Способ термического укрепления просадочного грунта Советский патент 1985 года по МПК E02D3/11 E02D7/00 

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабых просадочных грунтах II типа, в частности к их укреплению термическим воздействием, преимущественно в виде опор.

Цель изобретения - повышение эффективности.

На чертеже изображены разрез скважины и укрепляемого грунта в виде опоры и схема размещения основного оборудования и средств контроля.

Технология способа заключается в .следунщем.

Вначале бурят скважину 1, образуют уширение 2 ее низа и к нему симметрично и параллельно скважине 1 проходят шпуры 3. Уширение 2 заполняют пористым термостойким материалом 4, например кварцевым песком, герметизируют скважину 1 затвором 5 с горелкой 6, подключенной к системе 7 подачи топлива и вентилятору 8, а шпуры 3 снабжают отводами 9, соединенными с вентилятором 8 и насосом 10.

Затем в скважину 1 через горелку 6 подают горючие смеси, разжигают

факел-11 и постепенно, поднимая; его снизу скважины 1 вверх, .оплавляют стенки 12 скважины. После этого скважину 1 разгерметизируют, демонтируя затвор 5, а ее ствол забивают смесью 13 грунта с топливом, применяя твердое топливо или низшие фракции продуктов перегонки нефти. При этом смесь 13 грунта с топливом насыпают выше проектного горизонта .14 укрепляемого грунта с учетом уплотнения при обжиге. Далее в уширение 2 через шпуры 3 и от вентилятора 8 в скважину 1 через термостойкий материал 4 нагнетают окислитель-сжатый воздух, который интенсифицирует процесс горения толлива в смеси 13, восш1йме няющегося от расплавленных стенок 12 скважины 1.

После обжига грунта в смеси 13 до горизонта 14 подачу сжатого воздуха в шпуры 3 прекращают и нагйет ют в уширение 2 через шпуры 3 насосом 10 твердекицкй материал, например раство на расширянщемся цементе. Когда уширение 2 заполнено твердеклцим материалом, начинают подачу через шпуры охладителя, например, холодной воды, которая, проходя вокруг стенок 12 скважин 1, охлаждает их.

Для повьш1е-ния прочности уширение 2 заглубляют в непросадочные горизонты 15. При необходимости устойчивость стенок шпуров 3 обеспечивают удлинением трубчатых отводов 9 на необходимую глубину.

В качестве нагревателя при оплавлении стенок 12 скважин 1 могут применяться электрические нагреватели с погружением в скважину 1 элек-. тродов, соединенных с внешней электросетью.

Такое выполнение способа исключает сжигание топлива при открытой скважине 1, что снижает непроизводительные потери тепла в атмосферу и через стенки 12 скважины 1 в грунт, и образование вокруг них слоя толщиной 20-30 см из обожженного грунта, прочно связанного силами трения и сцепления с окружающим грунтом, что является одной из причин развития отрицательного трения по боковой поверхности опоры при замачивании лросадочных, особенно II типа, грунтов.

Создание по предлагаемому способу укрепления грунта в виде опоры, прорезающей всю просадочную толщу,.имеет минимальное сцепление с неупрочненным грунтом, требующие на их создание минимального расхода топливноэнергетических ресурсов и времени.

Пример. На участке строительства производят термическое укрепление просадочного грунта в виде.опоры. Грунт - лессовый II, типа, по просадочности залегает на глубину 1.4 м, подстилаемый мощным слоем глины. Скважины для трех опор пройдены установкой ЛБУ-50 диаметром 0,2 м, а уширения вьтолняют приставкой к ЛБУ50 диаметром 0,8 м. Уширения затем заполняют через скважины кварцевым песком после образования параллельно скважинам шпуров по три вокруг каждой скважины, которые после этого загерметизируют затворами винто.вого типа с горелкой для жидкого топлива соединенных с емкостью для топлива и калорифером с вентилятором типа УСВ-300 с максимальной температурой нагревания воздуха 250-300 С производительностью до 4500 . Шпуры обо;рудуют отводами с удлинителями на всю высоту и подсоединяют к УСВ300 и растворонасосу плунжерного типа. Сжигается топливо с теплотой горения 20 МДж/кг, для заполнения

уширения используется расширяющийся цемент ВРЦ с линейным уширением при водном твердении 1,12%, Используется соляровое масло с теплотой горения 42 МДж/кг. Факел погружают на уровень верха уширения и постепенно поднимают вверх скважины, нагревая ее стенки до температуры 1200-г1300 С вплоть до горизонта.

Одновременно укрепляют грунт известным способом. Результаты и сравнительный анализ приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемыми способ сокращает время на 22-46%, расход топлива на 9-11%и сжатого воздуха на 21-48%. При этом расчетная себестоимость уменьшается на 19-21,8%.

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛ НИЯ ПРОСАДОЧНОГО ГРУНТА преимущест венно в виде опоры, включающий бур ние скважины, нагрев ее стенок, вв дение в скважину смеси грунта с топливом, подачу окислителя и сжигание топлива, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, перед нагревом стенок . скважины осуществляют уширение ее низа, образование примыкающих к уширению параллельно расположенных . скважине шпуров и заполнение уширения пористым термостойким материалом, а после сжигания топлива последовательно ведут заполнение уширения твердеющим материалом и охлаждение стенок скважины, причем нагрев последних производят до их оплавления, а подачу окислителя ведут через термостойкий материал.

Продолжительность, ч

Расход тепла,

МДж/мЗ Расход сжатого воздуха,

Трудоемкость

на 1 м,

ч«дн.

Фондоемкость

работ, руб.

Стоимость 1 м

опоры, руб.

21

28

19

3720

3640 4200

35

31

46

10,5 .10

13,07

64,3265,12 83,26