Способ термической обработки грунта у столбчатой опоры Советский патент 1987 года по МПК E02D3/11 

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабых просадочных при замачивании грунтах, в частности к ликвидации непро- ектньк деформаций столбчатых опор путем снижения их трения о грунт при термическом воздействии,,

Цель изобретения - повьшение устойчивости опоры за счет обеспечения снижения трения просадочного грунта о ее поверхность.

На фиг. 1 изображены опора и разу- прочняемый грунт, основное оборудование и средства технического контроля процесса, продольньш разрез; на фиг. 2 опора и скважины, поперечньш разрез.

Способ осуществ11яют следующим образом.

Вначале вокруг опоры 1 образуют скважины 2 с двух сторон по три с каждой из них симметрично вплотную к опоре 1, на равных расстояниях друг от друга. Затем скважины 2 соединяют прорезью 3 lie три скважины вместе, герметизируют средние скважины 4 на уровне 5, размещаемом на расстоянии (О,2-0,25)Н - глубины укрепляемого грунта 6, залегающего до уровня 7. Генерацию нагретых газов осуществляют в нижней части 8 средних скважин 4 с помощью удлиненных форсунок 9, соединенных с топливными.баками 10 и компрессорами 11 через вентили 12. В устье скважин 4 форсунки 9 укрепляются диафрагмами 13. Попеременное сжигание топливных смесей в скважинах 4 и нагнетание через них сжатого воздуха ведут через период времени, определяемый зависимостью Н.г„

г

п-(н+н)

(1)

где Н - глубина просадочной толщи грунта, м;

Н,. - уровень герметизации нижней части скважины от ее дна, м; П - пористость грунта;

г, - радиус скважины, м.

Обработка продолжается пока на внешней границе 14 массива грунта 6, отстоящей от центра 15 опоры 1 на расстояние около диаметра опоры 1, силы трения и сцепления не уменьшатся на рассчетную величину, qTo определяется путем непосредственного отбора проб через шпуры (не показано). Копт- роль процесса осуществляется системой термопар 16 с приборами 17. Остальные скважины 2 герметизируются в устьях.

4752

Размещение скважин 2 вплотную к опоре 1 облегчает их бурение и снимает часть напряжений в контактной зоне опора - грунт. Образование групп по три скважины 2 с двух сторон обеспечивает устойчивость опоры 1 при бурении скважин 2„ При этом скважины 2 бурят со сторон, не занятых надопорными кон- Q струкциями. Если опора свободна со всех сторон, то скважины 2 и прорези 3 образуют равномерно по всему контуру опоры 1.

У опор 1, несущих большие нагруз5 ки, снижение сил трения при замачивании грунтов интенсифицируется после последнего нагнетания сжатого воздуха, нагнетанием в скважины 2 смазывающих растворов, не оказывающие корроQ дирующего влияния на арматуру опор, например воду с добавками отработанных масел.

Пример. На реконструируемом объекте здание возведено на буронабив5 ных опорах диаметром 1,2 м на глубину 20 м в просадочном 11-го типа лессовидном грунте, подстилаемом твердыми коренными породами. При подъеме уровня грунтовых вод началось замачиQ вание грунтов и развитие си.п трения, снижающих несущую способность опор 1 и рызывающих дополнительные непроектные их осадки.

Скважины 2 в количестве шести штук по три с каждой стороны опоры 1 были

ц

пробурены установкой УГБ-50 диаметром 0,1 м на всю глубину. Затем скважины 2 одновременно с двух сторон опоры 1 прорез.али прорезью 3 шириной 2 см изготовленным на площадке устройством из трех направляющих штоков, входящих в скважины и режущей диафрагмы между ними, а также диафрагм жесткости по высоте устройства. Средние скважины 4 были загерметизированы на уровне 5 в 5 м от дна сква- кин 2, а осталзьные в устьях. Сжигалось соляровое масло, которое нагнеталось через форсунки 9 в нижнюю часть средних скважин под давлением 0,1-0,2 МПа от Компрессоров 11 и там осуществлялась генерация нагретых газов в течение периода, определяемого соотношением (1). По опытам величина скорости фильтр)ации газов сое- тавила 0,08 м/с, длительность периода нагнетания газов бьша принята равной 1 ч при пористости грунта ,5. Силы трения и сцепления сравнялись

0

45

с характеристиками грунта непосредственно у опор 1, что проверялось отбором проб грунта и их испытанием в лаборатории стандартными методами.

Грунт обрабатывался вокруг трех опор 1, двух предлагаемым и одной известным способами.

Данные результатов работ приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемьй способ сокращает силы трения вокруг опор в 2,78-4,76 раз.

Формула изобретения

1, Способ термической обработки грунта у столбчатой опоры, включающий бурение скважин, их герметизацию, генерирование в нижней части скважин потока горячих газов и периодическое нагнетание в грунт горячих газов и сжатлго воздуха, отличающий- с я тем, что, с целью повьпвения устойчивости опоры за счет обеспечения снижения трения просадочного грунта о ее поверхность, бурение скважин ведут двумя противоположно расположенными группами вплотную к опоре по три в каждой группе на равных расстояниях

0,10 l 0,021 0,036

120 42 38

1+1 21+21 19+19

3860 2190 2430

Две заходки по 62 и 58 ч.

после чего производят соедикенне скважин в каждой группе прорезями, а нагнетание горячих газов в каждом периоде ведут в течение времени, определяемом из зависимости

. П(Н+Нг) где Н - глубина просадочной толщи

грунта, м;

Нр - уровень герметизации нижней части скважины от ее дна, м; П - пористость грунта; г - радиус скважины, м. 2..,Способ по п. 1, отличающийся тем, что ведут бурение дополнительньк скважин и образование дополнительных прорезей по контуру опоры.

3.Способ попп. 1 и2, отличающийся тем, что по окончании последнего нагнетания воздуха производят введение в скважины антифрикционного раствора, не корродирующего арматуру опоры и смазывакмцего ее поверхность.

4.Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве анти- фрикционного раствора применяют смесь воды с отработанными маслами.

///

Изобретение относится к строительству здании и сооружений на слабых просадочньк при замачивании грунтах, в частности к ликвидации непроектных деформаций столбчатых опор путем снижения их трения о грунт при термическом воздействии. Изобретение направлено на повьшение устойчивости опоры за счет снижения трения проса- дочного грунта о ее поверхность. Это достигается тем, что бурение скважин ведут двумя противоположно располо- женными группами - вплотную к опоре по три в каждой группе на равных расстояниях. Скважины в каждой группе соединяются прорезями. Нагнетание горячих газов чередуется с нагнетанием в грунт сжатого воздуха. Приводится математическая зависимость для определения продолжительности периода нагнетания газов. Скважины при свободном доступе к опоре бурятся равномерно вокруг последней. Для повышения с эффективности допускается пртшенение антифрикционного раствора, не корроди- рукщего арматуру опоры. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл. (Л со ее ip сд

IS

9

/«

4 -5

«йиг/

.-f

Редактор А.Ревин

Составитель А.Прямков

Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга

Заказ 4102/26 Тираж 606 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4