Способ термического укрепления грунта

Способ термического укрепления грунта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и>910929 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 1L0880 (21) 2971877/29-33 ($)) + Кп 3

Е 02 D 3/11 с присоединением заявки №

Государственный комитет.СССР но дедам изобретений и открытий (23) Приоритет (33) УДК 624. 138. . 9 (088. 8) Опубликовано 070382. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 0703.82 (72) Автор изобретения

A.II.Þðäàíoâ (71) Заявитель

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

Изобретение относится к укреплению грунта при строительстве зданий и сооружений, в частности к укреплению грунта путем термического воздействия на него.

Известен способ термического укрепления грунта, включающий образование скважины, ее герметизацию затвором, сжигание в скважине горючих смесей и нагнетание горячих газов в грунт Г11.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ термического укрепления грунта, включающий бурение скважины, ее герметизацию, сжигание горючих смесей и подачу в грунт горячих га.зов (2 ).

Недостаток указанных способов заключается в неполном использовании несущей способности грунта из-эа образования вокругобожженного массива грунта ослабленного слоя, обработанного воздействием температуры, равной 100-300 С.

Цель изобретения — повышение несущей способности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему бурение скважины, ее герметизацию, сжигание в скважине горючих смесей и подачу в грунт горячих газов, после подачи в грунт горячих

5 газов осуществляют последующее бурение скважины до слоя грунта с температурой, равной 100-300 С, а затем ведут нагнетание в этот слой грунта твердеющего материала.

При этом подачу в грунт горячих газов ведут при температуре, определяемой иэ соотношения

15 где r — радиус распространения тем1 пературы 1д =100 С,м;

r — радиус распространения темЪ пературы 1 =300 С, % радиус распространения рас20 четной температуры tð, ë;

m - показатель термограммы, определяемый из соотношения

m = (1+4G)(0,5-1,216Р-0,001 ), где G — - степень влажности грунта;

25 ДР - избыточное давление горячих газов в скважине, ИПа;

à — продолжительность нагнетания горячих газов в грунт,ч.

На фиг.1 изображена скважина и

30 укрепленный массив грунта, продоль910929 ный разрез; на фиг.2 — вариант нагнетания твердеюцего материала.

Способ осуцествляют следуюцим образом.

Бурят скважину 1, герметизируют ее затвором 2 с форсункой 3 для по- 5 дачи в скважину 1 горючих смесей., сжигают горючие смеси и нагнетают горячие газы через стенку 4 скважины 1 в укрепляемый массив грунта 5 пока необходимая температура, равная 500- tQ

600 С, не достигнет его внешнего контура 6. После этого демонтируют .затвор 2 и осуществляют последуюцее бурение скважины 1 до ослабленного слоя грунта 7 с температурой 100300 С. Затегл погружают в скважину 1 трубопровод 8 с ресивероги 9 и подают через него в ослабленный слой грунта

7 твердеющий материал, например, цементно-песчаный раствор, под избыточным давлением, регулируя его вентилем 10, пока твердеюций материал не достигнет необходимого уровня 11.

Если требуется уменьшить силы трения и сцепления укрепленного массива грунта 5 с породой 12 по боковой поверхности его внешнего контура 6, то твердеющий материал нагнетают только на высоту опорной части 13 укрепленного массива грунта 5, а остальную часть 14 заполняют через трубопровод 15 с клапаном 16 холодной водой или релаксируюцими материалами, например нефтяныгги битумами.

Способ позволяет реализовать закс-35 номерности, выявленные экспериментально-теоретическим путем, при этом установлено, что в слоях грунта, прогретого при 100-300 С силы внутреннего трения и сцепления уменьшаются 40 против начальных на 7,1-22,5% и снижается несуцая способность грунта.

Пример 1. На участке работ выполняют термическое укрепление грунта столбами (опорами) ф 1,2 и. Глуби-45 на посадочной толцины грунта б м, его степень влажности 0,48 а расчетная те ература обжига tp= 600ОС.

Скважины 1,ф 0,18 и бурят буровым станком ППВС-15 с заглублением их в опорный горизонт 17 на 1 м. Сжигается горячая смесь из солярового масла теплотворной способностью

40000 кПж/кг и сжатого воздуха от компрессора ЗИФ-55 при избыточном давлении в скважине 1, равном 0,06 мПа.

В, скважине 1 поддерживается темперао ра 980 С. Через 92, ч нагнетания в унт горячих газов термопары, установленные на внешнем контуре 6 укрепленного массива грунта 5, показывают температуру 600 С. При этой температуре обжиг грунта продолжается еще

2 ч. Затем скважины 1 разгерметизируют и добуривают на 0,7 и до ослабленного слоя грунта 7 с температу- 65 рой 200 С, толщина которого составляет 0,3 м, и в этот слой нагнетают цементно-песчаный раствор состава 1:2 на высоту опорной части 13. Через 7 суток производят испытание опор пробными статическими нагрузками— наземными штампами с гидравлическими домкратами ДГ-200.

Одновременно для сопоставления результатов выполняют термическое укрепление грунта в опорах известным способом. Итоги сравнительного анализа приведены в табл. 1.

Таблица1

Показатели извест- предланый гаемый

Продолжительность обжига, ч

Несущая способность опоры, тс

182

126

Производительность обжига, тс

1,34 1,96

Пример 2. На участке работ с условиями по примеру 1 после введения в ослабленный слой грунта 7 цементно-песчаного раствора состава 1:2, вокруг опор, выполненных известным и предложенным способами, грунт подвергают замачиванию в течение 10 суток с доведением степени

его влажности до 0,60-0,84. После этого испытывают несущую способность проблемными статическими нагрузками.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Т а б л и ц а 2

Способ

Показатели извест- предланый гаемый

Несущая способность опоры, тс

83

Производительность обжига, тс/ч

0,83

0,34

Применение предлагаемого способа позволяет повысить производительность термического укрепления грунта в

l,44-2,6 разаи снизить при этом стоимость обжига грунта на 15-23%.

Формула изобретения

1. Способ термического укрепления груНта, включающий бурение скважины, 910929

Pvz 1

Составитель A.Ïðÿìêîâ

Редактор М.Бандура Техред А.Вабинец Корректор С. Мекмар

Заказ 1064/11 Тираж 711 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ее герметизацию, сжигание в скважине горючих смесей и подачу в грунт горячих газов, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью повышения несущей способности, после подачи в грунт горячих газов осуществляют последующее бурение скважины до слоя грунта с температурой, равной 100-300 С, 0

I а затем ведут нагнетание в этот слой грунта твердеющего материала.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что подачу в грунт горячих газов ведут при температуре, определяемой из соотношения

=Ft + — — (t - 1,лЦ

Р r„ гэ Э где г — радиус распространения темл пературы 1=л =100 C,ì;

r — радиус распространения темэ пературы =300 С,му

r — радиус расйространения расчетной температуры tp,ì;

m — показатель термографы, определяемый из соотношения т = (1+4() (О, 5-1, 21dP-О, 001С), где G — степень влажности грунта Р— избыточное давление горячих газов в скважине, МПа; Ч; — продолжительность нагнета10 ния горячих газов в грунт,ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 613005, кл. E 02 D 3/10, 1976.

1з 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2829585/29-33, кл. Е 02 0 3/14, 1979 °