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

4-

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на просадочных грунтах с укреплением их термическим воздействием и направлено на повышение эффективности. Это достигается тем, что скважины прямоугольного поперечного сечения заполняются термостойким материалом, например песком, после уплотнения грунта их стенок. Термостойкий материал нагревается до начала его спекания, после этого через него в грунт нагнетается воздух с охлаждением материала до температуры, равной температуре для устранения просадочных свойств грунта. Верхняя часть скважин герметизируется местным уплотненным грунтом. Скважины образуют попарно с параллельным расположением продольных осей их сечений. Приводится математическая зависимость для определения ширины каждой скважины. Достигается снижение расхода тепла на 5-38% и сокращается длительность процесса в 1,4-2,1 раза. 1 ил.

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на просадоч- ных грунтах с укреплением их термический воздействием.

Цель изобретения - повышение эффективности .

На чертеже изображен разрез укрепляемого массива грунта и схема размещения технологического оборудования .

Способ осуществляется следующим образом.

Вначале образуют попарно скважины 1 на глубину просадочной толщи 2 шириной, определяемой из зависимости

К-С г-Т г-В

А

где К

- опытный коэффициент, равный 1,2;

В - расстояние между внутренними стенками скважин,м; 2 - удельная теплоемкость про- садочного грунта, МДж/кг- С; 2 - удельная теплоемкость

термостойкого материала, МДж/кг- С;

Тр - средняя температура нагревания грунта, °С; Т - температура начала спекания термостойкого матери4

.

О

ала.

С.

Скважины 1 заполняют, предварительно изолировав их стенки 3, на3(

пример, уплотненным грунтом известными приспособлениями, а затем термостойким материалом 4, например кварцевым песком, до верхнего уровня 5 укрепляемого массива грунта 6. В скважины 1 устанавливают электрические термографитовые нагреватели 7 и насыпают сверху вьппе уровня 5 местный грунт 8, а нагреватели 7 через трансформатор 9 подсоединяют к внешней электрической сети 10 и нагревают, термостойкий материал 4 до температуры начала спекания, например для кварцевого песка, равной 1600-1700°С. После этого нагреватели 7 извлекают из скважин 1 и вместо них устанавливают перфорированные трубопроводы 11, соединенные через вентили 12 с компрессором 13, а местный грунт 8 уплотняют и образуют герметизирующий слой 14. Воздух нагнетают, пока температура термостойкого материала не снизится до температуры устранения просадочных свойств грунта, например, 300-400°С Данное условие соответствует нагреванию грунта между скважинами по оси 15 до температуры, близкой к температуре устранения просадочных свойств грунта Т,,, При этом эпюра теплового поля в грунте принимает вид 16 с максимумом TO- Температурное поле измеряют термопарами 17 с самопишущими приборами 18 (в скважинах не показано).

Заполнение скважин термостойким материалом предотвращает развитие негативного давления, а его теплоак кумулирующая способность большая, чем просадочных грунтов, способству равномерному нагреванию грунта. Попарное образование на глубину про- садочной толщи скважин обеспечивает уменьшение ширины скважин. Изоляция наружных стенок скважин предот- I вращает сток тепла за пределы укрепляемого массива грунта,а заполнение скважин термостойким материалом до его верхнего уровня (ниже дневной поверхности на 0,8-1,2 м) обеспечивает защиту от тепловых потерь при нагревании и нагнетании воздуха. Ограничение температуры нагревания термостойкого материала началом спекания сохраняет рыхлое его состояние и возможность интенсивной фильтрации через него нагнетаемого в грунт воздуха.

Пример. На строительной площадке осуществляют термическое укрепление просадочного лессовидного суглинка мощностью 4 м на трех участках. Для работ используют экскаватор с навесным штанговым обору- дованием термографитовые нагреватели, печные трансформаторы и компрессоры.

Q Работы на участках отличаются расстоянием между скважинами В и их шириной А. В соответствии с описанной зависимостью для температуры устранения просадочных свойств грун5 ч з Т р 300°С, температуры начала спекания местного песка Т , средняя температура нагревания грунта (эпюра 16) Тг , а соотношение А/В 0,16. Поэтому величины

0 В варьируются на участках 1-2-3 м.

Скважины засыпают песком на 3 м, уплотнение местным грунтом после демонтажа термографитовых нагревателей осуществляют трамбованием. Замеры температуры осуществляют термопарами и приборами ЭПП-9М класса точности 0,5. Длительность процесса на участках соотвественно 16, 20, 24 ч, а средний расход тепловой энер° гни 2230-2660-2840 МДж/мЗ. По известному способу для аналогичных объемов работ минимальная длительность процесса равна 34 ч,а расход тепла 2890-3080 MДж/м

5Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить длительность процесса в 1,4-2,1 раза и расход тепла на 5-38%, что повьш1ает эффективность термического укрепления

0 просадочных грунтов.

Формула изобретения

Способ термического укрепления 5 массива просадочного грунта, включающий образование скважин в виде прорезей прямоугольного сечения с параллельным расположением продольных осей, уплотнение грунта наружных сте- 0 нок скважин, герметизацию верхней части последних до верхнего уровня укрепляемого массива и нагревание грунта до заданной температуры с устранением его просадочных свойств, е отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, после уплотнения грунта наружных стенок скважин ведут их заполнение термостойким материалом, перед гер