Способ уплотнения массива грунта и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК E02D3/10 

Изобретение относится к строителству и может быть использовано при уплотнении и уменьшении сжимаемости массивов просадочных, а также рыхлы грунтов.

Цель изобретения - повышение эффективности уплотнения.

На фиг, 1 показана схема осуществления способа; на фиг. 2 - узел

1на .фиг. 1 .

Способ осуществляют следующим образом,.

В массиве грунта 1 бурят скважины

2н устанавливают в них перфорированные трубы 3. В каждую трубу 3 поочередно заливают воду и погружают до тп Гжпей границы уплотняемого массива излучатель 4 низкочастотных акустических колебаний. После погружения излучателя : перекрывают над ним

,трубу 3, изолируя зону размещения излучателя и начинают возбуждение колебаний; которые через воду и перфорацию трубы 3 передаются в грунте вый массив, разрушая его структурные связи и уплотняя его в зоне раз- нещелия излучателя , 4. После заданного време)ш обработки зоны снимают ее изоляцию, перемещают излучатель 4 вверх по трубе 3, изолируют сверху следующ по зону и в едут воздействие на грунт колебаниями. Колебания осу- цествляют частотой 4-200 Гц при амплитуде колебательного ускорения в диапазоне 2-20 величин ускорения СБободиого падения. Оптимальные величины частоты и амплитуды колебательного ускорения выбирают в этих пределах экспериментально в конкрет- ных грунтовых условиях строитель- лой площадки.

Устройство для уплотнения массива грунта содержит перфорированную обсадную трубу 3 и перемещаемый внутри нее излучатель 4. Перфорация трубы 3 выполнена в виде вертикальных щелевых отверстий 5, расположенных поясами в шахматном порядке. Излучатель 4 имеет корпус, состоящий из цилиндрической упругой резинокорд- ной мембраны .6, крышки 7 и днища 8. Внутри корпуса соосно с мембраной 6 размещены цилиндрические полые статор 9 и ротор 10 с совмещенными боко выми отверстиями 11, Внутри ротора 10 на днище 8 закреплен привод 12

0

вращения ротора 10, например электродвигатель. На крышке 7 закреплено приспособление 13 для герметизации скважины, выполненное в виде упругой надувной тороидальной камеры, а также сбросной клапан 14. Полости ротора 10 и камеры 13 сообщаются посредством трубопровода 15 с источником 16 сжатого воздуха, размещенным на дневной поверхности.

Устройство работает следующим образом.

В установленную в скважине 2 за- 5 полненную водой трубу 3 опускают до ее низа излучатель 4 и подают в него по трубопроводу 15 сжатый воздух. Происходит надувание камеры 13 с изоляцией трубы 3 над излучателем 4. 0 При достижении предельного давления . сжатого воздуха открывается сбросной клапан 14, закрывающийся при заданном минимальном давлении и вновь открывающийся при повышении давления. Вклю- 5 чают привод 12 и приводят во вращение ротор 10. этом происходит возбуждение колебаний мембраны 6, передающихся по воде через перфорацию трубы 3 в грунт, вызывая разру- 0 шение его структуры и уплотнение. После заданного времени воздействия колебаниями подачу сжатого воздуха прекращают, происходит сжатие упругой камеры 13. Излучатель 4 поднимают на следующую зопу, проводят по ней аналогичный цикл операций и осуществляют эти циклы до выхода излучателя из трубы 3 или в заданном интервале глубины.

Генерирование излучателем 4 акустических колебаний заключается в следующем. В полость вращающегося ротора 10 постоянно подают сжатый воздух, который при совмещении отверстий 11 в статоре 9 и роторе 1-0 поступает в полость мембраны 6, приводя ее к вздутию. Давление в полрстях мембраны 6 и ротора 10 уравнялись, затем отверстия 11 расходятся, давление в полости ротора 10 возрастает до срабатывания клапана 14, при открывании которого давление в полости ротора 10 падает ниже давления в полости мембраны 6. При следующем совмещении отверстий 11 воздух из полости мембраны 6 устремляется в полость ротора 10, происходит перемещение мембраны 6 в сторону статора 9. Такие колебания мембраны 6 происходят несинхронно с

5

0

5

0

5

вращением ротора 10 и работой клапана 14, частота колебаний может изменяться на 10-20%, сохраняя среднюю заданную величину.

Регулирование частоты колебаний и амплитуды колебательного ускорения осуществляют-за счет изменения расхода сжатого воздуха и скорости вра- щения ротора 10.

Благодаря воздействию на грунт низкочастотными акустическими колебаниями и проведению воздействий по всей глубине массива достигается повьшб ние эффективности уплотнения грунта.

Формула изобретения

1 . Способ уплотнения массива грунта, включающий образование скважин, подачу в-них воды и воздействие чере скважины на грунт колебаниями, о т- личающийся тем, что, с целью повышения эффективности уплотнения, воздействие на грунт колебаниями ведут снизу вверх по зонам с остановками, причем каждую зону пере

началом воздействия колебаниями изолируют сверху, а колебания осуществлют частотой А-200 Гц при амплитуде колебательного ускорения, превьшаю- щей ускорение свободного падения в 2-20 раз.

2.Устройство для уплотнения массива грунта, содержащее перфорированную обсадную трубу и перемещаемый внутри нее излучатель колебаний, отличающееся тем, что,

с целью повышения эффективности уплонения, оно снабжено установленным в верхней части излучателя приспособлением для герметизации скважины, а излучатель имеет цилиндрический корпус с боковой поверхностью из упругой резинокордной мембраны,разме-- щенные внутри него соосно с мембраной цилиндрические статор и ротор с совмещенными боковыми отверстиями, привод ротора и установленный на крышке, корпуса сбросной клапан.

3,Устройство по п. 2, отличающееся тем, что приспособление для герметизации скважины выполнено в виде упругой тороИдаль ной камеры, сообщающейся с полостью излучателя.

Изобретение относится к строительству, в частности к уплотнению просадочных или рыхлых грунтов, и направлено на повышение эффективности уплотнения. Достигается это тем, что грунт замачивают и воздействуют на него колебаниями частотой 4-200.Гц при амплитуде колебательного ускорения, равной 2-20 ускорениям свободного падения.Воздействие на грунт колебаниями ведут через скважины по всей, глубине уплотняемого мае сив а. Ус тройство содержит излучатель с цилиндрической ТЁ езииокорДНой мембраной, статором и ротором. Возбуждение колебаний происходит при подаче в излучатель сжатого воздуха. Повьшение эффективности уплотнения грунта достигается за счет воздействия на него низкочастотными акустическими колебаниями по всей глубине массива. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с (/; с оэ С55 СХЗ ОС ОС ел

/7/у7/ ///

9У,(7// 2 V

сриеЛ

12

фиг.2