Способ термического укрепления грунта

 

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕН 1Я ГРУНТА, включающий образование основной и вспомогательных скважин, герметизацию устья каждой скважины, вакуумирование скважин с удалением ю воды из укрепляемого массива грунта , сжигание в основной скважине горючих смесей и нагнетание через нее горячих газов в грунт с одновременным выдерживанием вакуума во вспомогательных скважинах до появления в них пара, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности , образование скважин осуществляют в виде прорезей прямоугольного сечения с параллельным рас положением продольных осей сечений, .после образования каждой вспомогательной скважины производят герметизацию ее стенки, оёраценной наружу от укрепляемого массива, а после появления пара во вспомогательных скважинах осуществляют сжигание горючих смесей в них и нагнетание горячих газов в грунтт. О к о СХ)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,„Я0„„1006608 руц Е 02 D 3/11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

Г з

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3311430/29-33 (22) 02.07.81 (46) 23.03.83. Бюл. И 11 (72) A.Ï.Þðäàíoâ (7.1) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерностроительный институт им. им. В.В.Куйбышева (53) 624. 138.9.(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 538094, кл, Е 02 D 3/11, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

N 685762, кл. E 02 0 3/11, 1977. (54) (57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА, включающий образование основной и вспомогательных скважин, герметизацию устья каждой скважины, вакуумирование скважин с удалением воды из укрепляемого массива грунта, сжигание в основной скважине горючих смесей и нагнетание через нее горячих газов в грунт с одновременным выдерживанием вакуума во вспомогательных скважинах до появления в них пара, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, образование скважин осуществляют в виде прорезей прямо" угольного сечения с параллельным рас положением продольных осей сечений, .после образования каждой вспомогательной скважины производят герметизацию ее стенки, обращенной наружу от укрепляемого массива, а после появления пара во вспомогательных скважинах осуществляют сжигание горючих смесей в них и нагнетание горячих газов в грунт-..

1 10066

Изобретение относится к строитель.ству и может быть применено при. укреплении термическим воздействием грунта оснований зданий и сооружений, а также при возведении подпорных и других стен, преимущественно в связных грунтах.

Известен способ термического укрепления грунта, включающий образование основной и вспомогательных скважин, 1О продувку грунта сжатым воздухом, подачу в основную скважину горючих смесей, сжигание их и нагнетание нагретых газов в грунт (1 >.

Недостатком этого способа явля- 1s ется неэффективная затрата энергии и времени на удаление из массива грунта влаги.

Наиболее близким к изобретению является способ термического укре- щ пления грунта, включающий образование основной и вспомогательных скважин, герметизацию устья каждой скважины, вакуумирование скважин с удалением воды из укрепляемого массива грунта, сжигание в основной скважине горючих смесей и нагнетание через нее горячих газов в грунт с одновременным выдерживанием вакуума во вспомогательных скважинах до появления в них пара (2).

Однако способ. имеет относительно большую продолжительность термического укрепления из-за малой поверхности теплопередачи через стенки основной скважины и вынужденный подсос влаги из массива грунта за пределами вспомогательных скважин, что замедляет процесс укрепления.

Цель изобретения - повышение производительности.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу, включающему образование основной и вспомогательных скважин, герметизацию устья каждой скважины,вакуумирование сква- 4> жин с удалением воды из укрепленного массива грунта, сжигание в основной скважине горючих смесей и нагнетание через нее горячих газов в грунт с одновременным выдерживанием вакуума З0 во вспомогательных скважинах до появления в них пара, образование скважин осуществляют в виде прорезей прямоугольного сечения с параллельным расположением продольных . осей ss сечений, после образования каждой вспомогательной скважины производят герметизацию ее стенки, обращенной

08 2 нару>ку от .укрепляемого массива, а после появления пара во вспомогательных скважинах осуществляют сжигание горючих смесей в них и нагне-. тание горячих газов в грунт.

На фиг. 1 изображены скважины, укрепляемый массив грунта, схема сетей и размещение оборудования, на фиг. 2 - то же, план.

Технология способа состоит в следующем.

Вначале образуют основную 1 и вспомогательные 2 скважины в виде ппямоугольного сечения прорезей, г чем расположение последующих рядов скважин 1 и 2 определяют из соотношения, K<2 ™" -Ъ, (11 где Q. - скорость обжига грунта, м /ч, С вЂ” продолжительность обжига, ч;

Н вЂ” глубина скважин, м, 8 - ширина прорезей скважин, м, Затем внешние стенки 3 вспомогател,ьных скважин 2 герметизируют;, например, уплотнением грунта. В качестве герметиков могут быть использованы синтетические и другие материалы. После этого скважины 1 и 2 герметиризуют затворами 4, с размещенными на них патрубками 5, предназначенными для подключения к внешним сетям и монтажа .горелок. К патрубкам 5 подсоединяют вакуумпроводы 6 с вакуумнасосом 7 и осущают укрепляемый массив 8 грунта путем удаления из него воды через основную t и .вспомогательные 2 скважины, пока влажность грунта не уменьшиться до предела на границе раскатывания, что определяют испытанием отбираемых из укрепляемого массива 8 проб грунта.

Затем основную скважину 1 отключают от вакуумпровода 6 и патрубок

5 затвора 4 оборудуют горелкой, подают через нее в скважину 1 топливо из емкости 9 и сжатый воздух от компрессора 10, образующиеся горючие смеси сжигают и горячие газы нагнетают в укрепляемый массив 8 грунта, продолжая одновременно вакуумирование из вспомогательных скважин

2, пока в них не начнется паровыделение. После этого патрубки 5 затворов 4 на вспомогательных скважинах

2 также оборудуют горелками и сжигают в вспомогательных скважинах горючие смеси. Нагнетание нагретых газов в грунт прекращают после то3 10066 го, когда в менее всего нагретых точках укрепляемого массива 8 грунта температура не достигнет расчетной;

Этот момент определяют с помощью смонтированных в массиве 8 грунта термопар, соединенных с самопишущими приборами (не показаны) .

Замена цилиндрической формы скважины на прямоугольную увеличивает поверхность передачи в грунт тепловой в энергии, увеличивается и площадь вакуумирования влаги и ее паров через основную 1 и вспомогательные 2 скважины. Герметизация внешних стенок вспомогательных скважин 2 дает возмож->з ность сократить отсос влаги из грунта, находящегося за пределами укрепляемого массива 8 в период вакуумирования через вспомогательные скважины 2, а в процессе нагнетания через них горячих газов снижается их выход за пределы укрепляемого массива 8 грунта.

Использование вспомогательных скважин 2 для обжига грунта после удаления из них влаги вакуумированием сокращает длительность термического укрепления.

Пример. На участке экспериментальных работ производят термическое укрепление покровного суглинка мощностью 8 м, естественной влажностью 0,32. По опытам скорость обжига 0,6 мз/ч, предел раскатывания грунта 0,14.

На двух площадках участка обжиг зз„ производят участками шириной 4 м. На каждой из них выполняют по две основных и четыре вспомогательных скважины в виде прорезей шириной 0,2 м, длиной 2 м с расстояниями между ряда Одновременно выполняют в анало- гичных условиях и работы по известному способу. Анализ приведен в таблице.

Способ

Известный

Предлагаемый

Показатели

Площадка Площадка

1 2

10.Общая продолжительность процесса, ч, 48 в том числе: образование скважин 4 вакуумирование 20

08 4 ми скважин, равными 1,! м. Буровые работы осуществляют с помощью навесного штангового оборудования к экска- ватору Э-1254. После этого грунт на внешних стенках вспомогательных скважин уплотняют механическим приспособлением, скважины герметизируют и подключают к вакуумнасосу НВ-50. Вакуумирование воздуха и воды из массива грунта ведут 10-12 ч, пока влажность грунта не достигает 0,14.

Затем вакуумирование продолжают только из вспомогательных скважин, а основные подключают к источникам топлива и сжатого воздуха. Сжигается жидкое топливо теплотой сгорания 40 мДж/кг в смеси со сжатым воздухом, подаваемым от компрессора

ЗИФ-55 с избыточным давлением О, l20,25 МПа. При этом вакуумирование из вспомогательных скважин продолжают. Через 4 ч в них начинается паровыделение. Пжсле этого вспомогательные скважины переоборудуют на

) нагревательные и процесс термического укрепления грунта продолжается одновременно из всех скважин в течение 5-6 ч, пока установленные в массиве грунта термопары ТХА-УШ, соединенные с самопишущими приборами типа ХА, класса точности 0,5, не покажут: минимальную температуру нагревания 400 С.

На заключительные работы, включая забивку скважин грунтом, затрачивают около 8 ч на каждой площадке.

1006608

Продолжение таблицы

Способ

Предлагаемый

Известный

Показатели

Площадка

Площадка

1 обжиг с вакуумом .

19 обжиг без вакуума

6 ° 5 заполнение скважин

Фиг. 2

Составитель А.Прямков

Редактор А.Шишкина Техред О.Неце Корректор Ю.Макаренко

Заказ 2067/47 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Применение предлагаемого способа должительность термического укреплена практике позволит сократить про- ния грунта в 1,3-1,4 раза. зо