Способ термического укрепления грунта

Способ термического укрепления грунта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВ ЛЬСТВУ

Ф

Ъ с.ФГ .. (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)м. к„.з (22) Заявлено 260979 (21) 2829584/29-33 с присоединением заявки Йо 2843802/29-33

Е 02 D 3/11

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300681.бюллетень 14в 24 (53) УДК 624.138. .9(088.8) Дата опубликования описания 3006,81

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В.В. Куйбышева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА

Изобретение относится к строительству оснований различных сооружениЯ на просадочных грунтах путем их термического укрепления.

Известен способ термического укрепления грунта, включающий бурение скважины, ее герметизацию, сжигание в ней горючих смесей и обжиг грунта при избыточном давлении (1).

Известен также способ термического укрепления грунта, включающий образование основной и.вспомогательных скважин, герметизацию основной скважины, сжигание .в ней горючих смесей, подачу горячих газов в грунт 15 под избыточным давлением и отвод газов из грунта (2).

Существенными недостатками ука-занных способов являются неравномер ное распределение влаги и темпера- 20 туры внутри укрепленного массива грунта при относительно продолжительном его укреплении, примерно

1,1-1,2 м/сут, и большой расход воздуха, что снижает производительность 25 и требует значительных затрат энергии и топлива.

Цель изобретения — повышение производительности и снижение энергозатрат. 30

Поставленная цель достигается тем, что в способе термического укрепления грунта, включающем oeipasoванне основной и вспомогательных скважин, герметизацию основной скважины, сжигание в ней горючих смесей, подачу горячих газов в грунт под избыточным давлением и отвод газов из грунта, образование вспомогательных скважин ведут равномерно вокруг основной. При этом вспомогательные скважины выполняют в виде витков спирали и размещают от внешней границы укрепляемого массива грунта на расстоянии, определяемом из соотношения

2 где h — расстояние между центром витка спирали и внешней границей укрепляемого массива грунтау а — шаг спирали.

Кроме того, после образования основной скважины в ее нижней части выполняют симметрично расположенные наклоненные вниз углубления, а вспомогательные скважины выполняют в виде цилиндра из разрыхленного грун842129

55 та диаметром, равным 1,2-1,4 диамет-, ра основной скважины.

На фиг. l изображена скважина с расположением вокруг нее вспомогательных скважин в виде витков спирали, процольный разрез; на фиг. 2 то же,с вариантом расположения вокруг нее вспомогательных скважин в виде цилиндров иэ разрыхленного грунта) на фиг. 3 — сечение A-A на фиг. 2; на фиг. 4 — специальное 00 приспособление.

Способ осуществляется следующим образом.

Первоначально бурят основную скважину 1, затем вокруг нее образуют вспомогательные скважины в виде 15 витков спирали 2 или в виде цилиндров 3 из разрыхленного грунта.

Витки спирали 2 размещают в пределах укрепляемого вокруг скважины 1 массива 4 грунта на расстоянии b Щ между центром витка спирали 2 и внешней границей 5 укрепляемого массива 4 грунта, равном а/2, где а — шаг спирали 2.

После выполнения спирали 2 ее верхнюю часть герметиэируют патрубком 6 с вентилем 7, а основную скважину 1 герметично закрывают затвором 8 с форсункой 9, последнюю . разжигают с опусканием пламени факела 10 (фиг. 1) ниже затвора 8 за счет повышения давления воздуха, подаваемого к форсунке 9. По мере сжигания горючей смеси газы

0 проходят через укрепляемый массив 4, ! попадают в полость спирали 2 н вместе с парами воды выпускаются через патрубок 6 в атмосферу. B случае выполнения вспомогательных скважин 1 в виде цилиндров 3, их диаметр принимают равным 1,2-1,4 40 диаметра основной скважины 1, а диаметр витков спирали 2 выполняется меньше диаметра скважины 1.

При превышении глубины основной скважины 1 длины факела 10 перво- 45 начально факел 10 опускают в нижнюю часть. 1 и постепенно поднимают его вверх.

При осуществЛении способа 3 вариантом выполнения вспомогатель- О ных скважин в виде цилиндров 3 после их выполнения в основную скважину 1 опускают специальное приспособление в виде трубы ll c наклонно размещенными .штырями 12, а затем в трубу 11 вводят пуансон

13, который вдавливает штыри 12 в массив 4 укрепляемого грунта. После этого последовательно извлекают пуансон 13 и трубу 11 со штырями 12 и в массиве 4 остаются углубления 14. щ

Скважину 1 герметизируют затвором 8 с форсункой 9 и далее выполняют те же действия, что и в случае вы— полнения вспомогательных скважин в виде витков спирали 2. 65

Процесс укрепления массива 4 грунта завершается после достижения на его внешней границе 5 необходимой температуры, значение которой составляет, например, для ликвидации просадочных свойств грунта 350-400оС, для устранения морозного пучения 500ОС, а в случае изготовления конструкций иэ грунта (сваи, опоры) температура должна быть не менее 600 С.

Пример 1. На участке работ осуществляется укрепление лессового грунта в виде отдельных столбчатых конструкций диаметром 1 м. С этой целью пробуривается основная скважина 1 глубиной 6,5 м и диаметром

0,2 м, вокруг которой также пробуривается спираль 2 диаметром 0,05 м и глубиной 7,5 м. Расстояние спирали

2 от внешней границы укрепляемого массива 4 грунта составляет 0,15,м, а шаг спирали 2 равен 0,4 м. На бурение скважины 1 затрачивается 6 ч, спиральная прорезь с оборудованием ее патрубком 6 выполняется эа 2 ч.

Нагнетание горячих газов в скважину

1 ведется до нагрева грунта на его внешней границе 5 до 600 С.

На глинистых грунтах работы по осуществлению предлагаемого способа проводятся в той же последовательности, что и на лессовом грунте.

В табл. 1 приведены результаты укрепления грунта по известному и предлагаемому способам.

П р и м,е р 2. Работы проводятся на глинистом грунте с объемной массой 1,6 т/м и весовой влажностью

0,13. Для укрепления грунта пробуриваются основные скважины 1 (фиг.2) диаметром 0,2 м и глубиной 10 м, внешняя граница 5 укрепляемого массива 4 располагается на расстоянии

1 м от центра скважины 1, вспомогательные скважины 3 выполняются с помощью бура диаметром 0,3 м и расп1элагаются в пределах укрепляемого массива 4 у его внешней границы 5.

Скважины 3 бурятся беэ выемки грунта на глубину 11 м и равномерно располагаются вокруг основной скважины 1.

Затем разжигается форсунка 9 и в скважину 1 под избыточным давлением

0,5 МПа нагнетаются горячие газы до нагрева грунта на внешней границе 5 до 600оС. Одновременно производится укрепление грунта по известному способу.

Результаты термического укрепления грунта по известному и предлагаемому способам приведены в табл. 2.

Применение предлагаемого способа термического укрепления грунта в практике строительства оснований и фундаментов зданий и сооружений позволяет в 1,5-4 раза повысить произво842129

Показатели

Способ

Известный Предлагаемый

Продолжительность термического укрепления грунта, ч б 1/50

205/82

Расход воздуха на

1 м укрепленного грунта; м

3000/3700

2200/2600

Средняя стоимость

1 м укрепленного грунта, руб

7,6/6,8

11,2/10,7

П р и м е ч а н и е: В числителе и знаменателе приведены данные соответственно по лессовому и глинистому грунтам.

Т а б л и ц а 2

Способ

Показатели

Известный Предлагаемый

Объем укрепленного в массиве грунта, м

35

Расход жидкого топ-лива на 1 м укрепленного грунта, кг

90

Продолжительность процесса термического укрепления грунта, сут

2,1

Формула изобретения дительность труда, в 1,3-1,4 раза снизить расход топлива и во столько

1. Способ термического. укрепления грунта, включающий образование основной и вспомогательных скважин, герметизацию основной скважины, сжигание в ней горючих смесей, подачу горячих газов в грунт под избыточным давлением и.отвод газов иэ грунта, о т.— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения энергозатрат, образование вспомогательных скважин ведут равномерно вокруг основной.

2 ° Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что вспомогательные скважины выполняют в виде витков спирали.

3. Способ по и. 2, о т л и ч а юшийся тем, что вспомогательные же раз снизить энергозатраты на.обеспечение работы сжатым воздухом.

Таблица 1 скважины размещают от внешней границы укрепляемого массива грунта на расстоянии, определяемом из соот50 ф агде и — расстояние между центром витка спирали.и внешней границей укрепляемого массива грунта; а - шаг спирали.

4. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что после образования основной скважины в ее нижней бО .:части выполняют симметрично расположенные наклоненные вниз углубления.

5. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем что вспомогатель.аде скважины выполйяют в виде цилиндра

65 иэ разрыхленного грунта диаметром, 842129 равным 1,2-1,4 диаметра основной скважины, Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

Фиг.2

Фиг.4

Составитель A. Прямков

Редактор М. Иитровка Техред И.Асталош Корректор Н. Стец

Тираж 695 Подпис ное

ННИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

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

Заказ 4992/26

Филиал ППП Патент,г. Ужгород, ул. Проектная, 4.О ф1 (J

1. Авторское свидетельство СССР

9 613005, кл. Е 02 D 3/10, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 538094, кл. Е 02 D 3/14, 1974.