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

1

Изобретение относится к области строительства, в частности к укреплению глинистых и лессовидных грунтов термическим воздействием.

Цель изобретения - ускорение работ.

Способ поясняется чертежом, на котором изображены укрепляемый грунт (разрез) и схема размещения оборудования и средств технического контроля.

Способ осуществляется следующим образом.

Вначале образуют скважину 1 и устанавливают в нее бункер 2, соединенный с затвором 3, имеющий по внещней поверхности термонагреватель - электронагреватель 4, мощность которого увеличивается книзу. Электронагреватель 4 соединяют системой кабелей 5 с трансформатором 6, подключенным к внещней сети электроэнергии. На затворе 3 монтируют патрубок 7, соединенный с вакуум-насосом 8. После проверки всей системы на герметичность в бункер 2 погружают грунтовые смеси 9, которые в твердом состоянии до расплавления удерживаются в нижней части бункера 2 силами- трения о его стенки, включают источник электроэнергии и расплавляют смесь 9, которая вытекает из бункера 2 в скважину 1 до заполнения ее расплавом 10 на высоту от дна 11 скважины 1 до отметки 12, соответствующей высоте первой заходки Яз. После этого вакуум-насосом 8 из расплава 10 отсасывают пары воды и выделяющиеся из расплава газы. Зайрлнение скважины 1 расплавом 10 грунтовой смеси 9 второй заходки начинают после нагревания что проверяют через глазок 13 и патрубок П с помощью пирометра, стенок 15 скважины 1 до температуры начала размягчения грунта, а также после того, как фронт теплового потока скважины 1 от заполненной расплавом 10 заходки не распространится от оси скважины 1 на 1,4-1,42 ее радиуса о и достигнет радиуса /, что проверяют системой термопар с записывающими приборами (не показаны). После этого осуществляют работы по заполнению скважины 1 на высоту второй заходки и т. д. Температурное поле

Ш|

4 СП

00

;о vj

Ар - объемная

в расплаве 10 обозначено позицией 16, а в стенке 15 скважины 1 - позицией 17. За- плавление скважины 1 расплавом 10 по за- I хваткам ведут до достижения проектной I отметки 18, соответствующей расчетной глу- бине скважины Не, при этом высоту захватки определяют из зависимости

н

где7Ус - глубина скважины, м; i А объемная скорость фронта тепло- 1вого потока скважины,

скорость заполнения скважины расплавом, . Пример. На экспериментальной площадке проводили изготовление двух термогрунтовых свай в скважинах глубиной м, диаметром 0,4 м. Температура размягчения грунта Тр 950°С, объемная скорост ь тепло- вого влияния скважины ,69 . Рас- четные параметры: высота заходки Яд 2 м I (три заходки), 1,4 ,28 м. Для ; этих условий длительность заплавления од- 1 ной заходки составила 24 мин. Следователь- 1 но, объемная скорость заполнения скважины j расплавом Ар по приведенной зависимости I составляет 0,625 .

Скважины 1 бурили установкой УГБ-50, I бункер 2 включал комбинированный затвор 3 электронагреватель 4 из сплава ОХ23Ю5А, : присоединенный кабелями 5 к трансформа- i тору 6 ТПО-250/40/ПКУ-4, патрубок 7 с насосом 8 типа РМК-4, производительностью 5 м 7мин и давлением разрежения до 0,18 МПа. Грунтовые смеси 9 составляли с добавлением по массе 5% селикагеля и 6% молотых полевых шпатов, обеспечивающих : создание однородного расплава при температуре Го 1050°С. Заполнение расплавом 10 от дна 11 до отметки 12 первой и последующих заходок заняло по 0,4 ч, выдер

0

5

30

живание расплава и вакуумирование скважины на первой - 0,6 ч, на второй - 1 ч. Температуру грунта в стенке определяли термопарами TXA-XIII с приборами ЭПП- 09М класса точности 0,5.

Сравнение результатов эксперимента с показателями известного способа приведено в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить длительность работ в ,4 раза и расход энергии на 5-8%.

Формула изобретения

Способ термического укрепления грунта в виде сваи, включающий образование скважины, нагревание ее стенок посредством термогенератора, подачу через последний грунтовых смесей с их плавлением, удаление из расплава паров и газов в атмосферу и заполнение скважины расплавом грунта по заходкам, отличающийся тем, что, с целью ускорения работ, нагревание стенок скважины и удаление паров и газов в атмосферу ведут одновременно после заполнения расплавом грунта каждой заходки, а заполнение расплавом второй и последующих заходок производят после распространения теплового потока в предыдущей захватке от оси скважины на величину, равную 1,4-1,42 ее радиуса, причем нагревание стенок скважины осуществляют до температуры, соответствующей температуре начала размягчения грунта, а высоту заходки определяют из зависимости

2Лр

35 где Не - глубина скважины, м;

Лф - объемная скорость фронта теплового потока скважины,

Ар - объемная скорость заполнения скважины расплавом, .

0

Изобретение относится к области строительства, в частности к укреплению глинистых и лессовидных грунтов термическим воздействием, и направлено на ускорение работ. Это достигается тем, что после заполнения расплавом грунта каждой заходки по высоте скважины одновременно производится нагревание стенок скважины и удаление паров и газов в атмосферу. Вторая и последующие заходки заполняются расплавом грунта после распространения теплового потока в предыдущей захватке от оси скважины на величину, равную 1,4-1,42 ее радиуса. Нагревание стенок скважины ведется до температуры, соответствующей началу размягчения грунта. Приводится математическая зависимость для определения высоты заходки. Длительность работ сокращается в 1,2-1,4 раза. 1 табл., 1 ил.

Общая продо,лжительность, ч

В том числе бурение скважины и демонтаж оборудования, ч

Удельный расход тепла

МДж/мЗ

89

10

2660 2580

2800

rfti/Hfr ffff6/e