Способ термического укрепления грунта Советский патент 1987 года по МПК E02D3/11 

Изобретение относится к строительству и реконструкции зданий и сооружений на глинистых и лессовидных грунтах путем их TepMhwecKoi o укрепления под фунцаментами ;1даний и сооружений.

и,ель изобретения аовьпление эффективности.

На чертеже изображен разрез укрепленного массива грунту и фундамента и показано основное оборудование и средства контроля процесса

Технология способа заключаегся и следующем.

Вначале параллельно процольным crcip:j- нам фундамента 1 равномерно образуют скважины 2, заглубляя и.х ниже iio/ioiiiBbi 3 фундамента 1 на расстоянии Н-( и отступая от нродолы ых сторон 4 фундл- мсчп л 1 и.) р ис141янне „ iii CM скважия) 2 гермети жрукк на уровне i In от нодошвы фундамента загворами 5 с удлиненными ({ орсунка.ми 6, соединенными с емкостью 7 для топлина и компрессо()ной установкой 8. После УТ01-0 подают в скважины 2 горючие смеси и сжигают их при сохранении ностоян- ной температуры Т,- , поддерживая в укрепляемом грунте 9 градиент температур по времени с помощью термопар 10, соеди- HCHiihix с записываюи1И.ми приборами 11. пока температура Т (юлнс.го испарения и: грунта воды, равная око. ю 200°С, не дос1И1 - нет продольной оси 12 фундамента :

2-Т.К-а

л И-В- ()

Д

г де 1 температура нагревании грунта по пуюдольной оси фундамента, С: а --средняя скорость термического ук

ренлення г)унта, м /ч, Н -- г.чубина активной части скважины, м; В - расстояние между осями скважин по

11ирине фунда.мента, м; К показатель степени криной н-мперагуры в укрепляемом грунте.

Перед сжиганием в скважинах 2 горючих смесей иоду из укрепляемого массива грунта 9 удаляю вакуумнрованнем с по- мон1ью вакуум-насосов (iie показано) до влажности грунта на границе раскатывания,

Расстояние от подошвы фундамента 1 до ровня герметизация скналчин 2 определяют из зависммсх ти

(- - R-b t.n- i ,i .р

(2)

где Т-.оп - допустимая ri-.мпература нагревания материа.1;: (|i идамеи о по его lio.ioniBe, С..

Пример I. На строительной 1.:по1да-;ке осуществляют рс конструкцию оснований фундаментов на лессовых макропористых грунтах Природная Р. 1.1жность грунта 0,23. Поперечный размер фундамента 4 м.

:лубина заложения подошвы 3 м. Допускаемая температура длительного нагревания бетонного фундамента по условию сохранения обмазочной гидроизоляции Т.№п 50° С. Согласно расчету требуется увеличить несущую способность грунта в 2 раза на глубину от подошвы фундамента 5 м.

Технологические параметры следующие.

Глубина скважин равна 8 м, температуру нагревания грунта по продольной оси фундамента принимаю- - согласно результатам предварительных опытов равной Т 200° С.

Температура сжигания горючих смесей в скважинах при различных значениях К приведена в табл. 1.

Таблица 1

Т, , с 280

400

800

Толщина защитного слоя для максимального значения 2 4 по зависимости (2) (при выражении величины В чере.з Нп н размере радиуса скважины 0,1 м) равна 0,3 м. Герметизация скважин принимается на уровне 0,3 м от подощвы фундамента, т.е. на 4,7 м от дна скважины.

Расстояние между скважинами i;o ширине фундамента: по ося.м В 2хО, 1 f-2Х О, 3 + ,8 м, вдоль фундамента 2,4.

Градиенты температур по времени по (1) для различных значений К приведены в табл. 2.

Таблица 2

дТ,.,- ,0,59 а 1, 18.а 2,36 . а

С/ч

Значения средней скорости термического укреплении грунта (а) определяют для каждого конкретного случая опытным путем.

Пример 2. По условиям примера I производят укрепление грунтов с варьированием величины К. Грунт предварительно вакуу- мируют до влажности на границе раскатывания, равной 0,05.

Скважины вокруг фундаментов бурят установкой УГБ-50 диаметром 0,2 м на глубину от поверхности, равную 8 м, на расстоянии по осям поперек фундамент(в 4,8 м и вдоль ни.х на 2,4 м. Герметизацию скважин

вьиюлннют на 0,3 м от подошвы 3. Опытами устанавливают, что скорость термоупрочнения грунта а 3,2 (по фронту Т-200°С после обезвоживания грунта). Сжигают жидкое топливо с теплотой горения 42 МДж/кг через удлиненные форсунки, сжатый воздух генерируют установками с производительностью до 12-15 м /мин.

ILiMT-.-ni,iiocTb прсцесса, ч

Температура сжигания горючих смесей,

°С

Удельный расход тепла,

: №/M J

Нагревание до Т 600 С обеспечивает заданную прочность.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить расход тепловой энергии в 1,26-1,49 раз, длительность процесса в 1,06 - 4,31 раза.

Формула изобретении

Способ термического укрепления грунта, преимущественно под фундаментом здания и сооружений, включающий образование скважин, их геметизацию, вакуумиро- вание укрепляемого грунта через скважины с удалением из него воды, генерирование в скважинах горючих газов и нагревание грунта нагнетанием в него горячих газов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, образование скважин ведут равномерно вдоль продольных сторон фундамента, гемертиз ацию скважин осуществляют ниже подошвы фундамента на расстоянии от него, определяемом из зависимости

Температуру грунта контролируют термопарами и приборами типа ЭПП-9М. Процесс продолжается до момента нагревания грунта по продольной оси фундамента до 200°С. Одновременно аналогичные работы производят по известному способу.

Сравнительный анализ опытов приведен в табл. 3.

Таблица 3

106

53

26

280

400

800

2510

2730

2980

3750

о --i-i;,

2

а нагревание грунта нелут при градиенте те.мпературы по времени, определяемом по

5 зависимости

Т,-.

2Т-Ки

л-Я-й

где Глом - допустимая температура нагревания материала фундамента по его подошве, °С;

0Т - температура нагревания rpyhta

по продольной оси фундамента, С, Г ,

а - средняя скорость термического укрепления грунта, м /ч;

Н-глубина активной 4actH скмажи- ны, м;

В - расстояние между осями скважин поперек фундамента, м;

К - показатель степени кривой температуры в укрепляемом грунте: Q ( - температура генерирования горячих газов, °С

5

Изобретение относится к реконструкции зданий и сооружений на глинистых и лессовидных грунтах путем их термического укрепления под фундаментами зданий и сооружений. Изобретение направлено на повышение эффективности. Это достигается тем, что образование скважин ведут равномерно вдоль продольных сторон фундамента. Герметизация скважин осуществляется ниже подошвы фундамента на расстоянии от него, определяемом по предлагаемой математиче- ской зависимости. Предлагается также зависимость для определения градиента температуры по времени. 1 ил., 3 табл. со ND СП