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

сл

со

5

4

СП

fus.i

Изобретение относится к строительству, в частности к закреплению грунта путем введения в него затвердевающих веществ.

Известен способ закрепления грунта, включающий бурение скважины, гер.метизацию ее устья и нагнетание закрепляющего вещества через буровой снаряд при его подъеме 1 .

Недостатком этого способа является неудовлетворительная герметпзапия зопы нагнетания, что приводит к проникновению закрепляющего вещества в вьиперасположенную часть скважины и снижает качество закрепления грунта.

Наиболее близким к изобретению является способ закрепления грунта, включающий поэтапное сверху вниз бурение скважины, герметизацию ее устья и нагнетание в грунт закрепляющего вещества с перекрытием верха зоны нагнетания. Бурение по этому способу ведут на глубину, не доходящую до зоны нагнетания, в последнюю забивают инъектор, тампонируют скважину грунтом, после нагнетания инъектор извлекают и вновь повторяют операции на следующем этапе 2.

Недостатки известного способа заключаются в необходимости повторения операций бурения, извлечения.бурового снаряда, забивки инъектора на каждо.м этапе, что повышает трудоемкость работ, а также в неудовлетворительном тампонировании скважины и уплотнении вокруг нее грунта при забивке инъектора, что ухудшает качество закрепления грунта.

Цель изобретения - сокращение трудозатрат и повыщение качества.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу закрепления грунта, включающему поэтапное сверху вниз бурение скважины, герметизацию ее устья и нагнетание в грунт закрепляющего вещества с перекрытием верха зоны нагнетания, перекрытие верха зоны нагнетания ведут в процессе бурения скважины путе.м перемещения разрыхленного грунта в верхнюю часть скважины и %го уплотнения.

Крометого, после нагнетания закрепляющего вещества на последнем этапе осуществляют перемещение находящегося в скважине грунта сверху вниз с его уплотнением.

На фиг. 1 показан начальный этап закрепления грунта; на фиг. 2 и 3 - последующие этапы.

Способ закрепления грунта осуществляют в следующей последовательности.

На начальном этапе производят бурение верхнего участка - скважины 1 на глубину, достаточную для размещения бурового снаряда 2, с удалением выбуренного грунта. К буровому снаряду 2 присоединяют буровую щтангу 3, надевают на нее и устанавливают в устье скважины I уплотнитель 4, выполненный, например, в виде трубы с коническим njHCKo.M на вне1пней поверхности II сальником виугри. Затем производят бурение скважины 1 на |-лубину первой зоны закрепления 5. В процессе бурения буровой снаряд 2, выполненный,например, со шнеком перемещает разрыхленный грунт от забоя скважины в ее верхнюю часть. Подъемо.м бурового снаряда 2 осуществляют уплотнение

пере.мещенного в верхнюю часть скважины 1 грунта, перекрывая грунтовой пробкой 6 верх первой зоны, после чего в нее ведут нагнетание закрепляющего вещества, подавая его через буровой снаряд 2.

На каждом последующем этапе осуществляют бурение на глубину очередной зоны, наращивание и уплотнение снизу грунтовой пробки 6 и нагнетание закрепляющего вещества.

На последне.м этапе по окончании нагнетания закрепляющего вещества при необходи.мости извлечения бурового снаряда 2 ему придают обратное вращение и поднимают. При этом находящаяся в скважине I грунтовая пробка 6 разрыхляется верхним торцо.м шнека, который может быть оснащен резцом, перемещается св.ерху вниз и уплотняется под давлением бурового снаряда 2, тампоиируя скважину 1. Затем из скважины 1 извлекают уплотнитель 4 и буровой снаряд 2.

Предложенный способ испытан при закреплении лессового просадочного грунта на глубину 7 м. С помощью шнекового бурового снаряда диаметром 65 мм и длиной 1 м пробурили начальный участок скважины глубиной 1 м с извлечением выбуренного грунта. Буровой снаряд отсоединили от вращателя буровой установки, на выступающий из скважины конец буровой штанги надели уплотнитель с сальнико.м и коническим njHe0 ком и завинтили уплотнитель в устье скважины. Зате.м буровой снаряд забурили на глубину 2 м, при этом разрыхленный грунт перемещался шнеком бурового снаряда вверх, в зону первого метра скважины. С помощью лебедки буровой снаряд подняли

на 0,25 м, уплотнив грунт над буровы.м снарядом. После этого через буровой снаряд произвели нагнетание в первую зону длиной 1,25 м раствора силиката натрия в объе.ме 250 л.

На последующих этапах повторяли операции бурения на 1 .м, уплотнения грунтовой пробки над буровым снарядо.м и нагнетания закрепляющего раствора по зонам длиной 1,25 м. На последнем этапе произвели извлечение снаряда с одновременным

5 тампонированием скважины.

Параллельно выполнено закрепление грунта по способу, принятому за прототип.

При сопоставлении результатов выявлено, что тр дозатраты по предложенному способу составляют 12,4 чел. - ч. на скважину против 20,9 чел. - ч. по ирототину.

Для определения качества закрепления грунта произвели проходку И1урфа, отбор и испытания образцов закрепленного грунта.

Результаты исиытамиИ приведены в таблице.

Приведенные данные в таблице иока:ывают, что иредложениьи способ позволяет сократить трудозатраты п обеспечивает повьпиение качества закрепления грунта, увеличивая его среднюю прочность, водоCToiiKocTb п однородность.

1. СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА, включающий поэтапное сверху вниз бурение скважины, герметизацию ее устья и нагнетание в грунт закрепляющего вепхества с перекрытием верха зоны нагнетания, отличающийся те.м, что, с целью сокращения трудозатрат и повышения качества, перекрытие верха зоны нагнетания ведут в процессе бурения скважины путем перемещения разры.хленного грунта в верхнюю часть скважины и его уплотнения. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после нагнетания закрепляющего вещества на последнем этапе осуществляют перемещение находящегося в скважине грунта сверх вниз с его уплотнением.

Предлагаемый способ Прочность на одностороннее сжгэтие, МПа0,85 0,64 0,53 0,50

0,46

0,60 0,48 0,83 0,53 0,34 0,32 0,28