Способ термического укрепления слоя просадочного грунта Советский патент 1990 года по МПК E02D3/11 

Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению просадочных грунтов термическим воздействием при относительно низких температурах нагревания.

Сель изобретения - сокращение длительности процесса при укреплении замачиваемого подтапливаемыми водами слоя.

На чертеже изображена скважина и укрепляемый слой грунта, разрез; расположение основного технологического оборудования и средств технического контроля процесса.

Способ осуществляют следующим образом .

В слое грунта I над водонасыщенным массивом 2, зплетающим уровня непросадочного горизонта 3, образуют равномерно скважины 4 на всю глубину 5 слоя и герметизируют их на уровне верха 6 слоя 1 зтворами 7, соединен- ньми с перфорированными трубопроводами 8 на глубину слоя I и комбинированны- | ми патрубками 9, подключенными к генератору горячих г .пов 10 и вакуум- насосу 11. Измерение и контроль температуры и н. ыжнос ги осуществляют сиетемой термо- и влагодатчиков 12 с реле 13. После проверки всей системы на герметичность скважины 4 вакууми- руют и вода из водонасыщенного слоя 2 поступает в слой 1, насыщая в нем грунт до степени влажности 0,8, являющейся нижней границей образования свободной влаги и оптимальной подвижности ее в грунте. Для лучшей фильт- рации воды и равномерного ее распределения в слое 1 грунт нагревают до температуры, равной 80-90 С, нагнетанием горячих газов от генератора 10, поддерживая вакуум, численную величину которого определяют в соответствии с зависимостью

Р 0,07-Т - 6,

где Т - температура нагревания грун-

та, °С;

0,07 - опытный коэффициент, численно равный величине градиента давления на 1 С нагревания воды в грунте, кгс/(см2 °С); 6 - опытный коэффициент, кгс/см2.

Затем давление газов повышают до величины, вычисляемой по зависимости для 120 - 140°С, и нагревают грунт в слое 1 до этой температуры. Расход массы горячих газов регулируют вентилями 14.

Оборудование скважин перфорированными трубопроводами на высоту слоя исключает их оплывание при подсосе влаги в слой из нижнего водонасыщенного горизонта и ускоряет фильтрацию воды в укрепляемый грунтовый слой. Нагревание грунта до 80 - 90°С после вакуумирования исключает испарение воды и фильтрацию ее паров в вышележащие горизонты, этому способствует и поддерживание вакуума в процессе первого этапа нагревания грунта. Температура нагревания 120 - 140 С является оптимальной для равномерного распределения воды в объеме укрепляемого слоя грунта, одновременно являясь и Достаточной для устранения

ПРОСЭДОЧНЫХ СВОЙСТВ Грунта.

Пример. На строительной площадке осуществляли термическое укрепление слоя просадочного суглинка, залегающего на глубину 12 м, и водонасыщенного грунта, в том числе на 4 м. Высота просадочного слоя укрепляемого грунта 6 м, герметизация скважин выполнена на 2 м от поверхности земли.

Работы выполняли по описанной технологии на трех участках с разным расстоянием между скважинами, равным 2- 3-4 м. Начальная степень влажности грунта в слое изменялась от его подошвы до верха, уменьшаясь от 0,94 до 0,68. Для работы использовалось оборудование: буровая установка ЛБУ-50, генератор горячих газов УСВ-ЗООН с температурой газов на выходе 300 С, вакуум-насосы РМК-4, термопары типа ТХА-УШ с самопишущими приборами ЭГОТ- 9М2, реле влажности и температуры комбинированное конструкции Запорожского НИИСК, затворы винтового типа конструкции ХабИИЖТа. Генератор горячих газов был соединен с компрессором ЗИФ-55 с максимальным избыточным давлением 5,8 кгс/см . Температура нагревания водь) в грунте на первом этапе 80-90°С, на втором 120-140°С. После вакуумирования степень влажности возросла в среднем до 0,82 - 0,84.

Сравнительный анализ известного и предложенного способов приведен в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить длительность работы в 1,2-2,4 раза.

Формула изобретения

Способ термического укрепления слоя просадочного грунта, включающий образование скважин, их герметизацию на уровне верха слоя, нагнетание в грунт горячих газов в два этапа с нагреванием его на первом этапе до 80-90°С и вакуумирование грунта, о т- личающийся тем, что, с целью сокращения длительности процесса при укреплении замачиваемого подтапливаемыми водами слоя, во время герметизации скважин осуществляют упрочнение их стенок на высоту укрепляемого слоя посредством перфорированных трубопроводов, вакуумирование грунта ведут до и во время первого этапа нагнетания горячих газов, а на втором этапе нагнетания горячих газов производят нагревание грунта до 120-140°С, причем вакуумирование грунта перед первым этапом нагнетания горячих газов ведут до достижения им влажности, равной нижней границе образования свободной воды, а величину вакуума и избыточного давления горячих газов на втором этапе их нагнетания принимают

31567735

ранным -значению, определяемому из за-Q 07

висимостн

6

Р 0,071 - 6,

где Т - температура нагревания грунта, °С;

опы.ный коэффициент, численно равный градиенту давления в грунте при нагревании в нем воды на 1°С, кгс/(см 0С); - опытный коэффициент, кгс/см .

Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению просадочных грунтов термическим воздействием при относительно низких температурах нагревания и направлено на сокращение длительности процесса при укреплении замачиваемого подтапливаемыми водами слоя. Это достигается тем, что во время герметизации скважин их стенки упрочняются на высоту укрепляемого слоя посредством перфорированных трубопроводов. Вакуумирование грунта ведут до и во время первого этапа нагнетания горячих газов в грунт, который на первом этапе нагревается до 80-90°С, а на втором - до 120-140°С. Вакуумирование грунта перед первым этапом нагнетания горячих газов ведется до повышения его влажности, равной нижней границе образования свободной воды. Величину вакуума и избыточного давления горячих газов на втором этапе их нагнетания определяют по предлагаемой математической зависимости. Достигается сокращение длительности процесса от 1,2 до 2,4 раза. 1 табл., 1 ил.

Редактор Н.Горват

Составитель А.Прямков Техред Л.Сердюкова

Заказ 1308

Тираж 544

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор Н.Король

Подписное