Способ закрепления грунта

 

СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА,; включающий бурение скважины, нагнетание через нее закреплякмцего раст-, вора с образованием продольной щели в грунте, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и эффективности закрепления грунта малой проницаемости, после образования продольной щели ведут последующее, нагнетание закрепляющего раствора с давлением и расходом, исключающими развитие щелИ, а образование щели ведут посредством гидравлического удара..

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ФВЭВВФП

Р1:.ОПУБЛИ И ае (и)

I уды R 02 9 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРФ4ОМУ СВИДИ ВВСТВУ

РООудмРсчаенный кОмитет ссср

IlO Д1:ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3525513/29-33 . (22) 17.12.82 (46) 15.07.84. Бюл. Р 26 (72) В.И. Сергеев, И.Н. Бондаренко, Т.Г.,Шимко и С.Н. Емельянов (71) ИГУ им. И.В. Ломоносова (53) 624.138.24.002.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 358470, кл. Е 02 Э 3/11,. 1970.

2.. Авторское свидетельство СССР

У 509688, кл. Е 02 9 3/12, 1976 °

3. Оксанович И.Ф. и др. Создание ротивофильтрационных завес в рыхлых горнык породах направленными трещинаии гидроразрыва.- В сб. Осушение месторождений, рудничная гидрогеология, специальные горные работы, ВИОГЕИ, Белгород, 1979, с. 38. (54) (57) СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА,, включающий бурение скважины, нагнетание через нее закрепляющего раствора с образованием продольной щели в грунте, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности н зффективности закрепления грунта малой проницаемости, после образования продольной щели ведут последующее. нагнетание закрепляющего раствора с давлением и расходом, исключающими развитие щЕли, а образование щели ведут посредством гидравлического удара.

1102852

Р= — iN

jU

lcd 1 р 7 где Р„р

И

Изобретение относится к строительству, в частности к закреплению грунтов и созданию противофильтрационнык завес в основаниях сооружений.

Известен способ закрепления лессо. вых и мелкозернистых песчаных грунтов, включающий установку в грунт инъекторов и нагнетание в них закре- пляющих растворов под давлением, обеспечивающим медленное и равномер- 10 ное пропитывание грунта с расходами

1-80 л/мин 1) .

Недостатками известного способа являются ограниченная область применения (только в грунтах с коэффициентом фильтрации более 1 м/сут), длительное время нагнетания, малый объем закрепленного из одной скважины грунта.

Известен также способ закрепления 20 грунта путем инъектирования закрепляющего раствора импульсно, высоконапорными струями под давлением 1001I500 атм. При этом струя раствора размывает в заданном направлении по- 25 лбсть, из которой затеи происходит распространение раствора в грунт (2) .

Недостаток этого способа заключается в малой скорости размыва грун30 та и малом распространении раствора иэ полости в грунт.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ создания противофильтрационных завес и закрепления грунта с помощью направленных трещин гидроразрыва, включающий бурение скважины и нагнетание через нее закрепляющего раствора с образованием продольной щели в грунте. Ориентацию щели осу40 ществляют прореэанием грунта в стенке скважины. Раствор подают в грунт под большим давлением, получая заполненную раствором щель разрыва с шириной раскрытия 1,5-2 см (3) .

Недостатки этого способа состоят в малой производительности и низкой эффективности закрепления грунта, особенно малой проницаемости, обус" ловленные трудностью прорезания грун-г та на значительную глубину и малым объемом закрепленного грунта.

Цель изобретения — повьппение производительности и эффективности закрепления грунта малой проницаемости.5 указанная цель достигается тем, что согласно способу закрепления грунта, включающему.создание скважи2 ны .и нагнетание через нее закрепляющего раствора с образованием продольной щели в грунте, после образования продольной щели ведут последующее нагнетание закрепляющего раствора с давлением и расходом, включающими развнтие щели,. а образование щели ведут посредством гидравлического удара.

На .чертеже показана схема осущест.вления предлагаемого способа и используемых при этом устройств.

Способ закрепления грунта осуществляют следующим образом.

Бурят скважину 1 и вводят в нее или забивают в грунт инъектор 2 с продольной щелью, ориентированной в заданном направлении. К инъектору 2 присоединяют инъекционную установку, включающую емкость-компенсатор 3, краны 4 и 5, нагнетательную трубу 6, насос 7, емкость 8 для закрепляющего раствора. Закрывают кран 4, закачивают насосом 7 раствор в емкостькомпенсатор 3 до создания в нем давления, в 5-10 раз превышающего критическое давление разрыва грунта.

Затем включают насос 7, закрывают кран 5 и открывают кран 4. Ограниченный объем раствора поступает из емкости-компенсатора 3 по нагнетательной трубе 6 в инъектор 2. При этом под действием гидравлического . удара с давлением, превышающим критическое, происходит разрыв грунта с образованием ориентированной в заданном направлении вертикальной щели, что ведет к увеличению поверхности соприкосновения инъекционного раствора с грунтом. После этого открывают кран 5, включают насос 7 и ведут инъекцию под давлением,и с расходом, исключающими дальнейшее развитие щели разрыва. При этом .происходит проникновение раствора от щели в массив грунта.

Критическое давление разрыва грунта определяют по формуле

1 — критическое давление (ИПа) — объемная масса грунта, глубина, — составляющая, зависящая от прочности структуры грун-.. та и веса сооружения; — коэффициент Пуассона.

Составитель Й. Хасин

Редактор И. Келемеш Техред С.Легеэа Корректор Г. Решетник

Заказ. 4916/18 Тираж 644 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

3 11

Пример. Инъектор пля направ-,. ленного нагнетания. препставлнющий собой буровую штангу с наконечником и продольной щелью в нижней части, забивают в лессовый грунт на глубину 9.5 м на расстоянии 0,5 м от стены здания с фундаментом. эаглубленным на 1.5 м. Щель инъектора ориентируют к стене здания. Нагнетания проводят в 4 зоны высотой по 2 м снизу вверх. В инъекционной установке, собранной по приведенной на чертеже схеме, заполняют емкость-компенсатор

3 водным раствором силиката натрия плотностью 1,19 г/см в объеме 30 л и создают давление 0,8 ИПа. Затем открывают кран 4 и ведут нагнетание с расходом 360-400 л/мин, что приводит к образованию вертикальной полости разрыва. После этого проводят. нагнетание 720 л раствора при давлении в устье скважины 0,001-0,03 ÈÏà.

Продолжительность нагнетания сЬставляет 20 мин. За ем инъектор поднимают на 2 м в следующую зону и повторяют операции до верхней зоны, кровлей которой является фундамент здания. Таким образом выполняют закрепление грунта через 3 скважины

02852 4 на расстоянии 0,6 м одна от другой вдоль стены здания.

Исследования в опытном шурфе показывают наличие трех параллельных вертикальных щелей разрыва.под фундаментом на всю глубину закрепленного грунта длиной от скважины под фундамент 1,7 м и s противоположную сторону - 0,4 м. Лессовый грунт

10. пропитан раствором на 0,3 и от щелей разрыва. с образованием сплошного массива закрепления. Отмечается отклонение вертикальных щелей разрыва от заданного направления

15 на 30

Предлагаемый способ закрепления грунта обеспечивает увеличение радиуса инъекции в заданном направле20 нии и сокращение времени нагнетания до 10 раз, при этом повышается произ". водительность и сокращаются потери раствора. Благодаря развитой поверхности поступления раствора в грунт

25 из вертикальной щели разрыва длиной до 4 м повышается эффективность закрепления грунтов малой проницаемостй с коэффициентом фильтрации от

0,02 м/сут.