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

1

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабых глинистых и лессовых грунтах с укреплением их термическим воздействиемо

Цель изобретения снижение энер гозатрат.

На фиг. 1 . изображены скважины,, шпуры и укрепляемый массив грунта со схемой размещения основного оборудования, разрез; на фиг.2 - эпюра изме- Hei-шя влажности грунта при его ваку- умировании из вспомогательных сква- .жин.

Способ термического укрепления грунта в массиве осуществляют следующим образом.

Вначале образуют основн то 1 и вспомогательные 2 скважины, а также шпуры 3, равномерно размещаемые по внешнему контуру 4 укрепляемого массива 5 грунта. Затем уплотняют стенки 6 вспомогательных скважин 2 и, их донья известными приспособлениями и герметизируют.устья скважин 1 и 2 затворами 7. В скважине 1 монтирует- -ся форсунка 8, соединенная с емкостью 9 для топлива и компрессором 10, и патрубок 11 для визуального наблюдения за процессами в скважине 1, На затворах 7 всп:омогательных скважин 2 монтирзтотся вакуум-насосы 12, после этого последние включаются и влага от стенок 13 основной скважины 1 отсасывается к стенкам 6 вспомогательных скважин 2., в результате чего .влажность грунта в стенках 13 основной скважины 1 уменьшается до величи- нь1, определяемой зависимостью (Os а эпюра 14 влажности принимает вид 15

G 1 ,5 G

0,5.

В основной сквшкине сжигается горю-- чая cMqpb, пока расчетная температура, например 350 - 400°С для ликвидации просадочньпс свойств грунта, не достигнет Бшешнего контура 4 укрепляемого массива 5 грунта, что фиксируется системой термопар 16р размещаемых в шпурах 3 и соединенных с записывающими приборами 17. Регулирование процесса осуществляют вентилями 18, а давление контролируют манометрами 19. Процесс несколько интенсифицируется при нагнетании в основную скважину сжатого воздуха в период вакуумирования вспомогательных сква- .жин.

502522

При гидроизоляции вспомогательных скважин 2 вода скапливается.вокруг них и грунт 1 :асыщается до степени влажности, близкой к полному влаго- насыщениЮо Целесообразно воду не удалять из массива, так как при ее откачивании нарушается устойчивость грунта в стенках вспомогательных , )() скважин 2, а после термической обра- ботки грунта массив вновь адсорбирует влагу из окружающего массива и . такая миграция влдги нарушает структуру грунта и снижает его несущ ло 15 способность.

При вакуумировании вспомогатель - ных скважин 2 с изоляцией их стенок степень влажности грунта в стенках основной скважины 1 через 8 - 10 ч 2Q становится близкой к границе раскатывания, т.е грунт практически осушается от свободной и. большей . части физически связанной влаги.

Шпуры 3 по внешнему контуру укреп- 25 ляемого массива грунта обеспечивают поступление атмосферного воздуха при вакуумировании вспомогательных скважин 2, а их равномерное размещение исключает асимметрию миграции влаги 3Q и распределение ее в укрепляемом массиве грунта. Такое размещение шпуров по внешнему контуру укрепляемого массива грунта сокращает затраты тепла на испарение влаги, а более глубокие 2 вспомогательные скважины 2 улучшают водоотвод.

Пример, Осуществляют термическое укрепление трех массивов ле с- совидного суглинка мощностью 8 м, 40 степень влажности С„ 0,5, По опыту К 1/3. Согласно (1) G 0,25. Толщина стены укрепляемого грунта 1,8 м . по контуру температуры 400°С. Для образования скважин используют установки на базе Э-1254 и ЛБУ - 50. Ком-,-., прессоры стационарные марки 600-К, вакуум-насосы РМК-4, термопары TXA-5 ffl с самопишущими приборами ЭПП-9М2, ма-- нометры пружинные. Топливо-соляровое р масло теплотой горения 42 МДж/кг . . Опыт1-Ш1е данные приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемь Й спо- соб позволяет Сократить расход тепла на 24,0 - 30,0% и длительность процесса в 1,15 - 1,20 раза.

45

55

Формула изобретения

Способ термического укрепления грзшта в массиве, включающий образование основной и расположенных на равном расстоянии от нее вспомогательных скважин в виде прорезей прямоугольного сечения с параллельными продольными осями сечений, -гидроизо- лирование вспомогательных скважин, их вакуумирование, генерирование в основной скважине горячих газов и введение их в грунт, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью снижения энергозатрат, в период образова- ния скважин осуществляют бурение равномерно расположенных по внешнему контуру укрепляемого массива верти- кальных шпуров, гидроизолирование

Расход тепла, МДж/м 4760

Длительность процесса, ч37

Массив 2 вакуумируют с одновременным нагнетанием сжатого воздуха через основную скважину.

Q 5

350252

вспомогательных скважин производят по всей поверхности их стенок и доньев, вакуумирование вспомогательных скважин ведут в течение периода снижения степени влажности грунта в стенках основной скважины до величины, определяемой из зависимости

G 1,5 G, - 0,5,

где G - степень влажности до начала термического укрепления, причем вспомогательные скважины образуют глубиной, превьппающей глубину основной скважины.

3600

3720

32

30

77

(риг.1

ЕЬ

fff

fpuz.Z

Изобретение относится к области строительства зданий и сооружений на слабых глинистых и лессовых грунтах с укреплением их термическим воздействием и направлено на снижение энергозатрат. Это достигается бурением равномерно расположенных по внешнему контуру укрепляемого массива верти- . кальньгх шпуров, Вспомогательные скважины гидроизолирутотся по всей поверхности их стенок и доньев. Их вакууми- руют в течение периода снижения влажности грунта в стенках основной скважины до определенной величины. Вспомогательные скважины образуют глубиной, превьппающей глубину основной скважины. Приводится математическая зависимость дпя определения степени влажности грунта в стенках основной скважины. Обеспечивается снижение на 24 - 30% расхода энергии и сокращение продолжительности процесса в 1,15 - 1,2 раза. 1 табл., 2 ил. § (Л о: ел о ГС СП to