Способ погружения колонны в грунт Советский патент 1993 года по МПК E21D1/08 

пара с льдистыми включениями до образования однородной грунтовой суспензии, причем высоту разрыхленной зоны назначают в пределах 4-8 диаметров колонны.

Цель достигается также тем, что давление нагнетания пара в разрыхленную зону под скважиной.назначают в соответствии с зависимостью

РР Ро ,

Пс

где Рр-давление нагнетания пара в разрыхленную зону под скважиной, МПа;

Ро - давление перевода грунта в грунтовую суспензию в опытной скважине, определяемое экспериментально на площадке погружения колонны, МПа;

пр - пористость разрыхленной зоны, %;

пс - пористость выбуренного из скважины грунта после обратного заполнения скважины, %..

К существенным отличиям предложенного способа погружения колонны в грунт относятся первоначальное образование в области погружения колонны скважины, образование под скважиной разрыхленной зоны диаметром, равным диаметру скважины; последующее .заполнение скважины выбуренным из нее грунтом, перевод жидкости перед подачей ее в область погружения колонны в пар, подача жидкости в зону погружения колонны путём нагнетания и перемешивания пара с льдистыми включениями до образования однородной грунтовой суспензии, погружение колонны по окончании процесса подачи в область погружения жидкости, назначение высоты разрыхленной зоны в пределах 4-8 диаметров колонны, назначения давления нагнетания пара в разрыхленную зону под скважиной в соответствии с зависимостью

(1-).

Первоначальное образование в области погружения колонны скважины, последующее заполнение ее выбуренным из скважи- ны грунтом, перевод жидкости перед подачей ее в область погружения колонны в пар, подача жидкости в зону погружения колонны путем нагнетания и перемешивания пара с льдистыми включениями до образования однородной грунтовой суспензии и погружение колонны по окончании процесса подачи в область погружения жидкости приводит к непосредственному повышению надежности погружения колонны в грунт. Образование под скважиной разрыхленной зоны-диаметром, равным диаметру скважины, назначе

ние высоты разрыхленной зоны в пределах 4-8 диаметров колонны, а также назначение давления нагнетания пара в разрыхленную зону под скважиной в соответствии с выше5 приведенной зависимостью приводят к повышению надежности связи колонны с окружающим ее массивом в вечномерзлых грунтах с льдистыми включениями по нижеперечисленным причинам: образованию

10 под скважиной разрыхленной зоны без выемки грунта на дневную поверхность, что позволяя получить в этой зоне грунтовую суспензию с большим содержанием грунта, чем в остальной части скважины; назначе15 нию высоты разрыхленной зоны в пределах 4 -8 диаметров колонны, что позволяет непосредственно повысить надежность связи колонны с окружающим ее массивом, о чем свидетельствует акт испытаний; назначе20 нию давления нагнетания пара в разрыхленную зону под скважиной в соответствии с вышеприведенной зависимостью, что позволяет проводить образование грунтовой суспензии в скважине. Заполненной выбу25 ренным из нее грунтом, и в разрыхленной зоне под скважиной в одинаковых условиях. Таким образом, все вышеперечисленные отличия предложенного способа погружения колонны в грунт непосредственно

30 связаны с достижением цели, что и является доказательством их существенности.

На фиг.1 изображена скважина для осуществления способа погружения колонны в грунт после выбуривания грунта и образова35 ния разрыхленной зоны,(продольный разрез); на фиг.2 - то же в момент подачи в Скважину, заполненную выбуренным из нее грунтом, пара; на фиг.З - то же после погружения в скважину, заполненную однород40 ной грунтовой суспензией, колонны.

Способ погружения колонны в грунт согласно изобретению реализуют следующим .образом.

В грунтовом массиве 1 изве.стным спо45 собом образуют скважину 2, складируя выбуренный из скважины 2 грунт 3 на дневной поверхности в непосредственной близости от скважины 2. Под скважиной 2 образуют разрыхленную зону 4 диаметром, равным

50 диаметру скважины 2, и высотой в пределах диаметров колонны 5. После этого скважину 2 заполняют выбуренным из нее грунтом 3, а в зону погружения колонны 5 осуществляют подачу пара путем его нагне55 та ния через паровую иглу 6 (через шланг 7 от парообразования - на фигурах не показан) и перемешивания с льдистыми включе- « ниями до образования однородной грунтовой суспензии 8. В образованную грунтовую суспензию 8 известным способом под действием внешней нагрузки погружают колонну 5. При нагнетании пара в разрыхленную зону под скважиной его давление назначают в соответствии с зависимостью (1).

Указанная зависимость выведена из условия пропорциональности давления нагнетания пара в грунт его пористости

Рр:пр Р0:пс.

Примером использования изобретения может служить погружение колонны в грунт при нижеперечисленных геометрических характеристиках объекта:

.глубина погружения колонны 6 м,

размеры колонны 350x350 мм2,

эквивалентный диаметр колонны 400 мм,

высота разрыхленного слоя 2 м.

Базовый объект совпадает с прототипом, Им является способ погружения колон- ны в грунт, включающий заглубление колонны под действием внешней нагрузки и подачу в область погружения жидкости под давлением.

Недостатком этого способа являются низкая надежность погружения и связи ко- лонны с окружающим ее массивом в вечномерзлых грунтах с льдистыми включениями.

Экономический эффект от использова- ния изобретения точному расчету не поддается. Положительный эффект заключается в повышении надёжности погружения и связи колонны с окружающим ее массивом в вечномерзлых грунтах с льдистыми включе- ниями.

Формула изобретения

1. Способ погружения колонны в грунт, включающий заглубление колонны под действием внешней нагрузки и подачу в область погружения жидкости под давлением, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности погружения за счет связи колонны с окружающим ее массивом в вечномерзлых грунтах с льдистыми включениями, первоначально в области погружения колонны образуют скважину, а под последней - разрыхленную зону с диаметром, равным диаметру скважины, скважину заполняют выбуренным из нее грунтом, затем осуществляют подачу жидкости, которую предварительно в область погружения переводят в пар путем нагнетания и перемешивания пара с льдистыми включениями до образования однородной грунтовой суспензии, причем высоту разрыхленной зоны назначают в пределах 4 : 8 диаметров колонны, после чего осуществляют погружение колонны.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что давление нагнетания пара в разрыхленную зону под скважиной назначают в соответствии с зависимостью

Ъ

где Рр-давление нагнетания пара в разрыхленную зону под скважиной, МПа;

Ро - давление перевода грунта в грунтовую суспензию в опытной скважине, определяемое экспериментально на площадке погружения колонны, МПа;

пр - пористость разрыхленной зоны, %;

пс - пористость выбуренного из скважины грунта после обратного заполнения скважины, %.

Использование: в горном строительстве, при проведении вертикальных горных выработок, погружении свай и других конструкций в вечномерзлый грунт с льдистыми включениями. Сущность изобретения: при Изобретение относится к горному строительству и может быть использовано при: проведении вертикальных горных выработок, погружении свай и других конструкций в вечномерзлых грунтах с льдистыми включениями. Целью изобретения является повышение надежности погружения и связи колок- ны с окружающим ее массивом в вецномерзлых грунтах с льдистыми включениями., Цель достигается тем, что по способу погружения колонны в грунт, включающему бурении в грунтовом массиве скважины под последней образуют разрыхленную зону диаметром, равным диаметру скважины, и высотой в пределах 4-8 диаметров колонны, Затем скважину засыпают выбуренным из нее грунтом, в зону погружения колонны осуществляют подачу пара путем его нагнетания через паровую иглу и перемешивания с льдистыми включениями до образования однородной грунтовой суспензии, после чего в последнюю погружают колонну. При нагнетании пара в разрыхленную зону под скважиной его давление назначают в соответствии с зависимостью РР Р0 (пр/пс) МПа, где Рр - давление нагнетания пара в разрыхленную зону под скважиной, МПа; Р0 - давление перевода грунта в грунтовую суспензию в опытной скважине, определяемое экспериментально на площадке сооружения колонны, МПа: пр - пористость разрыхленной зоны, %; пс - пористость выбуренного из скважины грунта после обратного заполнения скважины, %. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. заглубление колонны под действием внешней нагрузки и подачу в область погружения жидкости под давлением, первоначально в области погружения колонны образуют скважину, а под последней - разрыхленную зону диаметром, равным диаметру скважины, после чего заполняют выбуренным из нее грунтом, при этом погружение колонны производят по окончании процесса подачи в область погружения жидкости, перед подачей которой последнюю переводят в пар, а саму подачу в зону погружения осуществляют путем нагнетания и перемешивания (Л С IOO ю ю |0 и 0