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

ia 4Oji«qiVJ I L. Ьл1

Изобретение относится к области строительства ,в частности, к укреплению лессовых просадочных грунтов в основаниях зданий и сооружений термическим воздействием, и направлено на повышение эффективности. Это достигается тем, что вспомогательные скважины размещаются в местах сопряжения термоукрепленных цилиндров. Массив грунта нагревается с градиентом температуры по расстоянию, равным 200-800°С/м, а стенки скважин нагреваются до температуры, определяемой по математической зависимости. Приводится математическая зависимость. Достигается повышение несущей способности грунта, снижение энергозатрат и стоимости работ. 1 табл. 2 ил.

(210 4205359/31-33 (22) 05.03.87

(46) 23.05.89. Бюл. В- 19

(71)Москов ский текстильный институт им. А.Н.Косыгина

(72)А.П.Юрданов, Г.П.Гусева, Ю.А.Юрданов и В.Д.Кандыбин

(53)624.138.9(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 842129, кл. Е 02 D 3/11, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1211392, кл. Е 02 П 3/11, 1984.

(54)СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ПРОСАДОЧНОГО ГРУНТА В МАССИВЕ

(57)Изобретение относится к области строительства, в частности к укреп1

Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению лессовых посадочных грунтов в основаниях зданий и сооружений термическим воздействием.

Цель изобретения - повышение эффективности.

На фиг.1 изображены укрепляемый грунт и скважина, разрез, на фиг.2 - размещение средств технического контроля.

Способ состоит из следующих операций.

Вначале бурят основные скважины 1 на равных расстояниях друг от друга, равных диаметру термоукрепленных цилиндров 2, а вспомогательные скважины 3 - в местах 4 сопряжения термо- укрепленных цилиндров. После этого основные скважины 1 герметизируют

лению лессовых просадочных грунтов в основаниях зданий и сооружений термическим воздействием, и направлено на повышение эффективности, Это достигается тем, что вспомогательные скважины размещаются в местах сопряжения термоукрепленных цилиндров. Массив грунта нагревается с градиентом температуры по расстоянию, равным 200-800°С/м, а стенки скважин нагреваются до температуры, определяемой по математической зависимости. Приводится математическая зависимость. Достигается повышение несущей способности грунта, снижение энергозатрат и стоимости работ. 2 ил., 1 табл.

8

затворами 5 с форсунками 6 и патрубками 7 для визуального наблюдения за процессами в скважинах 1, форсунки 6 подключают к резервуару 8 для топлива и компрессору 9. Затем в скважинах 1 генерируют горячие газы и нагревают стенки 10 скважин 1 до температуры, определяемой по зависимости

1/к Г

тс т,,.-у t + гр/к ,

где Т. - температура нагревания грунта на внешнем контуре термоукрепленных цилиндров, С; г - радиус термоукрепленного цилиндра по контуру грунта, нагретого до температуры Тр, м;

К - показатель термограммы. Поддерживают необходимую температуру пока на внешнем контуре 11 тер4

00

СО

го ю

неукреплённых цилиндров 2 пока грунт не нагреется до температуры полного испарения свободной и физически связанной воды, равной около 200°С, что фиксируется системой термопар 12 с самопишущими приборами 13. По мере нагнетания горючих газов в грунт вспомогательные скважины 3 вакууми- руют вакуум-насосами 14 и удаляют че- рез них влагу до начала ее испарения, т.е. до- температуры в грунте в точках 4 ниже 100°С, после чего вспомогательные скважины 3 тампонируются местным грунтом.

Нагревание грунта в термоукреплен- ных цилиндрах 2 осуществляют с гра- ди-ентом температуры по расстоянию, равным 200-800 С/м, что достигается соответствующим изменением величины избыточного давления в основных скважинах 1, создаваемого компрессором 9.

Размещение основных скважин на расстоянии диаметра термоукрепленных цилиндров и вспомогательных скважин в местах их сопряжений цилиндров обе- ,спечивает однородность укрепляемого грунта и последовательную миграцию влаги от основных скважин к периферии, что приводит к экономии тепловой энергии. Перемещение влаги из вспомогательных скважин до начала испарения способствует тому, что тепло, выделяемое при конденсации паров воды, остается в массиве и расходуется на его нагревание.

Величина температуры нагревания грунта в стенках основных скважин по приведенной зависимости определяется, исходя из уменьшения сил сцеп- - ления грунта по внешнему контуру термоукрепленных цилиндров.

Градиент температуры по расстоянию в пределах 200-800°С/м установлен из выявленных опытом пределов pa- циональных размеров термоукрепленных цилиндров в пределах 2-4 м.

Пример. На экспериментальной площадке производят термическое укрепление просадочного грунта со сте- пенью влажности 0,75 на глубину 10 м в виде термоукрепленных цилиндров радиусами 2 м при температурах грунта

в стенках скважин Тс 600-800°С.

Для этих значений по указанной за- висимости определяют соответственно

К 1 и К 2, градиент температуры

с 5

0

5 о

д

,j

5

800 и 200°С/м, а требуемое избыточное давление в основных скважинах 0,216 и 0,02 МПа. В соответствии с этими режимами укрепляются два массива предлагаемым и один известным способами. Скважины образованы установками УГБ-50, применяют компрессоры ЗИФ-55, сжигают соляровое масло с теплотой горения 42 ВДж/кг, используют термопары ТХА-Х с приборами ЭПП-9М и вакуум-насосы РМК-4.

Результаты сравнения приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает снижение сил сцепления, что равнозначно увеличению несущей способности в 2,4-3,7 раза, экономию тепла до 500 МДж/м3, что повышает эффективность способа и снижает стоимость работ.

Формула изобретения

Способ термического укрепления просадочного грунта в массиве, включающий образование основных и равномерно вокруг них шести вспомогательных скважин, герметизацию основных скважин, генерирование в них горячих газов, нагнетание газов в грунт через стенки основных скважин, нагревание массива грунта с образованием вертикальных примыкающих один к другому термоукрепленных цилиндров и испарение на их внешних контурах свободной и физически связанной воды, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, размещение вспомогательных скважин осуществляют в местах сопряжения термоукрепленных цилиндров, нагревание массива грунта ведут с градиентом температуры по расстоянию, равным 200-800°С/м, а нагревание стенок скважин производят до температуры определяемой по зависимости

10 к ( Тс Тр -л| 1 + Гр/К

де Т - температура нагревания грунта на внешнем контуре термоукрепленных цилиндров, С/ К - показатель термограммы; г. - радиус термоукрепленного

цилиндра по контуру грунта, нагретого до температуры Тр м.

0

I

И

Ь0

/////////

/Г

10

.1

13

I

/57//

Я777,

V/////,

JO

П

.1

Фие.2