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

(21)4388238/31-33

(22)04.03.88

(46) 23.12.89. Бюл. № 47

(71)Московский текстильный институт им, А.Н.Косыгина

(72)А.П.Юрданов, Г.П.Гусева, В.И.Борябин и В.Н.Дегтярев

(53)624.138.9(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1006608, кл. Е 02 D 3/11, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1435703, кл. Е 02 D 3/11, 1987.

(54)СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА В ВВДЕ ОПОРЫ

(57)Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению просадочных грунтов, преимущественно

в виде опоры, термическим воздействием, и может быть использовано для охраны окружающей среды от загрязнения сточными водами. Изобретение направлено на повьпение эффективности укрепления и расширение области применения. Это достигается тем, что после нагревания грунта в него нагнетают воду через расположенную по центру опоры вспомогательную скважину. Одновременно с нагнетанием воды грунт вакуумируют через основные скважины. Последние размещают от центра опоры на расстоянии, равном 0,75 ее радиуса. Достигается снижение энергозатрат в 1,16-1,40 и ускорение процесса в 1,34-1,44 раза. 1 табл. 2 ил.

i

Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению просадочных грунтов, преимущественно в виде опоры, термическим воздействием, и может быть использовано для охраны окружающей среды от загрязнения сточными водами. Изобретение направлено на повышение эффективности укрепления и расширение области применения. Это достигается тем, что после нагревания грунта в него нагнетают воду через расположенную по центру опоры вспомогательную скважину. Одновременно с нагнетанием воды грунт вакуумируют через основные скважины. Последние размещают от центра опоры на расстоянии, равном 0,75 ее радиуса. Достигается снижение энергозатрат в 1,16-1,40 и ускорение процесса в 1,34-1,44 раза. 1 табл. 2 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению просадочных грунтов, преимущественно в виде опоры,термическим воздействием, и может быть использовано для охраны окружающей среды от загрязнения сточными водами.

Цель изобретения - повышение эффективности укрепления и расширение области применения.

На фиг. 1 изображен разрез укрепляемого в виде опоры грунта и скважин, а также размещение основного технологического оборудования и средств технического контроля процесса; на фиг. 2 - расположение скважин в плане и контур опоры.

Способ осуществляют следующим образом.

На взаимно ортогональных диаметрах 1-1 и 2-2 опоры 3 образуют попарно четыре основные скважины 4 на расстоянии 0,75 радиуса от центра опоры 3, а на внешнем контуре 5 опоры 3 образуют четыре вспомогательные скважины 6 на равных расстояниях от центра опоры 3 и от основных скважин 4 и в центре опоры 3 вспомогательную скважину 7. Затем все скважины 4,6 и 7 герметизируются затво- рами 8 с комбинированными патрубками 9, соединенньми соответственно на основных скважинах 4 с генератором 10 горячих газов и через вентили 11с вакуум-насосом 12, на вспомогательных скважинах 6 по внешнему контуру 5 опоры 3 с вакуум-насосом (на фигуре не показано), а на вспомогасл

:Ад

тельной скважине 7 в центре опоры 3 с гидронасосом 13. После этого всю систему проверяют на герметичность и подают в основные скважины 4 горячие газы от генератора 10 горячих газов с одновременным вакуумировани- ем вспомагательных скважин 6, пока грунт на внешнем контуре 5 опоры 3 не нагреется до температуры устранения просадочных свойств, что регистрируется показаниями термопар с самопишущими приборами 14. При этом образуются четыре cnapeHHEJX сегмента 15, сопряженных по контуру вспомогательных скважин 6 на внешнем контуре 5 опоры 3, в которых грунт нагрет от температуры горячих газов в основных скважинах 4, например 500-600 С, что определяется технологическими параметрами генератора 10 горячих газов, до температуры устранения про садочных свойств грунта, например 300-400 0, что определяется опытным путем до начала работ по термическо- му укреплению грунта в опоре. За сче интерференции температурных полей в местах сопряжения их у вспомогательных скважин 4 грунт 16 также прогре,о

вается до 300-400 С. Затем в централ

ную вспомогательную скважину 7 от гидронасоса 13, регулируя давление манометром и реле 17 расхода, нагнетают воду и одновременно вакуумируют основные скважины 4 пока в них не появится пар. При этом вспомогательные скважины 6 на внешнем контуре 5 опоры 3 загерметизированы и отключен от вакуум-насоса, а затем затампон рованы, например, местным грунтом. Укрепленный в виде опоры грунт может быть использован и для очистки сточных вод, поступающих в вспомогательную скважину 7 и откачиваемых через основные скважины 4,

Предлагаемое размещение четырех основных и вспомогательных скважин на взаимно перпендикулярных диаметрах на расстоянии 0,75 радиуса от центра опоры обеспечивает образование в сечении термогрунтовых спаренных сегментов, создающих внешний несущий каркас опоры и устойчивость опоры при замачивании грунта с развивающимися при этом силах сцепления и трения,

i Нагнетание в грунт воды через цент скважину при 300-400° С приводит к ее резкому испарению и разрыву

0

5

0

сплошности укрепленного грунта с образованием комковато-щебенистой структуры, хорошо дренирующей .водные растворы. Прекращение вакуумирования грунта при начале испарения воды в стволе основных скважин обеспечивает сохранение объема укрепленного грунта без разрыва его сплошности в виде оболочки толщиной 0,25 радиуса опоры.

Пример, На строительной площадке осуществляют термическое укрепление просадочного грунта в двух опо- г pax диаметром 8 м, глубиной 4 м. Четыре основные и четьфе вспомогательные скважины пробуривают установками УГБ-50 диаметром 0,2 м на расстоянии 0,75 радиуса, т,е, на 3 м от центра основные и на 3 м от основных вспомогательные на-внешнем контуре, одна вспомогательная скважина - в центре опоры. Скважины герметизируют винтовыми затворами, горячие газы генерируют в калорифере с температурой газов на выходе 600 С, в основных скважинах температура равна 500°С, Для вакуумирования используют вакуум-насосы с давлением разрежения до 0,18 МПа и производительностью 5 . Для откачки воды применяют водоотливные насосы производительностью 24 м /ч, температуру нагревания грунтов измеряли термопарами с самопишущими приборами класса точности 0,5, Работы выполняют по описанной технологии, грунт на внешней границе нагревают до 350°С,

Сравнительный анализ результатов с расчетными данными по известному способу приведен в таблице Таким образом, предлагаемый способ позволяет расширить область его применения на сферу защиты окружающей среды, ускорить процесс в 1,34- 1,44 раза и снизить энергозатраты в 1,16-1,40 раз.

0

5

0

5

Формула изобретенн}

Способ термического укрепления грунта в виде опоры, включающий образование равноудаленных от центра по углам квадрата основных и равномерно расположенных по внешнему контуру и одну по центру опоры вспомогательных скважин, герметизацию скважин, генерирование горячих газов, нагнетание их через основные скважины в грунт, вакуумирование

последнего и нагревание грунта до устранения его просадочных свойств, отличающийся тем, что, JC целью повышения эффек1ивности укрепления и расширения области применения, после нагревания грунта ведут нагнетание в него воды через

Температура газов в скважине,с

Средняя температура нагревания

1530669

расположенную по центру опоры вспо- могательную скважину, а вакуумирова- ние грунта осуществляют через основные скважины одновременно с нагнетанием в него воды, причем удаление основных скважин от центра опоры принимают равным 0,75 ее радиуса.

500 500

1000

/2

.

г

0.251

0.7Sft

в

f 0.75 f I

Q2SA

2

фиг. 2