Способ погружения колонны в грунт
Использование: в горном строительстве , при проведении вертикальных горных выработок, погружении свай и других конструкций в вечномерзлый грунт с льдистыми включениями. Сущность изобретения: при Изобретение относится к горному строительству и может быть использовано при: проведении вертикальных горных выработок , погружении свай и других конструкций в вечномерзлых грунтах с льдистыми включениями . Целью изобретения является повышение надежности погружения и связи колокны с окружающим ее массивом в вецномерзлых грунтах с льдистыми включениями ., Цель достигается тем, что по способу погружения колонны в грунт, включающему бурении в грунтовом массиве скважины под последней образуют разрыхленную зону диаметром, равным диаметру скважины, и высотой в пределах 4-8 диаметров колонны, Затем скважину засыпают выбуренным из нее грунтом, в зону погружения колонны осуществляют подачу пара путем его нагнетания через паровую иглу и перемешивания с льдистыми включениями до образования однородной грунтовой суспензии, после чего в последнюю погружают колонну. При нагнетании пара в разрыхленную зону под скважиной его давление назначают в соответствии с зависимостью РР Р0 (пр/пс) МПа, где Рр - давление нагнетания пара в разрыхленную зону под скважиной, МПа; Р0 - давление перевода грунта в грунтовую суспензию в опытной скважине, определяемое экспериментально на площадке сооружения колонны, МПа: пр - пористость разрыхленной зоны, %; пс - пористость выбуренного из скважины грунта после обратного заполнения скважины, %. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. заглубление колонны под действием внешней нагрузки и подачу в область погружения жидкости под давлением, первоначально в области погружения колонны образуют скважину, а под последней - разрыхленную зону диаметром, равным диаметру скважины , после чего заполняют выбуренным из нее грунтом, при этом погружение колонны производят по окончании процесса подачи в область погружения жидкости, перед подачей которой последнюю переводят в пар, а саму подачу в зону погружения осуществляют путем нагнетания и перемешивания (Л С IOO ю ю |0 и 0
COIO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕ СПУБЛИК (5н5 Е 21 0 1/08
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1() ( С) ! (р
1 С (21) 4928336/03 (22) 29,03.91 (46) 07.03,93. Бюл,№ 9 (71) Инженерный центр новых видов оснований и фундаментов Всесоюзного научно-исследовательского, проектноиэыскательского и конструкторско-технологического института оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова (72) В.Г.Завизион, Р,Б.Доев, И.А,Шевченко, Б.С.Остюков, Ю.З,Бронштейн, Д.И,Федорович, В.И.Сорокин, С,А,Платонов, Л.Б.Блащак, M,Р.Гохмман и Ю.О,Таргулян, (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 866200, кл. Е 21 О 1/08, 1980.
Авторское свидетельство СССР
N 1384765, кл. Е 21 D 1/08, 1986, (54) СПОСОБ ПОГРУЖЕНИЯ КОЛОННЫ В
ГРУНТ (57) Использование: в горном строительстве, при проведении вертикальных горных выработок, погружении свай и других конструкций в вечномерзлый грунт с льдистыми включениями. Сущность изобретения: при
Изобретение относится к горному строительству и может быть использовано припроведении вертикальных горных выработок, погружении свай и других конструкций в вечномерэлых грунтах с льдистыми включениями.
Целью изобретения является повышение надежности погружения и связи колонны с окружающим ее массивом в веЧномерзлых грунтах с льдистыми включениями.
Цель достигается тем, что по способу погружения колонны в грунт, включающему. Ы,„, 1800036 À1 бурении в грунтовом массиве скважины под последней образуют разрыхленную. зону диаметром, равным диаметру скважины, и высотой в пределах 4 — 8 диаметров колонны, Затем скважину засыпают выбуренным из нее грунтом, в зону погружения колонны осуществляют подачу пара путем его нагнетания через паровую иглу и перемешивания с льдистыми включениями до образования однородной грунтовой суспензии, после чего в последнюю погружают колонну. При нагнетании пара в разрыхленную зону под скважиной его давление назначают в соответствии с зависимостью Рр = Po (пр/ МПа, где Рр — давление нагнетания пара в раэрыхленнуюэонуподскважиной, МПа; Р0 — давление перевода грунта в грунтовую. суспензию в опытной скважине, определяемое экспериментально на площадке сооружения колонны, МПа; пр — пористость разрыхленной зоны, %; nc — пористость выбуренного из скважины грунта после обратного заполнения скважины, g,, 1 з.п.ф-лы, 3 и л. заглубление колонны под действием внеш.ней нагрузки и подачу в область погружения жидкости под давлением, первоначально в области погружения колонны образуют скважину, а под последней — разрыхленную зону диаметром, равным диаметру скважины, после чего заполняют выбуренным из нее грунтом. при этом погружение колонны производят по окончании процесса подачи в область погружения жидкости, перед подачей которой последнюю переводят в пар, а саму подачу в зону погружения осуществляют путем нагнетания и перемешивания 1800036 пара с льдистыми включениями до образования однородной грунтовой суспензии, причем высоту разрыхленной зоны назначают в пределах 4-8 диаметров колонны. Цель достигается также тем, что давление нагнетания пара в разрыхленную зону под скважиной.назначают в соответствии с зависимостью Рр= Ро МПа, nñ где Рр-давление нагнетания пара в разрыхленную зону под скважиной, МПа; P — давление перевода грунта в грунтовую суспензию в опытной скважине, определяемое экспериментально на площадке погружения колонны, МПа; пр — пористость разрыхленной зоны, Д; п, — llopvlcTocTb выбуренного из скважины грунта после обратного заполнения скважины, . К существенным отличиям предложенного способа погружения колонны в грунт относятся первоначальное образование в области погружения колонны скважины,образование под скважиной разрыхленной зоны диаметром, равным диаметру скважины; последующее .заполнение скважины выбуренным из нее грунтом, перевод жидкости перед подачей ее в область погружения колонны в пар, подача жидкости в зону погружения колонны путем нагнетания и перемешивания пара с льдистыми включениями до образования однородной грунтовой суспенэии, погружение колонны по окончании процесса подачи в область погружения жидкости, назначение высоты разрыхленной эоны в пределах 4 — 8диаметров колонны, назначения давления нагнетания пара в разрыхленную зону под скважиной в соответствии с зависимостью (1). Первоначальное образование в области погружения колонны скважины, последующее заполнение ее выбуренным из скважины грунтом, перевод жидкости перед подачей ее в область погружения колонны в пар; подача жидкости в зону погружения колонны путем нагнетания и перемешивания пара с льдистыми включениями до образования однородной грунтовой суспензии и погружение колонны по окончании процесса подачи в область погружения жидкости приводит к непосредствен ному повышению надежности погружения колонны в грунт, Образование под скважиной разрыхленной эоны.диаметром, равным диаметру скважины, назначение высоты разрыхленной зоны в пределах 4 — 8 диаметров колонны, а также назначение давления нагнетания пара в разрыхленную зону под скважиной в соответствии с вышеприведенной зависимостью приводят к повышению надежности связи колонны с окружающим ее массивом в вечномерзлых грунтах с льдистыми включениями по нижеперечисленным причинам: образованию под скважиной разрыхленной зоны без выемки грунта на дневную поверхность, что позволяя получить в этой зоне грунтовую суспензию с большим содержанием грунта, чем в остальной части скважины; назначению высоты разрыхленной зоны в пределах 4 -8 диаметров колонны, что позволяет непосредственно повысить надежность связи колонны с окружающим ее массивом, о чем свидетельствует акт испытаний; назначе20 нию давления нагнетания пара в разрыхленную зону под скважиной в соответствии с вышеприведенной зависимостью, что позволяет проводить образование грунтовой суспензии в скважине, заполненной выбуренным иэ нее грунтом, и в разрыхленной зоне под скважиной в одинаковых условиях. Таким образом, все вышеперечисленные отличия предложенного способа погружения колонны в грунт непосредственно 30 связаны с достижением цели, что и является доказательством их существенности. На фиг.1 изображена скважина для осуществления способа погружения колонны в грунт после выбуривания грунта и образова35 ния разрыхленной зоны, (продольный разрез}; на фиг.2 — то же в момент подачи в скважину, заполненную выбуренным из нее грунтом, пара; на фиг.3 — то же после погружения в скважину, заполненную однород40 ной грунтовой суспензией, колонны. Способ погружения колонны в грунтсогласно изобретению реализуют следующим, образом. Вгрунтовом массиве 1 изве,стным спо45 собом образуют скважину 2, складируя выбуренный из скважины 2 грунт 3 на дневной поверхности в непосредственной близости : от скважины 2. Под скважиной 2 образуют разрыхленную зону 4 диаметром, равным 50 диаметру скважины 2, и высотой в пределах 4-8 диаметров колонны 5, После этого сква° жину 2 заполняют выбуренным из нее грунтом 3, а в зону погружения колонны 5 осуществляют подачу пара путем его нагне55 тания через паровую иглу 6 (через шланг -7 от парообразования — на фигурах не показан) и перемешивания с льдистыми включе ниями до образования однородной грунтовой суспензии 8, В образованную грунтовую суспензию 8 известным спосо1800036 Pp, пр = Po . Ac. бом под действием внешней нагрузки погружают колонну 5. При нагнетании пара в разрыхленную зону под скважиной его давление назначают в соответствии с зависимостью (1). Указанная зависимость выведена из условия пропорциональности давления нагнетания пара в грунт его пористости Примером использования изобретения может служить погружение колонны в грунт при нижеперечисленных геометрических характеристиках объекта: глубина погружения колонны 6 м, размеры колонны 350х350 мм, эквивалентный диаметр колонны 400 мм, Ф высота разрыхленного слоя 2 м. Базовый объект совпадает с прототипом, Им является способ погружения колонны в грунт, включающий заглубление колонны под действием внешней нагрузки и подачу в область погружения жидкости под давлением. Недостатком этого способа являются низкая надежность погружения и связи колонны с окружающим ее массивом в вечномерзлых грунтах с льдистыми включениями. Экономический эффект от использования изобретения точному расчету не поддается. Положительный эффект заключается в повышении надежнбсти погружения и свяЗи колонны с окружающим ее массивом в вечномерзлых грунтах с льдистыми включениями. Формула изобретения 1. Способ погружения колонны в грунт, включающий заглубление колонны под действием внешней нагрузки и подачу в об5 ласть погружения жидкости под давлением, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности погружения за счет связи колонны с окружающим ее массивом в вечномерзлых грунтах с льдистыми 10 включениями, первоначально в области погружения колонны образуют скважину, а под последней — разрыхленную зону с диаметром, равным диаметру скважины, скважину заполняют выбуренным из нее 15 грунтом, затем осуществляют подачужидкости, которую предварительно в область по, гружения переводят в пар путем нагнетания и перемешивания пара с льдистыми вклю. чениями до образования однородной грун20 товой суспензии, причем высоту разрыхленной зоны назначают в пределах 4 : 8 диаметров колонны, после чего осуществляют погружение колонны, 2. Способ по п1, о тл и ч а ю шийся 25 тем, что давление нагнетания пара в разрыхленную зону под скважиной назначают в соответствии с зависимостью Að nc где Pp — давление нагнетания пара в разрыхленную зону под скважиной, МПа; Po — давление перевода грунта в грунтовую суспензию в опытной скважине, опре35 деляемое экспериментально на площадке погружения колонны, МПа; пр — пористость разрыхленной эоны, g„ п — пористость выбуренного из скважины грунта после обратного заполнения 40 скважины, . 1800036 9 гсг. Составитель В.Завизион Техред М.Моргентал Корректор С.Юско Редактор С.Кулакова Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1145 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
