Способ термического укрепления массива грунта Советский патент 1985 года по МПК E02D3/11 

Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению массива грунта термическим воздействием гфи изготовлении фундаментов преимущественно в лессовых и глинистых трун.тах I типа.

Цель изобретения - повышение эЛфективности.

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

Способ осуществляют следующим образом.

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 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 rasoiB -по времени. Поддержание технологического режима осуществляют температурным реле 4, соединенным с термопарами 10 и самопишущим прибором 11. Введение горячих газов в

грунт 9 производят пока на внешней границе 12 не нагреется до заданной температуры. После этого в скважину 1 от компрессора 6 нагнетают атмосферный воздух и охлаящают нагретый массив грунта 9 с интенсивкостью 75-250°С/ч.

Такая технология способа позволяет использовать потенциальные возможности увеличения тепловой мощности скважин, сохраняя ее постоянной во времени, учитывая при этом то, что газопроницаемость укрепляемых массивов грунта возрастает, а это равнозначно уменьшению давления в скважинах на определенньй градиент, равный 0,0003-0,00034 МПа/ч.

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

(1)

Т ТСА/ Е

где 1-р - расчетное сопротивление сдвигу обожженного при температуре Т грунта, МПа Е - модель термического упроч нения грунта сдвигу, МПа/°С;

- коэффициент учета скорост охлаждения нагретого массива на его прочность. Соотношения и, определяемого из зависимости (1), и разной интенсивности охлаждения приведены в табл.

Пример. 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 подавася в скважины 1, герметизированные затворами 2 с горелками 3, от компрессоров ДК-9М с производительностью 6,5 . 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 РРЗО-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 повьш1ением его периодически через 3 и 6 ч на 0,002 и 0,004 МПа в трех скважинах. За расчетную температуру Т на внешней границе 12 укрепляемых массивов грунта 9 была принята температура бООС, которая обеспечивает ликвидацию просадочных и пучинных свойств грунта.

Несущая способность укрепленных массивов грунта определялась статическими испытаниями стандартными штампами с гидравлическими домкратами ДГ-200 и ПГ-400 при стабилизаци осадки в 0,03tO,003 м.

Одновременно на площадке испытан для сравнения и массив грунта, укрепленный известным способом. Данные сравнительного анализа пр1Язедены в табл. 2.

Согласно табл. 2 предлагаемый способ позволяет повысить эффективность термического укрепления масси311882414

BOB грунта по трудоемкости в 2,52- процесса на единицу несущей способ3,82 раза, по энергоемкости в 2,16- ности укрепленного массива грунта 2,92 раза и по удельной длительности в 2,45-4,29 pag.

Таблица 1

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