Способ термического укрепления грунта на откосе

 

СПСХЗОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА НА ОТКОСЕ, включающий образование основных и соеаиненных с ними вспомогательных вертикальных скважин, рыхление грун та и введение в него измельченного твердого топлива, герметизацию скважин, сжигание горючих смесей, нагнетание горячих газов в грунт и заполнение скважин материалом, отличающий - с я тем, что, с целью снижения труцо;емкости работ и расхода топлива, рыхле ние грунта осуществляют перед образованием скважин в виде расположенных вдоль откоса параллельных участков, пересекающих нижнюю часть плоскости вероятного обрушения откоса, а образование основных скважин ведут над и параллельно плоскости вероятного обрущения откоса, причем в качестве материала для заполнения основных скважин вспользуют дренирующий материал.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Е 02 9 3/11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3352570/29-33 (22) 30.10.81 (46) 23.03.83 Бюл. ¹ 11 (72) А. П. Юрцанов и Ю. А. Юрцанов (71) Московский орцена Труцового

Красного Знамени текстильный институт им. A. Н. Косыгина (53) 624. 138.9 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 538094, кл. Е 02 Э 3/11, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 3313352/29-33, кл. Е 02 Х) 3/11, 02.07.81. (54) (57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО

УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА НА ОТКОСЕ, включающий образование основных и соединенных с ними вспомогательных

„„Я() „„1006609 Д вертикальных скважин, рыхление грунта и введение в него измельченного твеpnoro топлива, герметизацию скважин, сжигание горючих смесей, нагнетание горячих газов в грунт и заполнение скважин материалом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения трудоемкости работ и расхода топлива, рыхление грунта осуществляют перед образованием скважин в вице расположенных вдоль откоса параллельных участков, пересекающих нижнюю часть плоскости вероятного обрушения откоса, а образование ос новных скважин ведут над и параллельно плоскости вероятного обрушения откоса, причем в качестве материала цля запол- Р9 пения основных скважин используют дре» нирующий материал.

6609 2

На чертеже изображены скважина и укрепляемый от кос грунта и размещение оборудования, применяемого при производстве работ.

Технология осуществления способа заключается в слецуюшем.

Вначале вдоль откоса образуют не менее цвух вертикальных параллельно расположенных траншей 1, пересекающих е плоскость 2 вероятного обрушения грунта, и заполняют их без уплотнения смесью грунта с твердым топливом, количество, которого опреаеляют из соотношения

1 100

Изобретение относится к строительству оснований на откосах со слабыми грунтами, в частности к укреплению последних термическим воздействием.

Извес тен способ те рмического укреп» пения грунта, включающий образование основных и вспомогательных скважин, их герметизацию, сжигание горючих смесей, нагнетание нагретых газонов в грунт 1 g .

Недостатками способа являются низкая эффективность, обусловленная необходиМостью нагревания стенок скважин цо температуры 1000 С и выше, а тако же необходимостью применения передвижных компрессоров, отличающихся малой производительностью и сравнительно высокой стоимостью генерируемого сжатого воздуха, что снижает эффективность спосо6а.

Наиболее близким к изобретению является способ термического укрепления грунта на откосе, включающий образование основных и соединенных с ними вспомогательных вертикальных скважин, рыхление грунта и ввецение в него измельченного твердого топлива, герметизацию скважин, сжигание горючих смесей, нагнетание горячих газов в грунт и заполнение скважин материалом 2 ) .

Нед.1статок способа заключается в том, что рыхлению подвергается практически весь укрепленный массив грунта с заполнением его измельченным твердым топливом, что приводит к высокой трудоемкости и относительно большому расхоцу топлива, 11ель изобретения — снижение трудоемкости работ и pacxoga топлива.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термического укрепления грунта на откосе, включающему образование ос!.овных и соединенных с ними вспомогательных вертикальных скважин, рыхление грунта и ввецение в него измельченного тверцого топлива, герметизацию скважин, сжигание горючих смесей, нагнетание горячих газов в грунт и заполнение скважин материалом, рыхление грунта осуществляют перед образованием скважин в вице расположен ных ваоль откоса параллельных участков, пересекающих нижнюю часть плоскости вероятного обрушения откоса, а образование основных скважин ведут над и параллельно плоскости вероятного обрушс:ния откоса, причем в качестве материала аля заполнения основш !х скважин используют аренируюший материал.

ЗскС Н

Н, т- — т-т )), (I где т объемная масса скелета грун/мЗC — срецняя массовая теплоемкость скелета грунта, м Йж/ (кг грац);

8 - теплота сгорания тверцого топлива, м. Йж/кг;

T — температура нагрева грунта на дне траншеи, град;

Т - температура нагрева грунта вверху траншеи, грац; — расстояние от дна траншеи, м;

Н - глубина траншеи, м.

После этого бурят основные скважины 3 и параллельно вероятной плоскости 2 обрушения грунта до пересечения их с траншеями 1, а затем - вспомогательные скважины 1, которые оборуцуют отвоаами 5 с.регулирующими клапана35 ми 6. Основные скважины 3 герметизируют затворами 7 и поцсоеаиняют к нагревательной печи 8 с вентилятором 9.

Затем нерабочую часть 10 основных скважин 3 забивают грунтом, опробыва<ц ют всю систему на герметичность при закрытых клапанах 6, сжигают горючие смеси в нагревательной печи 8 и нагретые до 500-600оС газы под давлением

0,01-0,03 !""!Па нагнетают в траншеи 1, 45 которые воспламеняют твердое топливо, а образующиеся при его горении процук« ты нагревают грунт в траншеях 1 и вокруг них. Процесс нагнетания нагретых газов прекращают, когда требуемая тем5о пература, например, 300-400оС цля лико вицации просацочности илп 500-600 С цля устранения пучинных свойств грунта, цостигает внешнего контура 11 укрепляемого массива грунта 12, что фиксируется показаниями термопар с самопишущими приборами 13.

После нагнета1!ия нагрег1,1 га.!о! в

I f>vlIl o(!Iовн1 !» c .к!!!!!л ипl ! (» l:11 41 (1л!е т ll

3 100660 зируют и заполняют цренирующим материалом, например керамическим или другим щебнем.Вместо твердого топлива в траншеи 1 с грунтом можно цобавлять и жидкие вицы топлива в соответствукьшем соотношении по теплотворной crioсобности, опрецеляемом зависимостью(1 ).

Вначале сжигания горючих смесей клапаны 6 открывают цо испарения в укрепляемом массиве грунта 12 влаги, 1р а затем их перекрывают, Предлагаемый способ обеспечивает равномерное укрепление грунта между траншеями 1, а их заглубление ниже плоскости 2 веротного обрушения грунта предусматривает. включение в работу на срез этой части укрепленного массива грунта и обеспечивает нацежность при возможном изменении конфигурации поверхности обрушения. При этом твердое и топливо, дает возможность использовать уголь, торф, сланцы, отхоцы древесины с температурой их воспламенения, не превышающей 200-300 С вместо

500-600 С в случае сжигания жицкого о и газообразного топлива, что исключает необходимость нагревания газов цо высоких температур.

Размещение основных скважин 3 параллельно вероятной плоскости 2 обрушения грунта и траншей - вертикалг но, дает возможность ориентировать глинистые частицы в направлении теплового потока, что повышает сопротив ляемость грунтового массива сдвигаюшим нагрузкам.

Заполнение основных скважин 3 дренирующим материалом, например керамическим или иным щебнем, обеспечивает огвоц поверхностных- воц, что снижает возможносгь обрушения грунта откоса по плоскости возможного его обрушения.

9 4

Пример . На экспериментальной площадке осуществляют термическое укрепление покровного суглинка на откосе высотой 5 м. Природная влажность суглинка 28%, объемная масса скеле та 1,42 т/м .

Вдоль откоса выполняют три параллельных траншеи 1 на расстоянии от бровкиидругдругапо 3 м, на глубинусоот. ветственно 6,4,3 м. Траншеи 1 заполняют смесью местного суглинка с "racy дым топливом из расчета 32,5 кг/м- ) грунта с уменьшением его количества по высоте согласно соотношению (1) .

Основные скважины 3 выполняют нац и вдоль плоскости 2 обрушения грунта на расстоянии 4 м вдоль откоса до пересечения с траншеями 1, вспомогательные скважины 4 образуют между основными скважинами 3 и оборуцуют отводами 5 на асбестовых сальниках с клапанами 6.

Сжигание смесей из твердого топлива и возцуха производят в печи 8, сконструированной на базе калорифера УСВ-ЗОО, воздух подается от вентилятора 9. Измерение температур внутри основных сква жин 3 и в массиве грунта по его внеш» нему контуру 11 осуществляют с помощью термопар ТХА-ХП с самопишущими приборами 13 типа ЭПП-9М.

Нагретые в печи 8 цо 500-600 С газы подают в основные скважины 3 поц давлением 0,01-0,02 МПа. При этом клапаны 6 на вспомогательных скважинах 4 открыты до тех пор, пока из них не прекращается выделение паров воды, После восгорания топлива в траншеях 1 температура нагревания r.азов в печи 8 уменьшается до 250оС.

Одновременно в аналогичных условиях произвоцят термическое укрепление грунта известным способом. Сравнение результатов приведено в таблице.

4О20

2,74

Процолжительность термического укрепления грулга вокруг скважин и траншей не контуру (600 С), ч о

Расхон теииомм энергии, мЛжlм

Средняя труден. f < ) гь на 1 м обож) е)и)ог.> гt ;.f),f, н.ин.

48 52 Г ()

3220 3070 2 . «:;< ) 5 1006609 б

Таким образом, предлагаемый способ ности работ в 1,84-2,0 раза, расхода

i позволит повысить эффективность укреп- тепла на 25-36% при одновременном уменьше пения за счет сокрашения продолжитель- ниитрудоемкости работ в 1,55-1,7 раз.

Составитель А. Прямков

Редактор А. Шишкина Техред С. Мигунова Корректор Ю.Макаренко

Заказ 2067/47 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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