Способ термического укрепления массива грунта

 

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ МАССИВА ГРУНТА, включающий бурение скважины, герметизацию ее устья, сжигание в скважине горючих смесей, введение горючих газов в грунт под избыточным давлением, нагревание грунта до заданной температуры на внешней границе массива и охлаждение грунта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, в процессе введения горячих газов в грунт осуществляют периодическое повьпиение их давления на величину, равную градиенту падения последнего по времени, а охлаждение грунта ведут с интенсивностью 75-250 0/4. 00 00 1чЭ

ÄÄSUÄÄ 1188241 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5ц4 E 02 D 3/11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪ|ТИЙ (21) 3725180/29-33 (22) 29.02.84 (46) 30.10.85. Бюл. Р 40 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени текстильный институт им.А.Н.Косыгина (72) А.П.Юрданов (53) 624.138.9(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

|| 538094, кл. Е 02 D 3/11, 1974.

Авторское свидетельство СССР

И - 842130, кл. Е 02 D 3/11, 1979. (54) (57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ МАССИВА ГРУНТА, включающий бурение скважины, герметизацию ее устья, сжигание в скважине горючих смесей, введение горючих газов в грунт под избыточным давлением, нагревание грунта до заданной температуры на внешней границе массива и охлаждение грунта, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности, в процессе введения горячих газов в грунт осуществляют периодическое повышение их давления на величину, равную градиенту падения последнего по времени, а охлаждение грунта ведут с интенсивностью 75-250 С/ч.

1188! р

Т = 7с / рЕ

Изобретение. относится к строительству, в частности к укреплению массива грунта термическим воздействием три изготовлении фундаментов преимущественно B лессовых и глинистых S грунтах I типа, Цель изобретения — повышение эффективности.

На чертеже изображены разрезы скважины и укрепляемого массива грунта и схема размещения применяемого оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры.

Способ осуществляют следующим образом. 15

Вначале бурят скважину 1 и герметизируют ее затвором 2 с горелкой 3, соединенной с температурным реле 4, емкостью для топлива 5 и компрессором 6. Затем в скважину. 1 подают 2Р горючие смеси и зажигают факел 7, под избыточным давлением сжигают топливные смеси и продукты горения нагнетают через стенку 8 в укрепляемый массив грунта 9. При этом в процессе введения горячих газов в грунт 9 осуществляют периодическое повышение их давления на величину, равную градиенту падения давления газов по времени. Поддержание техно- Зр логического режима осуществляют температурным реле 4, соединенным с термопарами 10 и самопишущим прибором 11. Введение горячих газов в, к грунт 9 производят пока гр ут- на внешней границе 12 не нагреется до заданной температуры. После этого в скважину 1 от компрессора 6 нагнетают атмосферный воздух и охлаждают нагретый массив грунта 9 с интенсив- 4р ностью 75-250 С/ч.

Такая технология способа позволяет использовать потенциальные возможности увеличения тепловой мощности скважин, сохраняя ее постоянной во Б5 времени, учитывая при этом то, что газопроницаемость укрепляемых массивов грунта возрастает, а это равнозначно уменьшению давления в скважинах на определенный градиент, равный 5р

0,0003-0,00034 МПа/ч.

Интенсивность осаждения нагретого массива грунта характеризуется тем, что температура, задаваемая на внешней границе укрепляемого массива 55 грунта, определяется из зависимости

241 2 где — расчетное сопротивление сдвигу обожженного при температуре Т грунта, ИПа;

Š— модель термического упроч-. нения грунта сдвигу, ИПа/ С; — коэффициент учета скорости охлаждения нагретоro массива на его прочность.

Соотношения л, определяемого иэ зависимости (1), и разной интенсивности охлаждения приведены в табл. 1, П р и м е -р. На строительной площадке производилось термическое укрепление массива грунта из лессовидного суглинка I типа по просадочности и мощностью до 3 м на глубину всей толщи через скважины 1 диаметром 0,2 м.

Скважины 1 были пробурены установкой ЛБУ-50. Сжатый воздух подавался в скважины 1, герметиэированные затворами 2 с горелками 3, от компрессоров ДК-9М с производительностью

6,5 и /мин. Сжигались топливные смеси с теплотой сгорания 41,641,9 МДж/кг (соляровое масло). Контроль процессов осуществлялся с помощью реле 4 с звуковым и световым оповещением, соединенным с термопарами 10 типа РР30-30 М и термопарами 13 типа ТХА-УШ с самопишущим прибором 11 ЭПП-9М2. Сжигание горючих смесей началось при избыточном давлении 0,05 МПа с повышением его периодически через 3 и 6 ч на

0,002 и 0,004 ИПа в трех скважинах.

За расчетную температуру Т на внешней границе 12 укрепляемых массивов грунта 9 была принята температура

600 С, которая обеспечивает ликвидацию просадочных и пучинных свойств ,грунта.

Несущая способность укрепленных массивов грунта определялась ста— тическими испытаниями стандартными штампами с гидравлическими домкратами ДГ-200 и ПГ-400 при стабилизации осадки в 0,03+0 003 м .

Одновременно на площадке испытан для сравнения и массив грунта, укрепленный известным способом. Данные сравнительного анализа прюзедены в табл. 2.

Согласно табл. 2 предлагаемый способ позволяет повысить эффективность термического укрепления масси1188241 процесса на единицу несущей способности укрепленного массива грунта в, 2,45-4,29 раз.

Таблица 1 вов грунта по трудоемкости в 2,523, 82 раза, по энергоемкости в 2, 162,92 раза и по удельной длительности

4,64

18,96

9,48

2,32

0,9

6,32

1,55

9,26

7,87

0,85

1,16

7,38

4,74

5,90

0,8

100

6,55

0,77

3,16

3,93

0,6

150

2,37

0,4 7,38

2,95

0,58

200

9,44

0,46

2,36

1,90

250

0 25

2,14

0,42

14,26

0,15

1,72

275

Таб лица 2

Предлагаемый способ ив 1 Массив 2 Массив

Аналог

Показатели асс i3

Несущая способность при осадке штампе 0,03 м, тс

75

105 110

38,4

26

72 нагревание, ч

24 охлаждение, ч

2,4

Затраты труда, чел.ч

Расход солярового масла, кг

Эффективность

39,6

30

103, 2

176, 1

84,3

92,6 трудоемкость процесса, чел.ч/тс энергоемкость процесса, кг/тс удельная затрата времени, ч/тс

0,414 0,287

1,086

1,013 0,404

ВНИИПИ Заказ 6708/26 Тираж 648 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

Продолжительность, всего

23,60

11, 80

1,043

2,348

О, 803

0,267

23,60

13,11

0,273

0,842

0,236