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

Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению просадочных грунтов термическим воздействием.

Цель изобретения - повышение эффективности.

На чертеже изображены разрез скважин и укрепляемого грунта и размещение оборудования.

Способ реализуют следующим образом. В укрепляемом грунте 1 образуют два ряда основных 2 и между ними на равном расстоянии А ряд дополнительных 3 скважин, каждая с уширением 4 в нижней части, Затем заполняют скважины 2 и 3 и уширения 4 термостойким материалом 5(песок, мелкий гравий), а в основных скважинах 2 в материал 5 добавляют измельченное твердое топливо в количестве, определяемом по зависимости (I), с добавкой 0,9-1,1% термитной смеси, например алюминия с прокаленной окалиной, герметизируют скважины 2 и 3 затворами 6, соединенными на основных скважинах 2 с компрессором 7, а на дополнительных 3-е вакуум-насосом 8.

4 А2 ( Н Н- Ду ) У ( Сг Тз + ВСп ) М (1) яО.(1+В)(ЗДу+НД2) 1;

где У - объемная масса просадочного грунта, кг/м ;

А - расстояние между рядами скважин, М ;

Dy, DC - диаметры уширения и скважины, м;

О N

о о

CJ

о

Cr. Co удрльная теплоемкость грунта и скрытая теплота парообразования, МДж/(кг.°С)и МДж/кг,

Н - высота скважины, м,

Q - теплота сгорания твердого топлива МДж/кг,

М - опытный коэффициент теплев , терь, равный 1 3,

В - относительная влажность грунта.

Тз - заданная температура нагревания грунта, °С.

После проверки всей системе на герме тичность термитную смесь в основных с к важинах 2 воспламеняют электрозапал ни ком 9 и нагнетают в них сжатый воздух г одновременным вакуумнрованмен at.no.io гательных скважин 3 до rex пор пп( и- грунта 1 полностью не исгыритс сробоо ,.. и физически связанная вода, что фи ется непосредственно по прекрам; шм гь1 хода паров из скважин 3 и соответствие i температуре их стенок 10 от 9П до 1 Затем продолжают ваку/мирование д )п , нительных скважин 3 при загермет з .рг ианных основных, пока эданн- температура, например, 300 400°С для vr т ранения просадочности не достмпк- и, стенок 10, что фиксируют гермопара м 11 записывающими приборами 12, пси эт м огибающая температуры нагревания rpvm 1 принимает вид эпюры 13

Использование в качестве тго чех , го материала кварцевого заполни ( о ный песок или мелкий гравий) о , i твердым топливом и термитной CMI f i it зволяет обеспечить создание темпер 1 v 1300-1500°С с равномерным нагрейс ни ч термостойкого материала и ПОВЫШРНИ s тойчивости стенок скважин Подача cw тиго воздуха в основные с одновременным умированием вспомогательных скважин по зволяет обеспечить интенсивно ст t процесса сжигания твердого топлива и pan номерное охлаждение раскаленного злпоп нителя с преимущественным стоком тепла в направлении ряда вспомогательны гква жин и направленный поток воды и ее паров к дополнительным скважинам и ее интг-н сивное удаление из грунта Количество тер митной смеси, которое определяют опытным путем, составляет 1-1-01% Мри уменьшении этой величины понижается температура нагревания термостойкого мн териала, а повышение ускоряет начало го спекания Уширение создают небольшой обьем аккумулированного тепла внизу ск ва жин, что сокращает расстояние между ог новными и вспомо ательными скважинами ускоряет процесс и снижает тепловые поте ри

Пример На строительной площадке осуществляли термическое укрепление про- садочного грунта на глубину м по описанной технологии Данные лабораторных

испытании Y-1600 кг/м3, B-Q, Dc 0,3 м, D,. 1 м Т} 400°С скважины размещались на участках ,5 и Л 2 м Q 29,4 МДж/кг, добавки термитной смеси из алюминия и прокаленной окалины 1% Оборудование

буровые установки ВГМ 15 с уширителем нзвесным УН 100 диаметр которого 1 м, компрессор ЗИФ 5 вакуум-насос РМК-4, термопары 1ХА ХШ с приборами ЭПП- 9М затворы и патрубки конструкции МИ

е. ги лтраты тепла Ю67 МДж/м3, дп чпльность пооцегга 2Ь и 40 ч объем /к

о

ргч1/1гнмою rpvu ri (| 7Г и 1 м Обьем за поли/ if ля г кчс3 J ni /пшренисм 2,5 v ппццш расход твердою топлива 245 и 136

0 I Дп -ТНЯ/1П H4IUI / vf 1ОНИЙ ПО ti3B6CTHOMV

способу расчетные показатели соответст- в -нно затраты гг иловой энергии 1190 длитeльнocт 32 расстояние А между скважинами А 15м

ЬИзобретение позволяет повысить эффектирность за счет сокращения тепловых затратна 11% и длительности на 23% Формула изобретения пособ термического укрепления про0 гадочною грунта, включающий образова нис основных и дополнительных скважин чх зрмегизацию подачу в грунт воздуха I/, иплени м вврдрцие н скважину из MPiHiennoro твердого топлива вакуумироЬ fi.Ttan1 i рунта двумя последовательными гшчми через дополнительные скважины удолгние из него свободной и физически ( из(иной воды генерирование и на1 нета мме юрячих газов в грунт и его нагревание

0 до сданной температуры с сжиганиемтвер дого топлива, отличающийся тем, что, с ЦРЧЬЮ повышения эффективности, во время образования С пажины ведут уширение и ни ней чаг in погл его производят за

i nodi1 ние дополнительных скважин термо с мчтериаппкч а основных скважин материалом, предварительно смешанным с юрмигной смесью в количестве 0,9 1,1 мчс % пведение твердого топлива осущест0 влчки о основные скважины причем топли- ип nnt двзри гепьно смешивают с к рмостойким материалом и термитной смесью подачу воздуха в грунт, вакуумиро Г Зние последнею на первом этапе и удале- НИР свободной и физически связанной воды 1С лествляют во время его нагревания, а вакуумпрование грунта на втором этапе ве дут до повышения температуры стенок до- i опнительных скнчжин до заданной, npireri образование гчражин ведут тремя

рядами с расположением в среднем дополнительных скважин, а количество К твердого топлива в термостойком материале определяют из зависимости

К f (Л + Ду.1 Тз + ВСг, яО(1 +В)(ЗД + ндГГ

где У - объемная масса просадочного грун- ia, KT/MJ;

А - расстояние между рядами скважин,

Dy, DC - диаметры уширения и скважины, м;

Сг, Сп - удельная теплоемкость грунта и скрытая теплота парообразования, МДж/(кг.°С)иМДж/кг;

Н - высота скважины, м;

Q - теплота сгорания твердого . МДж/кг;

М - опытный коэффицие IT тепловых по- терь, равный 1, 3;

В -относительная влажность ip/нта;

Тз - заданная температура нагревания фунта, °С.

Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению просадочных грунтов термическим воздействием, и направлено на повышение эффективности. Во время образования скважин осуществляют уширение их нижней части, затем скважины заполняют термостойким материалом, а основные скважины - материалом, предварительно смешанным с термитной смесью в количестве 0,9 - 1,1 мас.%. Твердое топливо вводят в основные скважины, причем его предварительно смешивают с термостойким материалом и термитной смесью. Подачу воздуха в грунт, его вакуумирование на первом этаже и удаление из него свободной и физически связанной воды производят во время нагревания грунта. Вакуумирование грунта на втором этапе ведут до повышения температуры стенок дополнительных скважин до заданной температуры. Скважины образуют тремя рядами с расположением в среднем ряду дополнительных скважин, а количество твердого топлива в термостойком материале определяют по математической зависимости, приведенной в тексте описания. 1 ил.

Н