Способ закрепления грунта Советский патент 1984 года по МПК E02D3/12 

Df

д го ;л

Изобретение относится к строитель ству, в частности к закреплению грун тов и созданию противофильтрационных завес в основаниях сооружений. Известен способ закреп тения лессо вьк и мелкозернистых песчаных грунтов, включающий установку в грунт инъекторов и нагнетание в них закрепляющих растворов под давлением, обеспечивающим медленное и равномерное пропитывание грунта с расходами 1-80 л/мин lj . . 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 грунта путем инъектирования закрепля ющего раствора импульсно, высоконапорными струями под давлением 1001500 атм. При этом струя раствора размывает в заданном направлении полбсть, из которой затем происходит распространение раствора в грунт 2 Недостаток этого способа заключается в малой скорости размыва грунта и малом распространении раствора из полости в грунт. Наиболее близким по т,ехнической 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 осуществляют прорезанием грунта в стенке скважины. Раствор подают в грунт под большим давлением, получая заполненную раствором щель разрыва с шириной раскрытия 1,5-2 см з . Недостатки этого способа состоят в малой производительности и низкой эффективности закрепления грунта, особенно малой проницаемости, обусловленные трудностью прорезания грун та на значительную глубину и малым объемом закрепленного грунта. Цель изобретения - повьппение производительности и эффективности закрепления грунта малой проницаемости Указанная цель достигается тем, что согласно способу закрепления грунта, включающему.создание скважины 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 развитие щели, а образование щели ведут посредством гидравлического удара. На .чертеже показана схема осуществления предлагаемого способа и используемых при этом устройств. Способ закрепления грунта бсуществляют следующим образом. Бурят скважину 1 и вводят в нее или забивают в грунт инъектор 2 с продольной щелью, ориентированной в заданном направлении. К иньектору 2 присоединяют инъекционную установку, включающую емкость-компенсатор 3, краны 4 и 5, нагнетательного 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 где Рцо - критическое давление |СИПа) объемная масса грунта, глубина, составляющая, зависящая от прочности структуры грун-.та и веса сооружения-, коэффициент Пуассона.

3

Пример. Инъектор пля направленного нагнетания, препставляюший собой буровую штангу с на:кЬнечником и продольной щелью в нижней части, забивают в лессювый грунт на глубину 9,5 м на расстоянии 0,5 м от cteны здания с фундаментом, заглубленным на 1,5 м. Щель инъектора ориенти руют к стене здания. Нагнетания проводят в А зоны высотой по 2 м снизу вверх. В инъекционной установке, собранной по приведенной на чертеже схеме, заполняютемкость-компенсатор 3 водным раствором силиката натрия плотностью 1,19 г/см в объеме 30 л и создают давление 0,8 МПа, Затем открьгоают кран А 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 МПа. Продолжительность нагнетания обстав ляет 20 мин. Затем инъектор подниMaiOT на 2 м в следующую зону и повторяют операции до верхней зоны, к|}овлей которой является фундамент здания. Таким образом выполняют закрепление грунта через 3 скважины

028524

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

Исследования в опытном шурфе показывают наличие трех параллельных

5 вертикальных щелей разрыва.под фундаментом на всю глубину закреплен- ногЬ грунта длиной от скважины под фундамент м и в противоположную сторону - 0,4 м. Лессовый грунт

10 пропитан раствором на 0,3 м от щелей разрыва с образованием сшюш- ного массива закрепления. Отмечается отклонение вертикальных щелей . разрыва от заданного направления

15 на 30.

Предлагаемый способ закрепления грунта обеспечивает увеличение ра- диуса инъекции в заданном направле20 НИИ и сокращение времени нагнетания до 10 раз, при этой повышается проид водительность и сокращаются потери раствора. Благодаря развитой поверх ности поступления раствора в грунт 25 из вертикальной щели разрыва длиной до 4 м повьипается эффективность закрепления грунтов малой проницаемости с коэффициентом фильтрации от 0,02 м/сут.

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..