-4. После опробования всей системы подавали горючие смеси в скважины 1 и сжигали их с введением в грунт, пока на внешнем контуре 4 грунт не нагревался до 200 С, что измерялось системой термопар TXA-УШ с приборами ЭПП-9М (не показано).

Затем через скважины 1, кроме верхРасстояние между рядами скважин по высоте, м

Температура грунта в стенках скважин, С

Температура устранения просадочных свойств грунта, С о

Таким образом, предлагаемый способ даст воэможность сократить рас.ход энергии в 3 раза и длительность 45 процесса на 12-61X..

Формула изобретения

Способ термического укрепления просадочного грунта через горизонтальные скважины, включающий бурение расположенных по вертикали рядов скважин, их герметизацию, сжигание в скважинах горючих смесей с образованием горячих газов и введение последних в грунт, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, перед герметизацией скважин ней 3, нагнетали нагретую до 90 С воду от калорифера с насосом СВКТ с одновременньы вакуумированием верхней 3 скважины, пока поступающая в нее вода не охладилясь до 90 С, Эта вода утилизировалась для последующего использования на другом массиве укрепляемого грунта.

Сравнение параметров известного и предлагаемого способов приведено в таблице. производят гндроиэолирование стенок их верхнего и нижнего рядов, а после введения горячих газов в грунт в него через ряды скважин, кроме верхнего, ведут нагнетание воды и одновременное вакуумирование грунта через скважины верхнего ряда, причем перед нагнетанием в грунт воды осуществляют его нагревание до температуры испарения, а расстояние между рядами скважин принимают равным величине, I определяемой из зависимости I (CT + СпW} !

R=r 2+ — — — — —, 2(СТ + C,W)) где W — влажность грунта, 1430459

С„ — скрытая теплота парообразования воды, 1Щж/xr;

Т., - средняя температура нагревания грунта вокруг скважиО ны, С, Т - температура устранения просадочных свойств грунта, С.

r - радиус укрепляемого вокруг скважины грунта до устранения его просадочных свойств, м;

С - теплоемкость минерального скелета грунта, як/(кг С), Составитель А.Прямков

Техред|Л.Сердюкова

Редактор М.Бандура

Корректор С.Черни

Заказ 5306/26

Тираж 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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