Способ термического укрепления грунта в виде сваи Советский патент 1989 года по МПК E02D3/11 

1

M3o6pejeHHe относится к строительству, в частности к укреплению лессовидных и глинистых грунтов посредством термического воздействия.

Цель изобретения - сокращение длительности процесса.

На чертеже изображены массив грунта (разрез по скважине) и схема размещения оборудования.

Способ осуществляют следующим образом.

Вначале образуют скважину и устанавливают в нее кольцевой нагреватель 2 с перфорацией 3 вплотную к стенке 4 скважины 1. Затем монтируют затвор 5 с бункером 6 для грунтовых смесей 7, пропуская через него трубчатые держатели 8 нагревателя 2, соединенные с механизмом подъема (не показан), подсоединенные к вибратору 9. Внутри Держателей 8 прокладывают защищенные подводы 10 к электронагревательным элеме нтам нагревателя 2, который, как и трубчатые держатели 8, выполняют из жаростойких сталей, например сплавов ОХ23Ю5А. Из таких же сплавов изготавливают и бункер 6. На затворе 5 имеются также патрубок 1 для соединения через вентиль 12 с вакуум- насосом 13 и патрубок 14 для контроля процесса внутри скважины 1 визуально и с помощью оптических пирометров. После проверки системы на герметичность грунтовые смеси 7 вводят в бункер 6 и расплавляют термогенератором, например электрическими нагревательными элементами, размещенными с внещней стороны бункера 6 (не показано), и после расплавления смеси 7 заполняют скважину 1 расплавом 15 непрерывно. Перед началом заполнения скважины 1 расплавом 15 стенки 4 прогревают кольцевым нагревателем 2 до 250-300°С, что обеспечивает полное испарение свободной и физически связанной воды, с одновременным вакуумированием скважины вакуум- насосом 13. По мере заплавления ствола расплавом 15 кольцевой нагреватель 2 подвергают вибрированию вибратором 9 и постепенно поднимают, например, автоматическими лебедками, не прекращая вакууми

а

)ования скважины 1. Процесс контролируют непосредственным наблюдением через термостойкое стекло в патрубке 14.

Удаление вакуумированием из расплава lapoB и газов обеспечивает снижение сте- |пени его пористости и исключает резкое снижение его прочностных свойств. Достигается Ьокращение длительности процесса за счет равномерного прогревания грунта в стенках Скважины с одновременным вакуумирова- Нием, непрерывного заполнения скважины эасплавом с вакуумированием, вибрирова- 1ИЯ расплава у стенок скважины, увеличи- }ающего силы трения и сцепления.

Пример. На экспериментальной строительной площадке осуществляли изготовление двух свай в скважинах диаметром 0,4 м и глубиной 6 м в покровном суглинке. Скважины 1 бурили установкой УГБ-50 с при- танкой. Кольцевой нагреватель 2 с перфо- ацией 3 (отверстия 10 мм) устанавливали плотную к стенке 4. Монтировали затвор 5 (|; бункером 6 для грунтовых смесей 7 из местного высушенного суглинка с добавкой по массе молотых полевых шпатов в количестве 6%. Нагреватель 2 и трубы держателя 8 уготовлены из стали ОХ23Ю5А с темпера- урой длительного нагревания около 1600°С. $ащищенные подводы 10 к нагревателю 2 подсоединяли к трансформатору ТПО-250/ /40/ПКУ-4. Сила тока 1800-2100 А, напряжение 36 В. Вакуумирование осуществляли иакуум-насосом 13 типа РМК-4 производительностью 5 и максимальным разрежением 0,18 МПа. Вибрирование держа- т|елей 8 вели вибратором 9 типа И-7 с виб

ромотором мощностью 0,4 КВт и числом колебаний 2800 в 1 мин, для контроля процесса использовали стандартную щкалу цветов и оптические пирометры ОППИР-17, держатели 8 поднимали лебедкой Т-109 с ав- томатическим приводом тяговым усилием 1 тнс; скорость подъема 0,5 м/с.

Сравнение результатов эксперимента с параметрами известного способа приведено в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ дает возможность сократить длительность процесса в 1,4-1,6 раза с одновременной экономией энергии на 6-8%.

Формула изобретения

0

Способ термического укрепления грунта в виде сваи, включающий образование скважины, герметизацию скважины, повышение температуры грунта ее стенок посредством нагревателя до испарения свободной и физически связанной воды, введение в последнюю грунтовых смесей, их нагревание термогенератором до образования расплава, заполнение расплавом скважины с подъемом на5 гревателя и удаление из скважины паров и газов вакуумированием, отличающийся тем, что, с целью сокращения длительности процесса, во время заполнения скважины расплавом осуществляют . обработку его возбуждаемым нагревателе вибрационным

0 воздействием, а вакуумирование ведут в процессе нагревания грунта стенок скважины и заполнения ее расплавом, причем последнее производят непрерывно.

Изобретение относится к области строительства, в частности к укреплению лессовидных и глинистых грунтов посредством термического воздействия, и направлено на сокращение длительности процесса. Это достигается обработкой непрерывно заполняющего скважину расплава грунта вибрационным воздействием, возбуждаемым нагревателем стенок скважины. При этом вакуумирование скважины для удаления из нее паров и газов осуществляется как в период нагревания стенок скважин, так и во время заполнения ее расплавом грунта. Длительность процесса сокращается в 1,4- 1,6 раза. 1 ил.,1 табл.

Общая длительность

процесса, ч 7,6 6,8

в том числе заплавление ствол

Удельный расход

тепловой энергии

на 1 м грунта,

МДж/м

Средняя скорость

заплавления ствола

скважин, м/ч

Средняя производительность процесса,

1 1

7,4

2800

О,,

0,14

2

/ о о о о

«о

4