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

1-ч.

Изобретение относится к строительству на глинистых и лессовидных грунтах с укреплением их термическим воздействием, преимущественно под фундамент зданий и сооружений.

Цель изобретения - повышение эффективности.

На фиг. 1 изображен продольный разрез укрепляемого грунта и скважин, схема размещения оборудования и средств контроля процесса; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Способ осуществляют следующим образом.

Вначале образуют скважины 1 на .расстоянии В, равном щирине фундамента 2, открывают приямок 3 и герметизируют скважины I затворами 4 на уровне 5 ниже верхнего обреза фундамента 2 на величину Н, определяемую из соотношения (1),

(Cn-Wt-G-Tr),

С.Т(1)

где Нф - глубина заложения фундамента, м;

Сп - скрытая теплота парообразования влаги грунта, МДж/кг;

& - удельная теплоемкость грунта, МДж/(кг-°С);

С - удельная теплоемкость грунта, нагреваемого СВЧ-энергией, МДж/ /(кг..°С);

Тг - Ьредняя температура нагрева грунта в массиве, °С;

W - относительная влажность грунта.

После чего соединяют затворы 4 трубопроводом 6, соединенным через вентиль 7 с компрессором 8. Затем приямок 3 заполняют местным грунтом, а на поверхность грунта 9 укладывают слой 10 кварцевого песка, толщиной 0,2-0,4 м. После этого на поверхность грунта 9 через слой 10 квар4

а

.

цевого песка направляют поток СВЧ-энер- гии от генератора 11 известной конструкции и нагревают слой облучаемого 12 грунта до температуры, например 1400-1600°С, которая ниже температуры плавления материала трубопровода 6, и одновременно нагнетают в последний воздух от компрессора 8, регулируя его подачу и степень нагрева вентилем 7, пока заданная температура, например 600°С, не достигнет внешнего контура 13 фундамента 2, что фиксируют системой 14 термопар с записывающими приборами 15.

Способ обеспечивает сокращение длительности процесса за .счет использования слоя кварцевого песка, позволяющего увеличить глубину проникания СВЧ-поля и сконцентрировать тепловую энергию в нижележащем слое грунта высотой Н. Трубопровод позволяет непрерывно передавать тепло, аккумулируемое в этом слое, нагнетаемому воздуху и обеспечивает интенсивный процесс нагревания массива грунта изготавливаемого фундамента, потери тепла при этом снижаются, а скорость термического укрепления грунта возрастает.

Пример. На строительной площадке осуществляют термическое укрепление двух участков грунта в фундаменте длиной каждый по 4 м, щирина фундамента В-1 м, глубина заложения . Влажность грунта ,08; средняя температура нагревания Тг 600°С. Температура нагр.евания грунта, нагреваемого СВЧ-энергией, Т 1500°С. Согласно зависимости (1) получено значение ,5 м. Слой местного кварцевого песка 0,2 м. Работы выпол- ляют по изложенной технологии. Используют: для бурения скважин установки ЛБУ-50, компрессоры ДК-9, генераторы СВЧ-энергии с частотой 2000 МГц и длиной волны 0,2 м, термопары ТХА-ХПМ с самопишущими приборами ЭПП-9М2 класса точности 0,5. Трубопроводы изготавливают из стали Х27Ю5Н70 с рабочей температурой 1700°С.

Общая длительность процесса на участках 42 и 36 ч, затраты тепловой энергии соответственно 1990 и -2340 МДж/м По

сравнению с известным способом, согласно которому длительность процесса и расход тепла для аналогичных условий 53 ч и 2730 MДж/м предлагаемый способ сокра- щает продолжительность термического укрепления грунта в 1,3-1,6 раза и удельный расход тепловой энергии в 1,2-1,4 раза.

10

Формула изобретения

Способ термического укрепления грунта преимущественно под фундамент зданий и сооружений, включающий образование скважин вдоль фундамента, герметизацию

5 скважин затворами, подачу в скважины воздуха, образование горячих газов и введение последних в грунт, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности, после герметизации скважин последовательно осуществляют соединение их полос тей через затворы посредством трубопровода, укладку на поверхность грунта слоя кварцевого песка и нагревание через него верхнего слоя грунта путем воздействия направленного потока СВЧ-энергии, образо5 вание скважин производят по продольной оси фундамента с щагом, равным его щи- рине, подачу воздуха в скважины ведут по трубопроводу после нагрева верхнего слоя грунта, причем трубопровод размещают в грунте на расстоянии от его поверх- 0 ности, определяемом из зависимости

„(Cn.W+G.T.),

с-т

где Нф - глубина заложения фундамента, м; Сп - скрытая теплота парообразования 5влаги грунта, МДж/кг; .

Сг удельная теплоемкость грунта,

МДж/(кг-°С);

С - удельная теплоемкость грунта, нагреваемого СВЧ-энергией МДж/ 40/(кг.°С):

Тг - средняя температура нагрева грунта в массиве, °С;

Т - средняя температура нагрева грунта СВЧ-энергией, °С; V - относительная влажность грунта.

Фиг.1

Фие.г

Изобретение относится к области строительства на глинистых и лесовидных грунтах с укреплением их термическим воздействием, преимущественно под фундамент зданий и сооружений, и направлено на повышение эффективности. Это достигается тем, что после образования скважин по продольной оси фундамента с шагом, равным его ширине, и герметизации скважин затворами последовательно осуществляют следующие операции. Соединение полостей скважин через их затворы посредством трубопровода. Укладку на поверхность грунта слоя кварцевого песка толщиной 0,2-0,4 м. Нагревание через песок верхнего слоя грунта путем воздействия направленного потока СВЧ-энергии. После нагревания верхнего слоя грунта по трубопроводу подают воздух, который нагреваясь передает тепло укрепленному грунту. Приводится математическая зависимость для определения глуби 1ы расположения трубопровода от поверхности грунта. 2 иЛ. i (Л С