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

Изобретение относится к строительству на макропористых грунтах с укреплением их в основаниях зданий и сооружений с устранением просадоч- ных свойств термическим воздействием

Цель изобретения - повышение эффективности.

На чертеже изображены разрез скважины, шпуров и укрепляемого грунта, схема размещения технологического оборудования и средств технического контроля процесса.

Способ осуществляют следующим образом.

Вначале бурят скважину 1 и равномерно вокруг нее шпуры 2, которые размещают по внешнему контуру 3 укрепляемого массива 4 и осушают ва- куумированием через них массив грунта 4 до влажности на границе раскатывания, что фиксируют непосредственным отбором и испытанием проб грунта. Затем в скважину 1 устанавливают блок 5, включающий диафрагмы 6 из термостойких сталей, разделяющие скважину 1 на равные по высоте участки, трубопроводы 7 подачи горячих газов и отвода 8 отсасываемых из грунта газов, который соединен через фильтр 9 с теплогенератором 10, генерирующим горячие газы. После этого скважину 1 герметизируют затвором 11 с патрубком 12 для контроля процесса внутри скважины 1 визуально или с помощью

-

оптического пирометра, проверяют гер метичность и нагревалот грунт 4 в пер- вом слое 13, пока в нем не образуется порог 14 влажности, что фиксируется отбором проб стандартными методами. Затем трубопровод 7 подачи в скважину горячих газов перекрывают вентилями 15, а через трубопровод 8 отсасывают с помощью вакуум-насоса 16 из грунта первого слоя 13 отработан- 35

40

Пример. На экспериментал ной площадке проводилось термиче укрепление макропористого грунта глубину 10 м в трех массивах, из торых два обрабатывались предлаг мым и один известным способами. жины 1 и шпуры 2 были образованы тановкой УГБ-50 диаметром 0,2 м, шпуры 2 размы|;.ались по внешнему туру 3 укрепляемого массива грун в количестве 6 шт вокруг каждой жины. После этого укрепляемый ма осушался вакуумированием до влаж ти на границе раскатывания О,08. соответствовало степени влажност Сд 0,32. Для вакуумирования ис пользовались вакуум-насосы РМК-4 По предварительным опытам устано лено С 0,64. Диаметр укрепляе вокруг скважины 1грунта D 3 м Согласно зависимости (1) было оп делено D 2 м. После производил монтаж блока 5 с диафрагмами 6 и

ные.газы в емкость 17 для их последу-45 стали типа ОХ23Ю5А, разделяющими

10

15

20

25

30

35

40

п

CMD, - диаметр первого слоя, концентрически расположенного вокруг скважины, MJ степень влажности грунта после вакуумирования , степень влажности грунта на пороге влажности. Предлагаемый способ исключает потери тепла при образовании в результате испарения и отжатия влаги от скважины и последующей конденсации паров порога влажности, поскольку при появлении порога процесс нагнетания горячих газов в грунт прекршдается. Периодическое нагнетание горячих газов позволяет повторно пропаривать укрепляемый массив грунта, ликвидируя его просадочные свойства при относительно низких температурах.

Многократное использование отсасываемых газов снижает энергозатраты.

Пример. На экспериментальной площадке проводилось термическое укрепление макропористого грунта на глубину 10 м в трех массивах, из ко- торых два обрабатывались предлагае:- мым и один известным способами. Скважины 1 и шпуры 2 были образованы установкой УГБ-50 диаметром 0,2 м, шпуры 2 размы|;.ались по внешнему контуру 3 укрепляемого массива грунта 4 в количестве 6 шт вокруг каждой скважины. После этого укрепляемый массив осушался вакуумированием до влажности на границе раскатывания О,08.Это соответствовало степени влажности Сд 0,32. Для вакуумирования использовались вакуум-насосы РМК-4. По предварительным опытам установлено С 0,64. Диаметр укрепляемого вокруг скважины 1грунта D 3 м. Согласно зависимости (1) было определено D 2 м. После производился монтаж блока 5 с диафрагмами 6 из

45 стали типа ОХ23Ю5А, разделяющими

Изобретение относится к строительству на макропористых грунтах с укреплением их в основаниях зданий и сооружений с устранением просадоч- ных свойств термическим воздействием и направлено на повышение эффективности. Это достигается тем, что осуществляют вакуумирование грунта, образование скважины и равномерно расположенных вокруг нее гшуров, герметизацию скважины, генерирование в ней горячих газов, нагнетание их в грунт через равные по высоте участки и нагревание грунта до устранения на .его внешнем контуре просадочных свойств. При этом в период вакуз Т И - рования грунта производится осушение и накапливание отработанных горячих газов, а в период нагревания грунта определяется момент образования в нем порога влажности. Нагревание грунта ведется периодически концентрически расположенными вокруг скважины слоями. Вакуумирование производится через скважину после нагревания каждого слоя, из которых первый слой вакуумируется после образования в грунте порога влажности. Накопленные газы используются при последующих генерированиях горячих газов. Приводится зависимость для определения количества слоев вокруг скважины. 1 ил. о S (Л с 4 00 о «ii а ю

ющего использования, пока температура отсасываемых газов не достигнет температуры устранения просадочных свойств грунта, составляющей около 200°С. После этого процесс продолжают нагревая и вакуумируя грунт следующих слоев, количество которых определяют из зависимости

1 +

In D : D,

(1.)

In f(Co+C):Cv D - диаметр укрепляемого вокруг скважины грунта, MJ

0

5

скважину 1 на 3 равньк высоты по 3 м в каждой, трубопроводами 7 и 8, соединенными с фильтром 9 и генератором 10 горячих газов типа УСВ ЗООТ, нагревающим газы до . Скважины 1 герметизировали затворами 11с патрубками 12 для наблюдения оптическими пиро1йетрами ОШ1ИР-45. После включения генератора 10 горячие газы нагнетались через трубопровод 7 в грунт 4, пока в его первом слое 13 на внешней границе не образовался порог 14 влажности. При этом

средняя степень влажности во втором слое составила 0,64, т.е. увеличилась в 2 раза. Диаметр второго слоя составил 2,6 м. Затем вентилем 15 подача горячих газов была прекращена и был включен насос 16 и по трубопроводу 8 отсасывались отработанные газь1, пока их температура не достигла , что проверялось показаниями термопар, установленных на вакуум-насосе (не показано). На этот процесс быпо затрачено: нагревание первого слоя 16 и 17 ч, охлаждение 0,5 ч. Затем процесс продолжали, используя отработанные газы, нагнетаемые в емкость 17, для генерации горячих газов в УСВ-300 Т с осушением фильтром 9. На последующие второй и третий слои соответственно затрачено на нагревание и вакууми- рование грунта 13и12ч, 1,5ч- 9 и 10 ч. Вакуумирование последнего слоя не производилось. Общая длительность процесса составила 40 и 42 ч, в том числе на нагревание 38- 40 ч и Вакуумирование 2ч. Удельные затраты тепловой энергии составили 1070 и 1100 МДж/м . Шпуры тампониро- в ались после завершения процесса.

Известным способом термическое укрепление было завершено через 48 ч, удельный расход тепла составил 1680 МДж/м.

Таким образом, предлагаемый способ повьшает эффективность за счет сокращения затрат тепла в 1,5 раза и длительности процесса в 1,2 раза. Формула изобретения

Способ термического укрепления макропористого грунта, включающий ваку- - умирование грунта, образование скважины и равномерно расиоложенньгх вокруг нее шпуров, герметизацию скважины, генерирование в ней горячих газов, их нагнетание в грунт через

равные по высоте участки и нагревание грунта до устранения на внешнем его контуре просадочных свойств, о т- ли чающийся тем, что, с

целью повышения эффективности, в период вакуумирования грунта осуществляют осушение и накапливание отработанных горячих газов, в процессе нагревания.грунта ведут определение

момента образования в нем порога влаж1ГЬсти, нагревание грунта осуществляют периодически концентрически расположенными вокруг скважины слоями, а Вакуумирование грунта произзодят через скважину после нагревания каждого концентрически расположенного слоя, причем Вакуумирование первого слоя начинают после образования в грунте порога влажности, накопленные отработанные газы вводят в скважину при генерировании в ней горячих газов для нагнетания их в последующий концентрически расположенный слой, а количество последних определяют из зависимости

1 +

In D ; Р In ():ед

где D - диаметр укрепляемого вокруг

скважины грунта, м, - диаметр первого слоя, концентрически расположенного вокруг скважины, и, степень влажности грунта после вакуумирования, степень влажности грунта на пороге влажности.

D.

Со Слл10.

x:

тптл

S

f

РЛ Vi

II

Il

S 7

NT

/7

/5

5

шш

ПШ

I I

I 1

X

NT

/J