Способ уплотнения лессового просадочного грунта

 

1. СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ ЛЕССОВОГО ПРОСАДОЧНОГО ГРУНТА, вклгочаюпщй бурение скважин и размыв грунта по поверхности ее стенок на всю глубину уплотнения путем подачи рабочей жидкости перемещаемыми снизу вверх по винтовой линии струями, отличающийся тем, что, с целью сокращения энергозатрат и повьшения производительности , перемещение каждой струи по винтовой линии осуществляют с шагом, определяемым из зависимости -ffR uJ (G«-Ci| где Q - расход каждой струи; R. - радиус размьша грунта; (О - угловая скорость вращения струи; h требуемая степень насыщения грунта рабочей жидкостью; G - естественная степень водонасьщения грунта; И - естественная пористость грунта; 0 - коэффициент растекания рабочей жидкости в грунте, 2, Способ поп,1, отличающийся тем, что бурение скважины осуществляют до глубины, превьппающей глубину уплотнения грунта на величи ну, определяемую из зависимости i-

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I9) SU (1 II 1 1

1 A

4(sl) Е 02 D 3/10 где

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3673706/29-33 (22) 11.10.83 (46) 30.05.85. Бюл. Ф 20 (72) А.А.Скурлягин (7i) Ордена Трудового Красного Знамени всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н.Костякова (53) 624.138 ° 24.002.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф,483490, кл. Е 02 D 3/10, 1972.

Авторское свидетельство СССР

У 692932, кл. Е 02 D 3/10, 1977. (54)(57) 1. СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ ЛЕССОВОГО ПРОСАДОЧНОГО ГРУНТА, включающий. бурение скважин н размыв грунта по поверхности ее стенок на всю глубину уплотнения путем подачи рабочей жидкости перемещаемыми снизу вверх по винтовой линии струями. о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью сокращения энергозатрат и повышения производительности, перемещение каждой струи по винтовой линии осуществляют с шагом, определяемым из зависимости где 4 — расход каждой струи; вЂ,радиус размыва грунта;

4) — - угловая скорость вращения струи, - требуемая степень насыщения грунта рабочей жидкостью;

G †-. . естественная степень водонасыщения грунта;

И вЂ” естественная пористость грунта; р — коэффициент растекания рабочей жидкости в грунте. . 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— щ н и с я тем, что бурение скважины осуществляют до глубины, превышающей глубину уплотнения грунта на величину, определяемую иэ зависимости » сп. ж„- G.„l яраг (С„-C )

Тд - время насыщения слоя грунта толщиной b до степени насыщения 0> ср- средняя степень насыщения грунта, смоченного рабочей жидкостью эа время Т„; г — радиус скважины.

11586 (2) и id T или с,подстановкой (3) таким образом где ЦR...- 4)Изобретение относится к строительству, в частности к подготовке оснований сооружений, возводимых на лессовых посадочных грунтах, путем.их уплотнения. . 5 Цель изобретения — сокращение энергозатрат и повьппение .производительности.

На фиг. 1 изображена ярусная технологическая схема послойного гидроразрушения грунта в скважине; на фиг.. 2 — винтовая схема послойного гидроразрушения грунта в скважине на фиг. 3 - совмещенный график процеСса подачи и впитывания рабочей

15 жидкости.

Технология выполнения способа заключается в следующем. .При ярусной схеме гидроразрушения производственный процесс имеет

20 прерывистый характер. Скважинный .. гидромонитор.1 опускают в скважину

2 до нижнего яруса (горизонта) работ и производят круговой размыв грунта до получения врубовой щелй 3 .опре25 деленной глубины. Затеи гидромонитор поднимают до уровня следующего яруса, где вновь производят круговое гидроразрушение грунта. При винтовой схеме гидрораэруше.ния вращение и подъем гидромонитора

1 осуществляют одновременно по винтовой линии с шагом h . Расстояние .по вертикали между смежными врубовымп щелями 3 зависит от скорости . 35 подъема и вращения гидромонитора, при этом непосредсТвенному разрушению подвергается лишь относительно тонкий слой грунта врубовой щели 3. Ненарушенный пласт грунта — целик 4, рас-40 полагающийся между смежными по вертикали врубовыми щелями, замачивает- . ся путем свободной пропитки за счет рабочей жидкости.

При этом соотношение между коли- 45 честном затраченной рабочей жидкости ®„ о и объемом разрушенного грунта М определяется зависимостью

81 2 у = (1), крутизна которой возрасвп тает во времени в связи с ростом смоченной поверхности грунта. По прошествии от начала подачи ин.тервала времени Т„ первоначально увлажненный грунт . замачивает— ся и переходит в насьпценное состояние, согласно уравнению (1), а процесс впитывания стабилизируется, что. отображено на графике перехо-. дом кривои М(/вп:- . Я) B прямую (точ-. .ка 0), параллельную 4lz y =Ф(ф, Задавая угловую скорость вращения струи Ы и .учитывая круго-винтовой характер врубообразования. получают, что площадь струйного реза » ; за периоП T составляет

Поскольку объем разрушенного грунта равен р= ЪБ:, то из уравнения (1) получаем „,„= 1(а„- t") y.

QTH- !(КпЫТ„8 {0 -0)hk

С1

Р а (а„- G )

Ъ. расход каждой. струи; радиус размыва грунта; угловая скорость вращения струи; требуемая степень насьпцения грунта рабочей жидкостью; естественная степень водонасьпцения грунта; естественная пористость грунта: коэффициент растекания рабочей жидкости в грунте.

e „, м, (6„-ь ) р (1) 50

Анализ процесса подачи-впитывания представлен на совмещенном графике (фиг. 3). Подача отображается прямой

V>=9{<), угол наклона которой ха- .SS рактеризует расход струи - 4 . Впитывание начинается одновременно с подачей и отображается кривой

Разница ординат функций М/вп и.

%„ в некоторый произвольный момент поЬ времени й, показывает. наличие s сква1 жине невпитавшейся в грунт рабочей жидкости. Если рассмотреть процесс впитывания на интервале от 1; — .t до (., то грунт, смоченный за этот

1 У период, имеет различную степень насьпцения. Если в общем случае б =+4), то для данного интервала времени з средняя степень насыщения грунтa Gct составляет

tq

5 <" .. 4 н ;-т„

Тогда по условию уравнения (l) получаем объем невпитавшейся.в грунт рабочей жидкости ФЪФ

65 GLOP щ g у С и Р м (,s) 1 для. размещения невпитавшеися жидкости в ограниченном пространстве. скважины глубину последней увеличивают на величину рассчитываемую по уравнению (5) (6) где T„ — время насыщения слоя грунта толЩиной % До степени насыщения 5п,.

G средняя степень насьпцения грунта, смоченного рабочей жидкостью за время Т„;

Г .— радиус скважины.

При одновременном размыве грунта

: несколькими струями в формулу (6) определения величины t подставляется суммарный расход всех:струй.

При использовании в качестве рабочей жидкости воды производится уплотнение грунта..При использовании жидких закрепляющих реагентов, ° близких по вязкости. к воде., производится закрепление грунта.

58681 4

Поскольку процесс происходит в ,:ограниченном пространстве скважины, то для обеспечения неэатопляемого режима работы размывающей струи режим подачи рабочей жидкости согласу. ется со скоростью ее впитывания в грунт.

Способ осуществляется следующимобразом.

10 На строительной площадке бурят скважины 2 с глубиной, превьппающей глубину уплотнения на расчетную ве. личину. Частота расположения скважин. 2 определяется частотой располо35 жения грунтовых свай с учетом их расчетного радиуса К . Структурная прочность лессовых грунтов Обеспечи-! вает устойчивость стенок скважины 2 и позволяет. обходиться без их креп20 ления обеадными трубам .

Далее последовательно в каждую иэ скважин 2 погружают скважинный гидромонитор 1 до глубины уплотнения и подают под определенным давлением

2$ рабочую жидкость.

В процессе подачи жидкости осуществляют вращение гидромонитора 1 с заданной:скоростью ы и его подъем . со екоростью, обеспечивающей движеЗп ние рабочих струй по винтовой линии с расчетным шагом, при этом Осуществляется гидроразрушение грунта снизу вверх. В процессе последующей консолидации цроисходит уплотнение увлажненного грунта.

Таким образом, осуществляют устройство отдельных грунтовых свай и уплотнение или закрепление грунта.

111II

115868) tPtte. г б

/ отписное

ВНИИПИ Заказ 3538/32 Ти аж 649 П

° ° 7*reyogs Ул. Проектная,4