Способ термического укрепления грунта Советский патент 1991 года по МПК E02D3/11 

1

(21)4693635/33

(22)19.05.89

(46) 23.04.91о Бюл № 15

(71)Московский текстильный институт им АОН0Косыгина

(72)А.ПоЮрданов (53) 624.138,9(088,,8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 538094, кл. Е 02 D 3/11, 1976

Авторское свидетельство СССР № 990961, кл„ Е 02 D 3/П, 1981. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА

(57)Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению термическим воздействием преимущественно связных грунтов в виде опоры, и направлено на повышение производи- тельностИо Это достигается тем, что при введении твердого топлива в скважины на их стенках образуют слой топлива толщиной, равной 0,05-0,1 диаметра скважиныо Во время нагревания грунта в скважины подают сухой грунт с легкоплавкими добавками„ Скважины образуют в виде шпуров с их расположением в плане по углам равностороннего треугольника со стороной, равной четырем диаметрам шпура0 Сухой грунт и стенки шпуров нагревают до их расплавления, а твердое топливо вводят в скважины после продувки грунта воздухом 2 табпо 2 ил 0

о Ј

Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению термическим воздействием преимущественно связных грунтов в виде опоры

Цель изобретения - повышение производительности

На фиг01 изображен разрез скважин и укрепляемого грунта и размещение оборудования; на фиг02 - схема расположения скважинj плано

Способ реализуют следующим образом

В укрепляемом грунте 1 образуют три шпура 2 диаметром 40 - 60 мм в вершинах равностороннего треугольника на расстоянии четырех диаметров ствола шпуров друг от друга, т„е. на расстоянии 160-240 мм, наносят на

стенки 3 скважин 2 слой 4 тонкомолотого твердого топлива, например каменного угля, размельченного до 15-20 мк, толщиной 0,05-0,1 диаметра шпура, 2-6 мм. Перед нанесением слоя топлива 4 скважины 2 герметизируются затворами 5 и грунт 1 продувают сжатым воздухом до осушения его от свободной воды на два диаметра шпуров вокруг каждого из ниХо

После этого скважины 2 повторно герметизируют затворами 5, оборудованными патрубками 6 для монтажа форсунок (не показано) или погружных электронагревателей 7, подключенных через трансформатор 8 к внешней электросети 9о К патрубку 6 через отвод 10 подсоединен компрессор 11 для продувО5Ј

со о Ф ел

&.

ки грунта 1 и нанесения слоя измельченного твердого топлива Затем проверяют всю систему на герметизацию и нагревают грунт в стенках 3 до плав- ления и постепенно, поднимая нагреватели 7, одновременно во всех скважинах 2 заполняют их стволы расплавом 12 до проектной отметки 130 При этом в скважины 2 подается сухой грун с легкоплавкими добавками (не показано),, Температуру грунта определяют термопарами 14 с записывающими приборами 15, а влажность грунта переносными влагомерами0

Бурение шпуров вместо скважин способствует ускорению процесса и снижению стоимости бурения. Размещение шпуров в вершинах равносторонних треугольников создает равномерное укреп- ление грунта между шпурами, при этом создается несущая конструкция с развитой внешней поверхностью 16, а при известном укреплении грунта по поверхности 1 7 потребовалось бы затратить до- полнительно тепловую энергию и время0 Расстояние, равное четырем диаметрам шпуров, является оптимальным

В табло 1 представлены результаты полевых испытаний.

Одновременное заплавление шпуров обеспечивает слияние образующихся обожженных и расплавленных контуров вокруг шпуров в единый объем с равными характеристиками несущей спо- собностИо Нанесение слоя твердого топлива создает возможность резкого подъема температуры, что способствует расплавлению грунта и сокращению длительности процесса. Толщина слоя определена из условий удержания тонкомолотой пыли на стенках в процессе нагревания грунта,, При слое менее 2 мм, количество тепловой энергии недостаточно для интенсификации процесса, а свыше 6 мм топливная пыль не держится на стенках0

5

0 5

0

5

0

5

Пример На строительной площадке осуществляют термическое укрепление трех опор в покровном тяжелом суглинке с влажностью 17% по описанной технологии, глубина скважин 3 м, диаметр шпуров 50 мм, толщина слоя угольной пыли 4 мм Оборудование: буровой станок НВВС; компрессор 1IKC-6M; электронагреватель; термопары TXA-XU1 с приборами ЭПП-9М2; влагомер НИВ-2; затворы и устройства для распыления топлива конструкции ВИА0

Сравнительные данные приведены в табл.20

Таким образом, предлагаемый способ сокращает длительность процесса более-чем на 100 ч

Формула изобретения

Способ термического укрепления грунта, преимущественно в виде опоры, включающий образование скважин, их герметизацию, продувку грунта сжатым воздухом, генерирование в скважинах теплового потока, введение в скважины тонкомолотого твердого топлива и нагревание грунта до заданной температуры, отлич а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения производительности, в процессе введения в скважины твердого топлива осуществляют образование на их стенках слоя топлива толщиной, равной 0,05-0,1 диаметра скважины, во время нагревания грунта производят подачу в скважины сухого грунта с легкоплавкими добавками, а образование скважин ведут в виде шпуров с их расположением в плане по углам равностороннего треугольника со стороной, равной четырем диаметрам шпура, при этом сухой грунт и стенки шпуров нагревают до их расплавления, продувку грунта воздухом ведут после образования скважий, а введение в скважины твердого топлива осуществляют после продувки грунтав Таблица I

Показатели

Предлагаемый способ Опора 1 Опора 2 Опора 3

Длительность процесса, ч Расход тепловой энергии МДж/м Диаметр скважин

Фиг.1

Таблица2

Известный способ

1990 50

2610 50

114

2000 150

г

Фиг. 2