Способ термического укрепления грунта в массиве Советский патент 1988 года по МПК E02D3/11 

Изобретение относится к строительству на просадочных грунтах с укреплением их термическим воздействием преимущественно в регионах с сухим и жарким климатом.

Цель изобретения - обеспечение работ в регионах с жарким и сухим климатом и снижение энергозатрат.

На чертеже изображены разрез укрепляемого- грунта в массиве, скважин и схема основного технологического оборудования и средств технического контроля процесса.

Способ осуществляют следующим образом.

Вначале образуют основную 1 и равномерно расположенные вокруг нее вспомогательные скважины 2, а по внешнему контуру - шпуры 3, герметизируют скважины 1 и 2 затворами 4 с комбинированными патрубками 5, соединенными с вакуум-насосом 6, увлажнителем 7 воздуха и генератором 8 горя10

15

20

го климата достигнет до 60-70°С, то подогревать его при сжатии необходимо только на 30-40 С, при этом абсолютное содержание влаги составляет 50-100 г/м , которая вьщеляется при входе в грунт, температура которого ниже 0,5-0.7 м от поверхности составляет 10-12 С.

Нагревание сжатого воздуха до температуры начала испарения влаги исключает затраты тепла на ее парообразование вне грунта. Увлажнение грунта на внешнем контуре до степени влажности более 0,8 обеспечивает свободную миграцию влаги по порам грунта, что ускоряют процесс замачивания грунта.

Пример. На площадке проводили термическое укрепление просадоч- ного грунта в трех массив.ах: в двух предлагаемым и в одном известным способами. Скважины 1, 2 и шпуры 3 были образованы ВГМ-15 диаметром

чих газов. Затем проверяют всю систе-25 м на глубину 12 м, скважины герметизировали затворами 4 с патрубками 5, соединенными с вакуум- насосами 6 типа РМК-4, увлажнителем 7 воздуха и генератором 8 горячих газов типа УСВ-850 производительностью 30 тыс,м /ч и температурой нагревания до 300 С. Систему подачи газов регулировали вентилями 9. По внешнему контуру 3 укрепляемого грунта 10 в трубопроводах 11 были нейтронные индикаторы 12 влажности типа НИВ-2, а по мере нагревания грунта 10 шпуры использовались и для контроля температуры системой термопар 13 марки ТХА-УШ и самопишущих приборов 14 типа ЭПП-9М класса точности 0,5,

му на герметичность и подают в скважины 1, 2 сжатый воздух от генератора 8, который всасывается из атмосферы, подогревается в генераторе 8 до температуры испарения влаги, что со-- о 1 ветствует около (с учетом некоторого повышения давления в системе) и, проходя через увлажнитель 7, насыщается в нем влагой. Процесс продолжают, регулируя подачу сжатого воздуха вентилями 9, пока степень влажности грунта 10 на его внешнем контуре 3 не превысит 0,8, Это фиксируется установленными в трубопрово- ды 11 индикаторами 12 влажности или непросредственным отбором проб. После этого в оСновнзто скважину 1 из гене ратора 8 горячих газов, минуя увлажнитель 7, нагнетают газы, нагретые до 250-300°С, и вакузшируют вспомо- гательные скважины 2, пока температура стенок не достигнет 60-80°С, Затем горячие газы подают в вспомогательные скважины 2, а основные вакуумируют, пока температура грунта 10 на внешнем контуре не достигнет 130-140 С, что достаточно для устранения просадочных свойств грунтов при их про- паривании в условиях регионов с сухим и жарким климатом и фиксируется показаниями термопар 13 с записывающими приборами 14,

Учитывая, что температура наружного воздуха в регионах сухого и жарко

5

0

го климата достигнет до 60-70°С, то подогревать его при сжатии необходимо только на 30-40 С, при этом абсолютное содержание влаги составляет 50-100 г/м , которая вьщеляется при входе в грунт, температура которого ниже 0,5-0.7 м от поверхности составляет 10-12 С.

Нагревание сжатого воздуха до температуры начала испарения влаги исключает затраты тепла на ее парообразование вне грунта. Увлажнение грунта на внешнем контуре до степени влажности более 0,8 обеспечивает свободную миграцию влаги по порам грунта, что ускоряют процесс замачивания грунта.

Пример. На площадке проводили термическое укрепление просадоч- ного грунта в трех массив.ах: в двух предлагаемым и в одном известным способами. Скважины 1, 2 и шпуры 3 были образованы ВГМ-15 диаметром

5

O Q

0

метизировали затворами 4 с патрубками 5, соединенными с вакуум- насосами 6 типа РМК-4, увлажнителем 7 воздуха и генератором 8 горячих газов типа УСВ-850 производительностью 30 тыс,м /ч и температурой нагревания до 300 С. Систему подачи газов регулировали вентилями 9. По внешнему контуру 3 укрепляемого грунта 10 в трубопроводах 11 были нейтронные индикаторы 12 влажности типа НИВ-2, а по мере нагревания грунта 10 шпуры использовались и для контроля температуры системой термопар 13 марки ТХА-УШ и самопишущих приборов 14 типа ЭПП-9М класса точности 0,5,

Работа проводилась по. технологии, приведенной в описании.

Данные проверки способов приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позволит расширить область применения на сухой жаркий климат, использовать тепло нагретого атмосферного воздуха и влаги в нем, сэкономить расход энергии в 2 раза, сократив длительность процесса до 18%.

Ф ормула изобретения

Способ термического укрепления грунта в массиве, включающий образование основной и равномерно расположенных вокруг нее вспомогательных

скважин, их герметизацию, нагнетание через основную скважину горячих газов при.одновременном вакуумирова НИИ грунта через вспомогательные скважины с нагреванием их стенок до бО-ЗО С и нагнетание горячих газов в грунт вспомогательные скважины, отличающийся тем, что, с целью обеспечения работ в регионах с жарким и сухим климатом и снижения энергозатрат, после герметизации

скважин производят подачу через них в грунт нагретого и увлажненного воз- с доведением степени влажности на внешнем контуре укрепляемого массива, превипакзщей 0,8, а н период нагнетания горячих.газов через вспомогательные скважины осуществляют ва- куумирование грунта через основную скважину, причем нагрев воздуха производят до температуры, равной температуре испарения воды.

Изобретение относится к строительству на просадочных грунтах с укреплением их термическим воздействием, преимущественно в регионах с сухим и жарким климатом, и направлено на обеспечение работ в регионах с жарким и сухим климатом и на снижение энергозатрат. Это достигается тем, что первоначально образуют основную и равномерно расположенные вокруг нее вспомогательные скважины, их герметизируют, в основной скважине генерируют газы и одновременно ва- куумируют грунт через вспомогательные скважины с нагреванием их стенок до 60-80°С и нагнетают горячие газы в грунт через каждую вспомогательную скважину. При этом после герметизации скважин через них подают в грунт увлажненный и нагретый до температуры, равной температуры испарения воды, воздух. Влажность на внешнем контуре укрепляемого массива доводится до степени, превьшающей § 0,8. Во время нагнетания горячих га- зов через вспомогательные скважины y/J грунт вакуумируют через основную скважину. Воздух нагревают до температуры, равной температуре испарения воды. Энергозатраты снижаются в два раза. 1 ил., 1 табл. 4 СО О 4 О)

Температура стенок скважин.с

Температура на внепшем

контуре укрепляемого

грунта, с130

Средний удельный расход тепла на 1 м укрепленного в массиве грунта, №: -960

Общая продолжительность

процесса укрепления

грунта, ч44

250

300

600

140

400

1020 1980

48

52