Способ термического укреплениягрунта

Способ термического укреплениягрунта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

<»>850803

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистмческнк

Республик

1 г

""Ф (6! ) Дополнительное к авт..свид-ву (22) Заявлено 26.09.79 (21) 2843803/29-33 (53)М. Кл.

Е 02 0 3/11 с присоединением заявки М

Гасударственный камитет

СССР (23 ) П р иори тет по делам изобретений и открытии

Опубликовано 30.07.81. Бюллетень,!ф 28 (53) Уд K 624.13.8.. 9 (088.8) Дата опубликования описания 30.07.81 (72) Автор изобретения

А. П. Юрданов

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт им, В. В. Куйбышева (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА

Изобретение относится к строительству осно>ваний различных сооружений путем термического укрепления грунта с устранением его. просадочных свойств.

Известен способ термического укрепления грунта, включающий бу1>ение скважины, продувку грунта сжатым воздухом, сжигание в скважине горючих смесей и обжиг грунта при избыточном давлении продуктов горения 11!.

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

Недостатком указанных способов является . высокий расход топлива, который на 45-60% превышает минимально необходимое его ко<> личество и возникает. в основном из-за высокой температуры нагрева грунта и рассеивания тепла в окружающую среду.

Цель изобретения — экономия топлива эа счет снижения теплопотерь.

Поставленная цель достигается тем что в способе термического укрепления грунта, включающем бурение основной и вспомогательных скважин, герметизацию основной скважины, сжигание в ней горючих смесей и подачу горячих газов в грунт под избыточным давлением, бурение вспомогательных скважин производят по контуру внешней границы укрепляемого массива грунта на равном расстоянии друг от друга после сжигания горючих

10 смесей и подачи горячих газов при достижении температуры грунта на внешней границе укрепляемого его массива 30-40 С, после чего осуществляют нагнетание в грунт чеIS рез основную скважину воды, ее накапливание во вспомогательных скважинах и последующее откачивание. На чертеже приведена. схема расположения скважин.

Способ осуществляют следующим образом.

Бурят основную скважину 1 и герметизируют ее затвором 2 с форсункой 3. Затем в скважину подают горючую смесь и сжигают ее под давлением, например. О,! — 0,5 МПа, 2,72

1,41

0,45

1,0 а газы, состоящие из продуктов горения и нагретого воздуха, нагнетают в укрепляемый массив грунта 4. Сжигание горючей смеси прекращают по достижении на внешней границе 5 температуры 30 — 40 С. В этом случае необходимая температура грунта обеспечивающая ликвидацию в нем просадочных свойств, равна 300 — 400 С и находится на определенном расстоянии от внешней границы 5 укрепляемого массива грунта 4.

Затем снимают форсуйку 3 и устанавливают вместо нее патрубок 6, через который подают под давлением в скважину 1 воду и нагнетают ее в нагретый массив грунта 7, а вокруг рабочей скважины по внешнему контуру укрепляемого массива грунта 4 бурят на равном расстоянии друг от друга не менее трех вспомогательных скважин 8, диаметр которых меньше, а глубина больше диаметра и глубины рабочей скважины 1. Нагнетаемый через скважину поток воды поступает в нагретый массив грунта 7 и вода испаряется. Пары ее нод давлением движутся по направлению к вспомогательным скважинам 8 и, проходя через менее нагретые объемы грунта с температурой ниже 100 С, вновь конденсируются и поступают во вспомогательные скважины. При этом зона парообразования постепенно перемещается к внешней границе 5 массива грунта 4. По мере поступления во вспомогательные скважины 8 вода и ее пары откачиваются по трубопроводу 9 в коллектор

10 . Замачивание и лропаривание грунта ведут до тех пор, пока на внешней границе 5 укрепляемого массива 4 не достигается температура воды и ее паров не ниже 100 С, после чего процесс продолжается не менее 2-х ч.

Когда грунт. стенок вспомогательных скважин 8 в процессе парообразования теряет устойчивость, трубопроводы 9 удлиняют и перфорируют.

Такая технология обеспечивает перемещение воды и ее паров по порам и трещинам, Радиус распространения тепла от основной скважины óñ распространения температуры 400 C, обеспечиваяицей ликвидацию просадочности грунта

50803 1. многократное испарение и конденсацию паров по пути от основной к вспомогательным скважинам в условиях повышенных температур и давления, что способствует интенсивному разрушению структурной связи между частицами грунта и их агрегатами, уплотнению и упрочнению грунтового массива под собственным весом.

Пример. На участке работ бурят ос1р новную скважину 1 диаметром 0,2 и глубиной

8 м. Удаление внешней границы 5 укрепляемого массива грунта 4 от скважины равном 1 м. Затем в скважине осуществляют розжиг горючих смесей и их нагнетание: под избыток ным давлением, равным 0,2 МПа, при этом стенки скважины нагреваются до 1000.С.

После достижения на границе 5 температуры

35 С процесс обжига прекращают, по контуру границы бурят пять равномерно распределенных вспомогательных скважин 8 диаметром 0,1 и глубиной 9 м.

Далее через скважину 1 с помощью установленного вместо форсунки 3 патрубка 6 в грунт заливают воду, конденсат воды и ее пары откачивают из скважин 8 в течение

2-х ч, при этом температура грунта на границе 5 в йачальный период 110 Ñ и в конце . периода укрепления 100 С.

Одновременно проводятся работы по терми30 ческому укреплению грунта известным способом.

В таблице приведены результаты термического укрепления грунта с объемной массой

35 минеральной части 1400 кг/м и массовой влажностью 0,1 предлагаемым и известным способами.

Применение предлагаемого способа терми4р ческого укрепления грунта позволяет при обеспечении требуемой степени плотности грунта снизить расход жидкого топлива на единицу объема грунта в 2 — 3,5 раза.

850803

Продолжение таблицы

Единица измерения

Способ

Показ ателй

Объем нагретого грунта вокруг скважины

210,0

56,5

3860

?040 кг

Общий расход топлива в пересчете на жидкое топливо с теплотцорной способностью

10600 ккал/мг

Формула изобретения

Способ термического укрепления грунта, 2о включающий бурение основной и вспомогательных скважин, герметизацию основной скважины, сжигание в ней горючих смесей и подачу горячих газов в.грунт под избыточным давлением, отличающийся тем, что, 25 с целью экономии топлива за счет снижения теплопотерья бурение вспомогательных скважин производят по контуру внешней границы укрепляемого массива грунта на равном расстоянии друг от друга после сжигания горючих, Зо известный предлагаемый смесей и подачи горячих газов нри достижении температуры грунта на внешней границе укрепляемого его массива 30-40 С, после чего осуществляют нагнетание в грунт через основную скважину воды, ее накапливание во вспомогательных скважинах и последующее откачивание.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 613005, кл. Е 02 0 3/?0, 1976.

2, Авторское свидетельство СССР У 538094, кл. Е 02 0 3/10, 1974 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 6265/39

Тираж 693 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæã0pîä, ул.Проектная, 4