Способ термического укрепления грунта

Способ термического укрепления грунта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Автор . изобретения

A.Ï.Þðäàíoâ

Московский ордена Трудового Красного Знамени ийженерностроительный институт им. В.В.Куйбышева (71) Заявитель (4) СПОСОБ ТЕРИИ4ЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА = )о г Е О: -

Изобретение относится к строитель ству зданий и сооружений на слабых грунтах, в частности к их укреплению термическим воздействием.

Известен способ термического укt S репления грунта, включающий бурение скважины, ее герметизацию, подачу в скважину горючих смесей из топлива и сжатого воздуха, их сжигание и нагнетание горячих газов в грунт (11.

Наиболее близким к предлагаемому является способ термического укрепления грунта, включающий бурение скважины, ее термоизолирование и герметизацию, подачу.в скважину горючих смесей, сжигание их и нагнетание горячих газов в грунт(2).

Недостатки указанных способов заключаются в относительно длительном процессе укрепления грунта порядка

О,6-0, 9 сут/м большом расходе топлива и сжатого воздуха.

Цель изобретения - снижение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему бурение скважины, ее термоизолирование и герметизацию, подачу в скважину горючих смесей, сжигание их и введение гооячих, газов в грунт, термоизолирование осуществляют путем размещения в скважине с кольцевым зазором перфорированной трубы и по" следующего заполнения зазора пористым теплопроводным термостойким материалом, а в процессе введения горячих газов в грунт производят нагнетание в кольцевой зазор сжатого воздуха.

При этом величину -кольцевого зазора определяют из зависимости где ВО - диаметр скважины, м, Н - глубина скважины, и,.

927901

9. — тепловая мощность скважины, кДж/ч, коэффициент теплопроводности термостойкого материала, кДЖ/ (ч м С), S

620 — опытный коэффициент, (нм ° С) /мДж, 1с - допустимая температура нао грева стенки скважины, С, 0 - содержание воздуха в горю- 10 чей смеси, нмЗ/мДж, На чертеже изображена скважина, продольный. разрез, укрепляемый массив грунта и расположение трубопровода, термостойкого материала и 1$ измерительных приборов.

Технология способа состоит в следу ющем.

Вначале бурят скважину 1, затем соосно с ней на всю высоту устанав- 29 ливают перфорированный трубопровод 2 с зазором 3, определяемым из соотношения (1). На внешней стороне трубопровода 2 симметрично по его окружности расположены перфорирован- 2$ ные трубы 4 для подачи сжатого воздуха в зазор 3.

После этого зазор 3 заполняют теплопроводной графитопесчаной смесью 5, скважину l,герметизируют затвором 6 зр с форсункой 7, подают в нее горячую смесь, количество которой принима- ют,равной 1/620, допустимой температуры нагрева трубопровода 2, а в зазор 3 через трубы 4 по мере сжигания горючих смесей нагнетают от компрессора 8 воздух.

Сжигание горючих смесей осуществляют пока расчетная температура, например 300-600 С, не достигнЬт внеш- ней границы 9 укрепляемого массива грунта 10, что опреДеляется показа нием термопар 11, установленных по контуру 9, и самопишущими приборами 12.

После завершения обжига скважину 1 разгерметизируют, трубопровод 2 и термостойкий материал 5 извлекают, а.скважину 1 заполняют местным грунтом или бетоном. При этом примене50 ние термостойкого материала 5 позволяет создавать большую разность температур между газами внутри трубопровода 2 и стенкой скважины 1, что уменьшает расход воздуха в горючей ф смеси, равномерно обогревать всю поверхность скважины 1, что способствует сокращению продолжительности процесса, а также увеличивать кратность использования трубопровода 2, который изготавливается из жаростойкой стали, тем самым. сокращается стоимость укрепления грунта.

Нагнетание сжатого воздуха в зазор 3 способствует увеличению тепловой мощности скважины 1 и сокращению расхода тепла и воздуха, а также сокращению длительности термического укрепления грунта.

Пример. На участке работ осуществляется термическое укрепление грунта мощностью 6 м отдельными столбами диаметром 2м с температурой нагрева по внешнему контуру а

300 С. Скважины 1 диаметром 0,2 м бурят станком ПВВС-15, затем в них соосно на всю высоту устанавливают перфорированную цилиндрическую трубу 2 диаметром 0,1 м с размещенными с ее внешней стороны четырьмя трубами 4 диаметром 12 мм. Трубы 2 и 4 изготавливают из жаростойкой стали OX23I05AC с температурой ь длительного нагревания 1800 С.

После этого зазор 3 заполняют графитопесчаной смесью 5 состава

1:10 с температурой начала спека0 ния 1800 С, скважины 1 герметизируют затворами 6 с форсунками 7. В скважины 1 подают горючие смеси с содержанием воздуха 14,5 нм /кг, что соот

Ъ ветствует содержанию топлива в смесях 2,9 мДж/нм, и сжигают их при S избыточном давлении воздуха 0,06О, 12 8Па.

По мере сжигания горючих смесей в зазор 3 через трубы 4 подают сжатый воздух. Термическое укрепление грунта продолжается 72 ч и заканчивается, когда расчетная температура

300 С достигает внешней границы 9 укрепляемого массива грунта 10, что фиксируется показанием термопар 11 типа ТХА-УШ и самопишущих приборов !

3 класса точности 0,5

Одновременно для сравнения осуществляют термическое укрепление известным способом. Результаты испытаний приведены в таблице.

927901

Способ

Предлагаемый

Показатели

Известный

25,4

25,4

109

Расход

3 топлива, кг/м

77

35,2

3 воздуха, нм /кг

21,4

8,4

5,5

Формула изобретения

Объем укрепленного вокруг каждой скважины грунта, м

Длительность укрепления грунта, ч.3

Производительность, м /сут

Применение предлагаемого способа на практике позволит повысить производительность в 1,53 раза, снизить расход топлива и воздуха соответственно в 1,22 и 1,64 раза и сок.ратить стоимость термического укрепления грунта на 30/.

1. Способ термического укрепления грунта, включающий бурение скважины, ее термоизолирование и герметизацию, подачу в скважину горючих смесей, сжигание их и введение горячих газов в грунт, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, термоизолирование осу.ществляют путем размещения в скважине с кольцевым зазором перфорированной трубы и последующего заполнения зазора пористым теплопроводным термостойким материалом, а в процессе введения горячих газов в грунт производят нагнетание в кольцевой зазор сжатого воздуха.

>0 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю. шийся тем, что, величину кольцевого зазора определяют из зависимост и.где 00 - диаметр скважины, м,.

Н - глубина скважины, м, 30

8.- тепловая мощность скважины, кДж/ч, 3-- коэффициент теплопроводности термостойкого материала, кДж/(ч-м С) .

3S 0- содержание воздуха в горючей смеси, нм /мДж, Ъ

620- опытный коэффициент (нм C)/ìÄæ.

1 - допустимая температура нагрева стенки, скважины, С .

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 613005, кл. E 02 D 3/10, 1976.

2. Авторское свидетельство CCCP по заявке 11 2971894/29-33, кл. E 02 D 3/11, 11.08.80..

927901

Составитель А.Прямков

Редактор Л.Алексеенко Техред М„ Тепер КорректорВ.Синицкая

З

ФЮ

Заказ 3186/39 Тираж 711 . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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