Способ уплотнения лессового просадочного грунта Советский патент 1985 года по МПК E02D3/10 

Изобретение относится к строител ству, в частности к подготовке осно ваний сооружений, возводимых на лесс вых посадочных грунтах,, путем их уплотнения. Цель изобретения - сокращение эне гозатрат и повьппение производйтельности.- i . : ; . - ; На фиг. 1 изображена ярусная тех нологическая схема послойного гидро разрушения грунта в скважине; на фиг,. 2 - винтовая схема послойного гйдррразрзппения грунта в скважине; на фиг. 3 - совмещенный график проце :са подачи и впитывания рабочей жидкости. Технология выполнения .способа заключается в .следукщем. , При ярусной схеме гидроразрушеНИН производственный процесс имеет прерьгоистьй характер. Скважинный гидромонитор 1 опускают в скважину 2 до нижнего яруса (горизонта) рабо и производят круговой размыв грунта до получения врубовой щели 3 определенной глубины. Затем гидромонитор поднимают до уровня следунлцего яруса, где вновь производя;т круговое гидроразрушение грунта. . При винтовой схеме гидроразрушения вращение и подъем гидромонитора 1 осуществляют одновременно по винтовой линии с h . Расстояние по вертикали между смежными врубовыми щелями ,3 зависит от скорости подъема и вращения гидромонитора, при этом непосредственному разрушени подвергается лишь относительно тонкий слой грунта врубовой щели 3. Нена рушенньй пласт грунта - целик 4, рас полагающийся между смежными по ieepгикали врубовыми щелями, замачивается путем свободной пропитки за счет рабочей жидкости. При этом соотношение между количеством затраченной рабочей жидкости Wpj, и объемом разрушенного грунта Ч( определяется зависимостью .()P Анализ процесса подачи-рпитывания представлен на совмещенном графике (фиг. 3). Подача отображается прямой (-), угол наклона которой карактеризует расход струи - Q . Впитывание начинается одновременно с подачей и отображается кривой W Z(t), крутизна которой возрасвп . I тает во времени в связи с ростом смоченной поверхности грунта. По прошествии от начала подачи интервала времени Т первоначально увлажненный грунт замачивается и переходит в насыщенное состояние, согласно уравнению (1), а процесс впитьгеания стабилизируется, что. отображено на графике перехо-. дом кривой . Z (i) в прямую (точка 0), па&аллельную М (0«, Задавая угловук скорость вращения струи () и учитывая КРУ го-винтовой характер врубообраз:ования получают, что площадь струйного реза S за период ТГ, составляет у , . Н : . , . : . ,, Поскольку объем разрушенного грунта равен Ndfp - Ь S , то из уравнения (1) получаем . ; : /( или с подстановкой , ат„ 1я бит„ь(с„С}п, з) таким образом )().; . - .Л ; - . где р - расход каждой.струи; R - радиус размьша грунта;: . ы- угловая скорость вращения ; : . струи;- .. , . , , . , й„- Требуемая степень насыщения грзгнт : рабочей жидкостью; G- естественная степень водонаСыщения грунта; И - естественная пористость . грунта: . - коэффициент растекания рабочей жидкости в грунте. Разнйца ординат функций и в некоторый произвольный момент времени Ч- показывает.наличие в скваине невпитавшейся в грунт рабочей идкости. Если рассмотреть процесс ,--Ли впитывания на интервале от О t,- то грунт, смоченный за этот ериод, имеет различную степень наьпцения. Если в общем случае G ftt), о для данного интервала времени 3 .: средняя степень насыщения грунта Gtf.f составляет 5 P(t)t. Тогда по условию уравнения (1) полу чаем объем невпитавшейся в грунт ра бочей жидкости . . S - G Для размещения невпитавшейся жидкос ти в ограниченном пространстве сква жины глубину последней увеличивают на величину рассчитьшаемую по уравнению (5) f Wca аТ,|(йв-Ох П firi (С„ -Cj времянасыщения слоя грунта толщиной 1i до степени насыщения ftn G,p- с Еледняя. степень насыщения грунта, смоченного рабочей - ясидкостью за время Т J Г - радиус скважины. При одновременном размыве грунта несколькими струями в формулу (6) определ ения величины 1 подставляется суммарный расход всех бтруй. При использовании в качестве рабочей жидкости воды производится уплотнение грунта. При использовании жидких закрепляюорга реагентов, близких по вязкости к воде., произво дится закрепление грунта. 14 Поскольку процесс происходит в ограниченном пространстве скважины, то для обеспечения незатопляемого режима работы размываюи1ей струи режим подачи рабочей жидкости согласу ется со скоростьго.ее впитывания в грунт. Способ осуществляется следукнд11мобразом : На строительной площадке бурят скважины 2 с глубиной, превьпиающей глубину уплотнения на расчетную величину. Частота расположения скважин. 2 определяется частотой расположения грунтовык свай с учетом их расчетного радиуса R . Структурная прочность лессовых грунтой обеспе.чивает устойчивость стенок скважины 2 и позволяет, обходиться без их крепления обсйдными трубами. Далее последовательно и каждую из скважин 2 погр ужают скважинньш гидроMorojTop t до глубины уплотнения и поданн- под определенным давлением рабочую жидкость. В процессе подачи жидкости осуществлйют гидромонитора 1 с заданной скоростью W и его подъем Со скоростью, обеспечивающей движение рабочих струй по винтовой линии с расчетным rnaroit ti при этом осуществляется гидроразрушение грунта снизу вверх. В процессе последующей консолидации происходит уплотнение увлажненного грунта. Таким образом, осуществляют устройство отдельных грунтовых свай и уплотнение или закрепление 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-