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

4 Од СЛ

; Изобретение относится к строительству з1даний и сооружений на просадочных грун- TJax, в частности к их укреплению преимущественно в виде опоры термическим воздействием.

Цель изобретения - снижение затрат.

На фиг. 1 показано расположение основных и вспомогательных скважин, основного оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры, вид сверху; на фиг. 2 - размещение основных и вспомогательных Окважин и контура укрепленного грунта в Еиде опоры, вид сверху.

Способ термического укрепления проса- Дочного грунта осуществляют следующим сбразом.

На участке работ с просадочным грунтом вначале образуют, например, путем бурения ciCHOBHbie скважины 1 на одинаковых расстояниях А от центра 2 создаваемой опоры 3. Скважины 1 герметизируют в устья

10

цирует процесс и сокращает сток тепла вне опоры Д.Размещение скважин на равных расстойниях А обеспечивает равномерное укрепление всего грунта в опоре.

Температуру нагревания грунта измеряют с помощью термопар 15 и записывающих приборов.16.

Пример. На экспериментальной площадке проводят термическое укрепление просадоч- ного лессовидного суглинка в двух опорах глубиной 8 м, влажность грунта 0,12. Работы выполняют в описанной последовательности. Для этого используют буровые установки УГБ-50, вакуум-насос РМК-4 производительностью 5 с давлением раз- 15 ряжения до 0,18 МПа, генератор горячих газов УСВТ-600 с температурой горячих газов на выходе 600°С, термопары ТХА-УШ и записывающие приборы ЭПГ1-9М2, затворы винтового типа. Опоры имеют диаметр м, м. Температура для устразатворами 4, оборудованными патрубка- 20 нения просадочности в обезвоженном состоями 5, соединенными через вентили 6 с генератором 7 горячих газов, проверяют с:истему на герметичность и подают горя- 1ие газы в основные скважины 1, пока за- /.анная температура для устранения просадочных свойств грунта 8 вокруг них не достигнет половины расстояния (точка 9) до центра 2 опоры 3 {например, 350-400°С). Росле этого образуют вспомогательные Скважины -10: одну в центре 2 опоры 3, фстальные - на равных расстояниях А от 30 фсновных скважин 1, герметизируют их зат- орами 4 с патрубками 5, соединенными ф вакуум-насосом 11 через вентиль 12 и ва- куу.мируют центральную скважину 10, предварительно разгерметизировав основные скважины 1, пока грунт 13 в стенках центральной скважины 10 не нагреется до заданной температуры. Затем цептраль- ую вспомогательную скважину 10 также ||)азгерметизируют и вакуумируют остальные вспомогательные скважины 10, пока грунт в их стенках также не нагреется до температуры устранения просадочных свойств при пропаривании грунта,например

200-250°С, включая и весь оставшийся объем 14 опоры 3.

35

НИИ составляет 350°С, в условиях пропа- ривания и многократного замачивания 200°С. Длительность процесса составляет 35 и 41 ч, объем укоепленного грунта в 25 расчете на одну основную скважину 56,5 м.

Сравнение данных известного и предлагаемого способов прив ;дено в таблице.

Таким образо.1, предлагаемый способ сокращает расход энср1ии в 1,5 раза и повышает скорость процесса в 2,3-2,7 раза.

Формула изобретения

Способ термического укрепления просадоч- пого грунта преимущественно в виде опоры, включающий образование основных и вспомогательных скважин, их герметизацию, генерирование в основных скважинах, горячих газов, нагнетание их в грунт, нагревание грунта до заданной температуры для устранения просадочных свойств и ва- куумирование грунта через вспомогательные скважины, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, образование вспомогательных скважин ведут после нагнетания в грунт горячих газов на равных расстояниях от основных скважин и одну по центру опоры, нагнетание горячих газов в грунт производят до распространения заданной температуры на половину расстояния от основных скважин до центра опоры, а вакуумирование грунта ведут в два этапа до нагревания стенок скважин на каждом этапе до заданной температуры, причем вакуумирование на первом этапе ведут через скважину, расположенную по центру опоры, с разгерметизированием основных скважин, а на втором - через остальные вспо.могательные скважины с раз40

Размещение вспомогательной скважины 10 в центре опоры 3 дает возможность равномерного перераспределения температуры в аккумулированных объемах 8 в направлении центра опоры 3, в процессе которого влага в грунте многократно испаряется и конденсируется, устраняя просадочные свойства его при более низких температурах порядка 200-259°С. Разгерметизация основных скважин 1 создает приток через них атмосферного воздуха, что

Способ термического укрепления пого грунта преимущественно в в включающий образование основн могательных скважин, их гер генерирование в основных скваж чих газов, нагнетание их в гр вание грунта до заданной т для устранения просадочных сво куумирование грунта через вспом скважины, отличающийся тем, ч снижения энергозатрат, образов могательных скважин ведут по тания в грунт горячих газов расстояниях от основных скважи центру опоры, нагнетание горяч грунт производят до распростр данной температуры на половин ния от основных скважин до ц ры, а вакуумирование грунта в этапа до нагревания стенок с каждом этапе до заданной те причем вакуумирование на пер ведут через скважину, располо центру опоры, с разгерметизиро новных скважин, а на втором остальные вспо.могательные скваж

45

50

увеличивает градиент давления, интенсифи- 55 герметизированием центральной.

цирует процесс и сокращает сток тепла вне опоры Д.Размещение скважин на равных расстойниях А обеспечивает равномерное укрепление всего грунта в опоре.

Температуру нагревания грунта измеряют с помощью термопар 15 и записывающих приборов.16.

Пример. На экспериментальной площадке проводят термическое укрепление просадоч- ного лессовидного суглинка в двух опорах глубиной 8 м, влажность грунта 0,12. Работы выполняют в описанной последовательности. Для этого используют буровые установки УГБ-50, вакуум-насос РМК-4 производительностью 5 с давлением раз- ряжения до 0,18 МПа, генератор горячих газов УСВТ-600 с температурой горячих газов на выходе 600°С, термопары ТХА-УШ и записывающие приборы ЭПГ1-9М2, затворы винтового типа. Опоры имеют диаметр м, м. Температура для устранения просадочности в обезвоженном состоя

НИИ составляет 350°С, в условиях пропа- ривания и многократного замачивания 200°С. Длительность процесса составляет 35 и 41 ч, объем укоепленного грунта в расчете на одну основную скважину 56,5 м.

Сравнение данных известного и предлагаемого способов прив ;дено в таблице.

Таким образо.1, предлагаемый способ сокращает расход энср1ии в 1,5 раза и повышает скорость процесса в 2,3-2,7 раза.

Формула изобретения

Способ термического укрепления просадоч- пого грунта преимущественно в виде опоры, включающий образование основных и вспомогательных скважин, их герметизацию, генерирование в основных скважинах, горячих газов, нагнетание их в грунт, нагревание грунта до заданной температуры для устранения просадочных свойств и ва- куумирование грунта через вспомогательные скважины, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, образование вспомогательных скважин ведут после нагнетания в грунт горячих газов на равных расстояниях от основных скважин и одну по центру опоры, нагнетание горячих газов в грунт производят до распространения заданной температуры на половину расстояния от основных скважин до центра опоры, а вакуумирование грунта ведут в два этапа до нагревания стенок скважин на каждом этапе до заданной температуры, причем вакуумирование на первом этапе ведут через скважину, расположенную по центру опоры, с разгерметизированием основных скважин, а на втором - через остальные вспо.могательные скважины с раз

герметизированием центральной.

Расход тепловой энергии, МДж/м

1620

1580

2400

Изобретение Относится к области строительства на просадочных грунтах, в частности к их укреплению преимущественно в виде опоры термическим воздействием, и направлено на снижение энергозатрат. Это достигается выполнением в грунте основных и вспомогательных герметизированных скважин, в которых генерируют горячие газы и нагнетают их в грунт с его нагреванием до заданной температуры для устранения просадочных свойств. Затем грунт вакуумируют через вспомогательные скважины. Вспомогательные скважины выполняют после нагнетания в грунт горячих газов на равных расстояниях от основных скважин и одну по центру опоры. Нагнетание горячих газов в грунт ведут до распространения заданной температуры на половину расстояния от основных скважин до центра опоры. Грунт вакуумируют в два этапа до нагревания стенок скважин на каждом этапе до заданной температуры. На первом этапе вакуумиро- вание производят через скважину, расположенную по центру опоры, с разгерметизированием основных скважин. На втором этапе грунт вакуумируют через остальные вспомогательные скважины с разгерметизированием центральной скважины. 2 ил., 1 табл. Q (Л с:

Производительность процесса, 1,62

1,38

0,60

К

xU

Фиг. /

8

/У

iO

ff.Z