Способ улучшения свойств грунта Советский патент 1988 года по МПК E02D3/11 

00

С35 4 О5 СП vj

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на заторфо- ванньпс в виде линз грунтах, в частности к улучшению их свойств путем термического воздействия на линзы затор- фованного грунта.

Цель изобретения - повышение производительности и снижение энергозатрат при улучшении свойств заторфо- ванного в виде линз грунта.

На чертеже приведена схема реализации предлагаемого способа.

На участке работ основную скважину 1 бурят до верха 2 линзы 3 из затор- фованного грунта, а вспомогательные сквс1жины 4 На всю глубину заложения линзы 3 до ее подошвы 5 по внешнему контуру 6 и герметизируют затворами 7 на уровне верха 2 линзы 3. Затворы 7 оборудуют трубопроводами 8, соединенными с генератором 9 горячих газов . Затем в основную скважину 1 нагнетают от генератора 9 горячие газы и нагревают заторфованный грунт в линзе 3 до 80 - 90°С, После этого через основную 1 и вспомогательные 4 скважины в заторфованный грунт в линзе 3 нагнетают сжатый воздух, пока давление в линзе 3 достигнет 0,5 - 0,6 МПа, и постепенно открывая затвор 7 на вспомогательных скважинах 4 вентилем 10, выпускаю т из линзы 3 смесь сжатого воздуха и нагретой влаги. Затем в основную скважину 1 подают от генератора 9 горячие газы температурой 300 - 400°С и нагревают заторфованный грунт в линзе 3 пока содержащиеся в грунте включения торфа полностью не сгорят, Контроль за температурой нагрева грунта в линзе 3 осуществляют системой термопар 11 с самопишущими приборами 12,

Такая технология выполнения способа обеспечивает повьш1ение стабильности физико-механических показателей и других свойств массива грунта, например глинистого, при нахождении в нем от 5 до 25 % включений торфа, который практически воспламеняется при 150 - 200°С, имеет пористость 60 -70 % при влажности 0,6 - 0,8,

Применение продувки грунта после его нагревания до 80 - 90°С исключает испарение влаги и затраты тепла на этот процесс и позволяет насытить грунт кислородом для интенсификации процесса .горения торфа при низких температурах I порядка 150 200 С

практически без дополнительной затраты тепла,

Вспомогательные скважины 4 перед вторым этапом нагревания необходимо разгерметизировать, что позволяет создать естественную тягу и ускорить сгорание растительных остатков, При этом вьоделяющуюся тепловую энергию можно утилизировать.

Пример, На строительной площадке проводят термическое укрепление 3ато.рфованного грунта в линзе из глинистого грунта, залегающей на

f глубине 4 - 6 м в активной зоне напряжений от фундамента возводимого здания,Влажность грунта в линзе 0,32,. а степень влажности 0,68, содержание растительных остатков 24 %, объем

0 линзы 260 м , размеры в плане lOv 3 м, .

Скважины (основная 1 и вспомогательные 4) пробуривают установкой УГБ-50 диаметром 0,2 м на глубину

5 соответственно верха 2 линзы 3 и ее подошвы 6, Вспомогательные скважины размещают по внешнему контуру 6 линзы 3 через 4,3 -5м друг от друга, а основную скважину 1 - в центре линзы

0 3, Затворы 7 устанавливают соответственно для основной 1 и вспомогательных 4 скважин на уровне верха 2 линзы 3, а трубопроводы 8 подсоединяют к генератору 9, После нагревания ,

5 грунта в линзе 3 до 85°С подачу горячих, газов температурой 350°С прекращают и нагнетают от компрессора генератора 9 сжатый воздух через основную 1 и вспомогательные 4 скважи0 ны пока в линзе 3 давление достигает 0,55 МПа, Затем постепенно открывая вентили 10 на трубопроводах 8 затворов 7 вспомогательных скважин 4, выпускают из линзы смесь сжатого

5 воздуха и нагретой воды в емкости . (не показана) . После этого в скважину 1 подают вновь горячие газы от генератора; 9 температурой и нагревают грунт в линзе 3 до полного сгорания в нем рас0 тительньпс остатков, что контролируют показаниями термопар 11 и самопишущими приборами на 24 точки. Согласно проекту предусматривают два варианта , улучшения грунта: за55 мена линзы песком; укрепление всей линзы обжигом по известной технологии. Сравнительный анализ проектных и предлагаемого способов представлены в таблице.

Длительность процесса,.

Общая стоимость работ,

Удельная стоимость работ на 1 м заторфован- ного в линзе грунта,

74 3970

15,27

82 1436

5,52

Изобретение относится к области строительства зданий и сооружений на заторфованных в виде линз грунтах, в частности к улучшению их свойств путем термического воздействия на линзы заторфованного грунта, Изобретение направлено на повышение производительности и снижение энергозатрат при улучшении свойств заторфованного в виде линз грунта. Это достигается тем, что основная скважина бурится до верха средней части линзы заторфованного грунта, а вспомогательные скважины - на всю глубину линзы по ее внешнему контуру. Скважины герметизируются на уровне верха линзы. Грунт в объеме линзы продувается сжа- TJbiM воздухом после первого нагнетания в него горячих газов. При первом нагнетании горячих газов грунт в линзе нагревается до 80-90°С, а при вто- § ром - до сгорания в грунте торфа. 1 табл., 1 ил. S сл

Удельный расход тепла на 1 м YKpenjjeHHoro в линзе грунта.

МДж/м 118,4

)Совокупные затраты тепла на разработку и засыпку котлована, вы- торфовку, добычу и транспортировку песка.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает возможность улучшения свойств грунта при сокращении расхода тепловой энергии в 4,19 - 4,79 раза, длительности процесса в .1,23 - 1,37 раза и стоимо сти в 1,98 - 5,47 раз.

Формула из обре

тения

Способ улучшения свойств грунта, 35 включающий бурение основной и вспомогательных скважин, их герметизацию, продувку грунта сжатым воздухом, генерирование горячих газов, нагнетание их в грунт через основную скважину в 40 два этапа, о тлич ающий ся тем, что, с целью повышения произво568, 497,0

дительности и снижения энергозатрат при улучшении свойств заторфованного в виде линз грунта, бурение основной скважины ведут до верха средней части линзы заторфованного грунта, а вспомогательных скважин - на всю глубину линзы по ее внешнему контуру, герметизирование скважин производят на уровне верха линзы, продувку грунта сжатым воздухом осуществляют в объеме линзы после первого этапа нагнетания горячих газов, причем нагнетание последних ведут до нагревания заторфованного грунта в линзе до 80 - 90°С, а на втором - до сгорания в грунте торфа.