Способ повышения прочности грунта

 

СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ГРУНТА, включающий погружение в грунт инъектора, подачу через инъектор текучего цементного материала под давлением , измерение и регистрацию давления раствора, образование зоны угг рочненного грунта и последующие погружения инъектора с образованием примыкающих зон упрочненного грунта, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения эффективности упрочнения грунта, во время погружения инъектора определяют прочность груйта и при величине прочности менее допустимой осуществляют подачу текучего цементного материала под да вленйем, превышающим допустимую прочность О) грунта.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН. А аи SU nn, 3(И) Е 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И IlATEHTY (21) 2620151/29-33 (22) 23.05.78 (31) 59517/77 (32) 23.05.77 (33) Япония (46) 15.09.84 . Бюл. ¹ 34 (75) Юитиро Такахаси (Япония) (53) 624.138.24(088.8) (56) 1. Гончарова. Л.В. Основы искусственного улучшения грунтов. М., Изд-во МГУ, 1973, с. 254-255.

2. Костерин Э.В.Основания и фундаменты. М., "Высшая школа", 1966, с. 183-186. с (54)(57) СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПРОЧНОСТИ

ГРУНТА, включающий погружение в грунт инъектора, подачу через инъектор текучего цементного материала под давлением, измерение и регистрацию давления раствора, образование зоны уп» рочненного грунта и последующие погружения инъектора с образованием примыкающих зон упрочненного грунта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности .упрочнения грунта, во время погружения инъектора определяют прочность грунтаи при величине прочности менее допус1 тимой осуществляют подачу текучего цементного материала под давлейием, превышающим допустимую прочность грунта.

1 11143

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабых грунтах, в частности к упрочнению грунтов путем введения в них затвердевающих материалов. 5

Известен способ повышения прочности грунта, включающий погружение в грунт инъектора, подачу в грунт через инъектор затвердевающего материала под определенным давлением, об- 10 разование зоны упрочненного грунта и последующие погружения инъектора с, образованием примыкающих друг к другу столбчатых упрочненных зон 1 ).

Наиболее близким к предлагаемому является способ повышения прочности грунта, включающий погружение в грунт инъектора, подачу через инъектор текучего цементного материала под давлением, измерение и регистрацию давления раствора, образование зоны упрочненного грунта и последующие погружения инъектора с образованием примыкающих зон упрочненного грунта (2 ).

Недостаток указанных способов зак- 25 лючается в том, что они предназначены для упрочнения однородных по глубине грунтов, поэтому для грунтов, имеющих разную по глубине однородность и прочность, имеет место неоднородное упрочнение, перерасход затвердевающего материала за счет возможного его выхода на поверхность и неоправданные затраты энергии. Все это снижает эффективность известных способов.

Цель изобретения — повышение эф-: фективности упрочнения грунта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу повьппения проч40

ыости грунта, включающему погружение в грунт инъектора, подачу через инъектор текучего цементного материала под давлением, измерение и регистрацию давления раствора, образо45 вание эоны упрочненного грунта и последующие погружения инъектора с образованием примыкающих зон упрочненного грунта, во время погружения инъектора определяк т прочность грун50 та и при величине прочности менее допустимой осуществляют подачу текучего цементного материала под давлением, превьппающим допустимую прочность грунта.

На фиг. 1 представлено оборудова- ние для осуществления предлагаемого способа, общий вид; на фиг. 2— схема распределения напк таемого затвердевающего материала в упрочняемом грунте; на фиг. 3 — устройство для реализации предлагаемого способа с частичным разрезом; на фиг. 4 вариант устройства, общий вид; на фиг. 5 — узел А на фиг. 3; на фиг.б— вариант расположения выпускных отверстий, направленных под углом вверх; на фиг. 7 — вариант расположения выпускных отверстий, направленных под

1 углом вниз; на фиг. 8 — вариант распо ложения выпускных отверстий, направленных горизонтально; на фиг. 9 схема размещения оборудования при осуществлении способа.

Устройство для реализации предлагаемого способа включает нагнетательный агрегат 1, нагнетательную трубу (инъектор) 2, удлинительный элемент 3, питающий трубопровод 4, манометр 5 для измерения давления нагнетаемого насосом 1 материала со сливным краном, соединенные с трубопроводом 4 насос 6 и посредством рукава 7 смеситель 8 для приготовления затвердевающего материала, например текучего цементного раствора, и вспомогательный насос 9 для воды.

Инъектор 2 в своей нижней части имеет шток 10 с закрепленным на нижнем конце конусом 11 с углом заострения 60, размещенные на боковой поверхности выпускные отверстия 12 и направляющую обойму 13.

На штоке 10 в средней и верхней его частях расположены поршневые уширения

14 и 15, при этом уширение 14 при крайнем верхнем положении штока 10 перекрывает выпускные отверстия 12, которые, как показано на фиг. 6-8, могут быть направлены под углом вверх, под углом вниз или горизонтально.

Технология выполнения способа с помощью описанного устройства заключается в следующем.

Первоначально инъектор 2 вводят в грунт на требуемую глубину, включают насос 9 и по рукаву 7 и трубопроводу

4 подают в инъектор 2 воду, которая воздействуя на поршневое уширение 15, вдавливает конус 11 штока 10 в грунт, при этом трение штока 10 о грунт исключается, а уширение 15 опускается ниже отверстий 12, и вода через них вытекает в окружающий грунт. Во время вытекания воды происходит резкое падение ее давления, что регистрируется

3 1114 по показаниям манометра 5. Среднее значение показаний манометра 5 за период нарастания давления принимается за меру прочности грунта. За период перемещения конуса он должен про5 ходить расстояние 10-20 см.

После этого воду полностью уда: ляют из устройства и через инъектор

2 начинают нагнетать текучий затвердевающий материал, например цементный 10 раствор, под давлением, превьппающим среднее значение прочности грунта.

При таком давлении уширение 15 штока 10 так же, как и при нагнетании воды, опускается ниже отверстий 12, через которые цементный раствор поступает в грунт (фиг. 2).

Давление нагнетания текущего материала можно также регулировать величиной статического давления за счет изменения высоты нагнетательной трубы (инъектора) 2 и удлинительного элемен та 3. Величину давления можно регулировать и за счет изменения плотности цементного материала путем раз- ного соотношения между водой и цементом или введением в цементный материал легких добавок (зола, древесные опилки).

Погружение инъектора 2 может быть осуществлено с приданием ему вращения вокруг своей оси с помощью соответствующего приспособления 16 (фиг. 4).

II р и w e р, Производили погружение . в грунт инъектора 2 длиной 4 м и площадью поперечного сечения 10 см с

35 конусом 11(угол заострения 60 ). Инъектор 2 был погружен на глубину 3,1 м, на шток 10 подавали воду, и он вместе с конусом 11 выдвигался на 30 см, пос40 ле этого уширение 15 певеместилось. ниже отверстий 12 и вода вытекала через них в грунт, при этом давление резко упало. Перед падением давления воды манометр 5 имел показания

348 4

1,3 кг/см,или при площади поперечного сечения уширения 156 см усилие вдавливания было равно 7,8 кг, а давление, которое удерживало конус 11 с площадью 10 см, составило

0,78 KI /см2 .

На основании известных зависимостей прочность грунта была принята равной 0,7 кг/см .

В соответствии с принятой величиной прочности грунта осуществлялось последующее нагнетание текущего цементного .материала при давлении, превьппающем величину прочности, которое составило 1,2 кг/см2 . Цементный материал представлял собой портланд-цемент, смешанный с водой при отношении 1:0,94 по весу, плотность

1,5 т/м, что соответствовало плотности упрочняемого грунта.

По истечении 40 ч прочность грунта, обработанного цементным материалом, находилась в интервале 11,2 кг/см2, при этом фактическое давление нагнетаемого в грунт материала с учетом гидростатического его давления на глубине упрочнения составило 1,4 кг/см .

В каждой точке нагнетание текучего цементного материала производилось до повьппения величины .давления нагнетания, что свидетельствовало о— достаточном насыщении грунта материалом. Расстояние между точками принималось из расчета соприкосновения или даже частичного перекрытия зон упрочнения грунта.

Предлагаемый способ позволяет,ра-.. ционально использовать энергозатраты в зависимости от фактического состояния грунта и осуществлять направпенное нагнетание затвердевающего материала в зоны с более слабым грунтом.

1114348

1114348

1114348

l ,T

5ф

l фиг.8

11,4348

Составитель А.Прямков

Редактор М.Циткина Техред Л.Мартяшова Корректор А.Тяско

Заказ 6658/48 Тираж 643 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