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

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на связных грунтах с образованием в них подпорных стен термическим воздействием.

Цель изобретения - повьшение эффективности .

На фиг. 1 изображены скважины и укрепляемый грунт, разрез; на фиг.2- расположение свай, план.

Способ осуществляют следующим образом.

Вначале образуют скважины 1 глубиной, определяемой из зависимости (О, герметизируют скважины 1 перво- го ряда 2 затвором 3 на уровне 4 поверхности укрепляемого, грунта 5 в стене 6, а скважины 1 последующих рядов - на уровне 7 высоты Н(|,, вертикального откоса грунта без крепления

+НЛ1+Ч-К),

(1)

где Нд - заглубление скважин последнего ряда ниже линии.скольжения призмы обрушения грунта, м;

tit - допустимая высота вертикального откоса грунта без кре- п тения, м;

Ч - число рядов скважин; К - порядковый номер ряда скважин.

Перед герметизацией скважин 1 первого ряда 2 стенки 8 скважин 1 уплот25

30

Пример. На строительной площадке производилось термическое укрепление грунта в виде двух подпорных стен длиной по 20 м. Высота стен 8 м, грунт суглинок, сцепление С 2 т/м, объемная масса 1,5 т/м . Число рядов . Заглубление скважин последнего ряда в грунт ниже линии скольжения призмы обрушения грун та ,5 м. Расчет технологических параметров: Н 2,5 м. Заглубление скважин первого ряда -7м, второго - 5,5 м и третьего -4м. Расстояние между скважинами Н 1,17 D 2,34 м..Расстояние между термогрунтовыми цилиндрами ,34 м.

Скважины были пробурены установками ЛБУ-50, загерметизированы затворами с форсунками конструкции МИСИ им. В.В.Куйбышева. Сжигалось соляровое масло теплотой горения 42 МДж/кг Стенки скважин первого ряда уплотнялись мелкогранулированным корундом (АО ) плотностью 3900 кг/м с длительной температурой выдерживания около 2000° С на глубину . 2-3 см, а

няют посредством известных приспособ- затем покрывались графитом марки ПГ- лений термостойким корундом 9 с дли- .0 с интегральной степенью черноты тельной термостойкостью более 2000°С b,9iO,02 известными приспособлени- и покрывают их графитом, например мар- ями. Расчетная температура по внеш- ки ПГ-50, имеющего степень черноты

нему контуру термогрунтовых цилинд 0 ров принималась равной З50 с, что фиксировалось системой термопар ТХА- УШ с самопишущими приборами ЭПП-9М. В конце процесса в скважинах первого ряда температура сжигания горючих

0,9i-0,02.

На затворах 3 устанавливают форсунки 10, соединенные с источниками горючих смесей (не показаны).Затем подают в скважины 1 горючие смеси, сжигают их под давлением и вводят в грунт 5 с образованием термоукре- пленных цилиндров 11 диаметром D до температуры на внешнем контуре 12, достаточной для необратимой ликвидации просадочных свойств грунта 5, например 350-400°С, а в скважинах 1 первого ряда 2 в конце процесса температуру горения горючих смесей увеличивают до 1800-2000 С ,и, постепен- 55 вскрытия нагружной ее поверхноско поднимая факел горения 13, загшав- ляют скважины 1 местным грунтом 14 до отметки 15, при этом расстояние между скважинами принимают равти составила 6,5 м. Длительность процесса соответственно 18 и 21 ч. Удельный расход тепла на 1 м укрепленного массива 1740 и 1590 МДж/м .

0

5

0

ным 1,17 D. Температуру нагревания грунта определяют системой термопар 16, соединенных с записываклцими приборами 17. Ход процесса контролируют также с помощью оптических пирометров через патрубки 18, размещенные на затворах 3.

Пример. На строительной площадке производилось термическое укрепление грунта в виде двух подпорных стен длиной по 20 м. Высота стен 8 м, грунт суглинок, сцепление С 2 т/м, объемная масса 1,5 т/м . Число рядов . Заглубление скважин последнего ряда в грунт ниже линии скольжения призмы обрушения грунта ,5 м. Расчет технологических параметров: Н 2,5 м. Заглубление скважин первого ряда -7м, второго - 5,5 м и третьего -4м. Расстояние между скважинами Н 1,17 D 2,34 м..Расстояние между термогрунтовыми цилиндрами ,34 м.

Скважины были пробурены установками ЛБУ-50, загерметизированы затворами с форсунками конструкции МИСИ им. В.В.Куйбышева. Сжигалось соляровое масло теплотой горения 42 МДж/кг. Стенки скважин первого ряда уплотнялись мелкогранулированным корундом (АО ) плотностью 3900 кг/м с длительной температурой выдерживания около 2000° С на глубину . 2-3 см, а

затем покрывались графитом марки ПГ- .0 с интегральной степенью черноты b,9iO,02 известными приспособлени- ями. Расчетная температура по внеш-

нему контуру термогрунтовых цилинд 0 ров принималась равной З50 с, что фиксировалось системой термопар ТХА- УШ с самопишущими приборами ЭПП-9М. В конце процесса в скважинах первого ряда температура сжигания горючих

45 смесей поднималась до 1900 С и стволы заплавлялись смесью местного грунта с добавкой 10% по массе селикаге- ля. Давление в скважинах поддерживалось 0,08-0,12 МПа от компрессорн гх

50 установок 600-К, производительностью 36 м /мин. Общий объем укрепленного грунта в стенках составил 1280 и 1310 м, в том числе термообработан- ного 590 и 610 м. Высота стенки поти составила 6,5 м. Длительность процесса соответственно 18 и 21 ч. Удельный расход тепла на 1 м укрепленного массива 1740 и 1590 МДж/м .

в таблице приведены показатели, характеризующие известный и предлагаемый способы.

Таким образом, использование преД- лагаемого способа (по сравнению с известным) позволяет увеличить высоту термогрунтовых подпорных стен более чем в два раза, сзкономить расход тепла в 2,73-2,89 раз и ускорить процесс в 1,29-1,5 раза.

Формула изобретения

Способ термического укрепления грунта откоса, включающий бурение рядов скважин, их герметизацию, уплотнение стенок скважин, генерирование в скважинах потока горячих газов с увеличением их температуры в конце процесса до 1800-2000°С,. нагнетание горячих газов в грунт с образованием в нем термоукрепленных цилиндров, отличающийся

тем, что,с целью повьшения эффектив- 25 откоса грунта без крепления.

Высота подпорной стеным

м

3,2 6,5 6,5 64 120 130

ч

МДж/м 21574,1 7910,4 7457,87 27 18 21

Объем укрепленного до грунта на 1 м

63

ности, бурение скважин ведут в плане в шахматном порядке, уплотнение стенок скважин осуществляют введением в грунт термостойкого корунда, после чего производят покрытие стенок скважин графитом, причем бурение скважин в рядах ведут на различную глубину, определяемую из зависимости

10

,+Н.(1+Ч-К),

С 3

где Н

г

5

0

- заглубление скважин последнего ряда ниже линии скольжения призмы обрушения грунта, м;

Н - допустимая высота вертикального откоса грунта без крепления, м;

Ч - число рядов скважин; К - порядковый номер ряда скважин,

а герметизирование скважин второго и последующих рядов производят на уровне допустимой высоты вертикального

3,2 6,5 6,5 64 120 130

9,38 4,54 4,69

Составитель А.Прямков Редактор А.Ренин Техред Л.Олийнык

Заказ 4894/31 Тираж 606Подписное

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

фие2

Корректор М.,Демчик

Изобретение относится к области строительства зданий -и .сооружений на связных грунтах с образованием в них подпорных стен термичесКИМ воздействием и направлено на по- вьпиение эффективности. Это достигается тем, что скважины размещают в плане в шахматном порядке. Стенки скважин уплотняются введением в них термостойкого корунда, а затем покрываются графитом. Скважины в рядах бурят на различную глубину. Герметизирование второго и последующих рядов скважин производят на уровне допустимой высоты вертикального откоса грунта без крепления. Приводится математическая зависимость для определения глубины скважин в рядах. Обеспечивается возможность увеличения высоты стены вдвое и снижение расхода тепла в 2,5 раза. 2 ил. 1 табл. (Л fbprctjue снеси yqijr/o-WT 10 Тор о /ие смк-а /fUffU CffOJnt fffftaf f/yffrrra .о 4: .4 00 05 OO