Способ закрепления грунтов Советский патент 1993 года по МПК E02D3/12 

Изобретение относится к строительству и может использоваться при сооружении объектов на грунтах с низкой несущей способностью.

Известен способ восходящей инъекции, включающий забивку трубы в грунт до заданной глубины. После ее промывки трубу соединяют с насосом, и поднимая ее на 20- 30 см нагнетают готовый раствор в грунт. Затем операции повторяют.

Недостатком способа является ограничение по глубине инъектирования и возможность прихвата трубы отвердевшим раствором или его схватывание внутри трубы, что снижает качество работ.

Наиболее близким техническим решением является способ закрепления грунтов, включающий бурение скважин на заданную глубину, послойное раздельное нагнетание

двух компонентов закрепляющего раствора и их смешивание в скважине.

Недостатком способа является низкое качество закрепления грунта, обусловленное отсутствием стабилизации величины по- перечного сечения зоны закрепления массива.

Цель изобретения - повышение качества закрепления грунта.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе включающем бурение скважин на заданную глубину, послойное раздельное нагнетание основы и отвердите- ля закрепляющего раствора и их смешивание, бурение скважин осуществляют с помощью бурового оборудования с двухтрубной коаксиальной колонной, по которой затем обеспечивают подачу основы и отвер- дителя закрепляющего раствора раздельно

VI

чэ

ел со

VI

с последующим смешиванием их на выходе из колонны, при этом осуществляют поэтапный подъем бурильной колонны с переменным уменьшающимся к устью скважины шагом при постоянном объеме нагнетания закрепляющего раствора.

На фиг.1 показана фаза бурения скважины; на фиг.2 - фаза промывки буровой колонны; на фиг.З - фаза подъема на первый шаг; на фиг.4 - фаза инъектирования пер- вого шага; на фиг,5 - фаза подъема снаряда на второй шаг; на фиг.6 - фаза инъектирования второго шага, на фиг.7 - фаза инъектирования п-го шага.

Способ осуществляют следующим об- разом.

Бурят скважины 1 на полную глубину, например, станком типа УРБ-2А-КГК-100, у которого буровой снаряд предназначен для гидротранспорта выбуриваемого керна по- роды и включает двухтрубную коаксиальную бурильную колонну 2. По межтрубному кольцевому пространству подают воду, а через внутреннюю трубу выдают выбуренную породу (фиг.1). На поверхности устье каж- дои скважины 1 герметизируется кондуктором 3 на глубину 0,5-1 м. Пробурив скважину на полную заданную глубину, поднимая колонну 2 на высоту hi 0,5-0,7 м (первый шаг подъема), осуществляют про- мывку труб колонны 2 (фиг.2-3). Затем через внутреннюю трубу бурильной колонны 2 подают основу (например, раствор карба- мидной смолы), а по кольцевому межтрубному пространству -- отвердитель (например, раствор щавелевой кислоты) закрепляющего раствора в соответствующей дозировке, обеспечиваемой насосно-дози- рующей установкой (на чертеже не показано). Смешивание компонентов (основы и отвердителя) производят на выходе из бурильной колонны 2 в скважине 1 (фиг.4), что обеспечивает закрепление песков 4 в зоне 5 нагнетания. Далее, бурильную колонну 2

поднимают на следующий шаг h2, меньше первого hi. Величина h2 каждого последующего шага определяется зависимостью:

hi - hi (hi +Ki-1

где hi - величина первого шага, м;

i 1,2,3,..., п - порядковый номер шага.

При этом на каждый шаг подъема нагнетают постоянный объем раствора (фиг.6). Этим выравнивается гравитационное влияние массы вертикального столба раствора на постоянство поперечного сечения зоны 6 закрепления массива песка 4 (фиг.7).

Далее циклы пойнтер вального закрепления повторяют до поверхности или до кровли водоносного песчаного пласта для каждых смежных скважин, образуя массив, состоящий из смыкающихся между собой цилиндрических столбиков закрепленного песка (на чертеже не показано).

Предложенный способ позволяет повысить качество закрепления, так как повышается надежность смыкания цилиндрических зон массива.

Фор м у ла изобретения

Способ закрепления грунтов, включающий бурение скважины на заданную глубину, послойное раздельное нагнетание двух компонентов закрепляющего раствора и их смешивание в скважине, отличающий- с я тем, что, с целью повышения качества закрепления, послойное раздельное нагнетание двух компонентов закрепляющего раствора выполняют посредством двухтрубной концентричной буровой колонны с постоянным объемом нагнетания в каждом слое при пошаговом подъеме буровой колонны снизу вверх, при этом величина каждого последующего шага определяется

зависимостью hi:

hi .fh|+1V-T П1 v hi

где hi - величина первого шага, м;

i 1,2,3....n - порядковый номер шага.

Вода .Вода

Оснода

Отбеодителб

Использование: строительство, сооружение объектов на грунтах с низкой несущей способностью. Сущность изобретения: в закрепляемом грунте бурят на заданную глубину скважины. В них послойно раздельно нагнетают два компонента закрепляющего раствора и смешивают их в скважине. Послойное раздельное нагнетание двух компонентов закрепляющего раствора выполняют посредством двухтрубной концентричной буровой колонны с постоянным объемом нагнетания в каждом слое при пошаговом подъеме колонны снизу вверх. Величину каждого последующего шага определяют из зависимости: . . ,hi + 1N j-1 . hi hi (-г--) , где hi - величина первого шага, м; i 1, 2, 3,..., п- порядковый номер шага. 7 ил.

фаг.5

фиг.6

Составитель А.Зуенко Редактор С.КозловаТехред М.Моргентал Корректор Н.Милюкова

Заказ 138Тираж Подписное

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

фиг. 7