Способ термического укрепления просадочного грунта в массиве

Способ термического укрепления просадочного грунта в массиве

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области строительства ,в частности, к укреплению лессовых просадочных грунтов в основаниях зданий и сооружений термическим воздействием, и направлено на повышение эффективности. Это достигается тем, что вспомогательные скважины размещаются в местах сопряжения термоукрепленных цилиндров. Массив грунта нагревается с градиентом температуры по расстоянию, равным 200-800°С/м, а стенки скважин нагреваются до температуры, определяемой по математической зависимости. Приводится математическая зависимость. Достигается повышение несущей способности грунта, снижение энергозатрат и стоимости работ. 1 табл. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН.

А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4205359/31-33 (22) 05.03.87 (46) 23.05.89, Бюл. ¹ 19 (71) Московский текстильный институт им. А.Н.Косыгина (72) А,П.Юрданов, Г.П.Гусева, Ю.А. Юрданов и В.Д.Кандыбин (53) 624.138.9(088.8) (56) .Авторское свидетельство СССР

¹ 842129, кл. Е 02 D 3/11, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1211392, кл. E 02 D 3/11, 1984. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ

ПРОСАДОЧНОГО ГРУНТА В МАССИВЕ (57) Изобретение относится к области .строительства, в частности к укрепI

Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению лессовых посадочных грунтов в основаниях зданий и сооружений термическим возP действием.

Цель изобретения — повышение эффективности.

На фиг.! изображены укрепляемый грунт и скважина, разрез, на фиг.2 размещение средств технического контроля.

Способ состоит из следующих операций.

Вначале бурят основные скважины 1 на равных расстояниях друг от друга, . равных диаметру термоукрепленных цилиндров 2, а вспомогательные скважины 3 — в местах 4 сопряжения термоукрепленных цилиндров. После этого основные скважины 1 герметизируют

„„SU„„)I 481322 (5ц 4 Е 02 0 3/11 лению лессовых просадочных грунтов в основаниях зданий и сооружений термическим воздействием, и направлено на повышение эффективности. Это достигается тем, что вспомогательные скважины размещаются в местах сопряжения термоукрепленных цилиндров.

Массив грунта нагревается с градиенroM температуры по расстоянию, равным

200-800 С/м, а стенки скважин нагреваются до температуры, определяемой по математической зависимости. Приводится математическая зависимость.

Достигается повышение несущей способности грунта, снижение энергозатрат и стоимости работ. 2 ил., 1 табл.

2 затворами 5 с форсунками 6 и патрубками 7 для визуального наблюдения за

Iawk процессами в скважинах 1, форсунки 6 подключают к резервуару 8 для топлива и компрессору 9. Затем в скважи- ОО

: нах 1 генерируют горячие газы и нагревают стенки 10 скважин 1 до темпе (,ф4 ратуры, определяемой по зависимости Я

С У где Т вЂ” температура нагревания грунГ та на внешнем контуре термоо укрепленных цилиндров, С, г — радиус термоукрепленного циР линдра по контуру грунта, нагретого до температуры

Т, м;

К вЂ” показатель термограммы.

Поддерживают необходимую температуру пока на внешнем контуре 11 тер1481322 моукрепленных цилиндров 2 пока грунт не нагреется до температуры полного испарения свободной и физически свяо занной воды, равной около 200 С, что фиксируется системой термопар 12 с самопишущими приборами 13. По мере нагнетания горючих газов в грунт вспомогательные скважины 3 вакуумируют вакуум-насосами 14 и удаляю . через ннх влагу до начала ее испарения, т.е. до температуры в грунте в точках 4 ниже 100 С, после чего вспомо.гательные скважины 3 тампонируются местным грунтом.

Нагревание грунта в термоукрепленных цилиндрах 2 осуществляют с градиентом температуры по расстоянию, .равным 200-800 С/м, что достигается соответствующим изменением величины избыточного давления в основных скважинах 1, создаваемого компрессором 9.

Размещение основных скважин на расстоянии диаметра термоукрепленных цилиндров и вспомогательных скважин в местах их сопряжений цилиндров обе,спечивает однородность укрепляемого грунта и последовательную миграцию влаги от основных скважин к периферии, что приводит к экономии тепловой энергии. Перемещение влаги из вспомогательных скважин до начала испарения способствует тому, что тепло, выделяемое при конденсации паров воды, остается в массиве и расходуется на

его нагревание.

Величина температуры нагревания грунта в стенках основных скважин по приведенной зависимости определяется, исходя из уменьшения сил сцеп-. ления грунта по внешнему контуру термоукрепленных цилиндров.

Градиент температуры по расстоянию в пределах 200-800 С/м установлен из выявленных опытом пределов рациональных размеров термоукрепленных цилиндров в пределах 2-4 м.

Пример. На экспериментальной площадке производят термическое укрепление просадочного грунта со степенью влажности 0,75 на глубину 10 м в виде термоукрепленных цилиндров ра" диусами 2 м при температурах грунта в стенках скважин Т = 600-800 С.

Для этих значений по Фказанной зависимости определяют соответственно

К = 1 и К = 2, градиент температуры

800 и 200 С/м, а требуемое избыточное давление в основных скважинах

0,216 и 0,02 ИПа. В соответствии с

5 этими режимами укрепляются два массива предлагаемым и один известным способами. Скважины образованы установками УГБ-50, применяют компрессоры ЗИФ-55, сжигают соляровое масло с теплотой горения 42 1Щж/кг, используют термопары ТХА-Х с приборами

ЭПП-9М и вакуум-насосы РМК-4.

Результаты сравнения приведены в таблице, 15

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает снижение сил сцепления, что равнозначно увеличению. несущей способности в 2,4-3,7 раза, экономию тепла до 500 МДж/мэ, что повышает эффективность способа и снижает стоимость работ.

Формула изобретения

Способ термического укрепления просадочного грунта в массиве, включающий образование основных и равномерно вокруг них шести вспомога30 тельных скважин, герметизацию основ. ных скважин, генерирование, в них горячих газов, нагнетание газов в грунт через стенки основных скважин, нагревание массива грунта с образованием вертикальных примыкающих один к другому термоукрепленных цилиндров и испарение на их внешних контурах свободной и физически связанной воды, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, размещение вспомогательных скважин осуществляют в местах сопряжения термоукрепленных цилиндров, нагревание массива грунта ведут с градиентом температуры по расстоянию, равным

200-800 С/м, а нагревание стенок скважин производят до температуры определяемой по зависимости

Ик

Т =Т . 1+ г /К с р

50 где Т вЂ” температура нагревания грунГ та на внешнем контуре термоукрепленных цилиндров, С, К вЂ” показатель термограммы;

r — радиус термоукрепленного

Г

15 цилиндра по контуру грунта, нагретого до температуры

Т, м.

1481322

Показатели

Предлагаемый спосо г

Известный способ

0,0017

1915

0,0063

1980-2420

6,24

7,60

5,83

Силы сцепления по контуру, MIIa 0,0026

Затраты тепла, Щж/м 1896

Средняя стоимость, pyg/мз

1481322

Составитель А.Прямков

Техред Л.Сердюкова Корректор И,Муска

Редактор О.Головач

Заказ 2645/28 Тираж 590 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101