Способ термического укрепления грун-TOB и уСТРОйСТВО для ЕгО ОСущЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК E02D3/11 E02D3/12 

(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к укреплению грунтов при возведении зданий и сооружений, в частности к термическому укреплению несвязных грунтов, например песчаных.

Известен способ термического укрепления грунта, включающий образование в укрепляемом массиве грунта скважины и подачу в-скважину под давлением воздушного потока с температурой 200-900°С 1.

Недостатком данного способа является невозможность его применения для укрепления несвязных грунтов типа песка вследствие того, что в несвязных грунтах практически не удается предварительно образовывать скважину из-за осыпания ее стенок.

Наиболее близким к предлагаемому является способ термического укрепления грун та, включающий образование скважины, подачу в нее воздушного потока с температурой 200-900°С и укрепление материала под давлением 0,1-16 ати 2.

К недостатку данного способа относится необходимость предварительного образования скважины для введения через ее стенки нагретого воздушного потока и укрепля ющего материала, что исключает его применение для укрепления или образования в несвязных грунтах типа песка дрен, сква жин и тому подобных полостей с укрепленными стенками с использованием их для различных нужд.

Этот способ осуществляется устройством для термического укрепления грунта, включающим пригрузочную плиту, трубу с закрепленным на ее нижнем конце уплотнителем, смонтированный под ним перфорированный стакан и нагреватель воздуха 3.

Недостаток указанного устройства заключается в том, что оно устанавливается в предварительно образованную в грунте скважину, что исключает возможность его применения для укрепления несвязных грунтов.

Цель изобретения - обеспечение укрепления несвязных грунтов типа песка и создания в них. полостей с укрепленными стенками.

Указанная цель достигается тем, что способ термического укрепления грунтов, включающий образование скважины, подачу в нее воздушного потока с температурой 200-900° и укрепляющего материала под давлением 0,1 -16 ати подачу укрепляющего материала осуществляют перед введением воздушного потока, а в качестве укрепляющего материала используют полидисперсную суспензию с удельной поверхностью порошкообразной части равной 4000 4500 , причем подачу укрепляющего ма териала и воздушного потока производят с поступательной скоростью вдоль скважины равной 4-8 м/с.

Кроме того в устройстве для термического укрепления грунта, содержащем пригрузочную плиту, трубу с закрепленным на ее нижнем конце уплотнителем, смонтированный под ним перфорированный стакан и нагреватель воздуха, стакан выполнен с полым конусообразным наконечником, а нагреватель - в виде горизонтально размещенного над уплотнителем кольцевого сопла, причем отношение диаметра перфорированного стакана к диаметру уплотнителя составляет 1-;1, 1 -1,2.

При этом отношение наружного диаметра кольцевого сопла к диаметру уплотнителя равно 1:1, 7-2,0.

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления способа, общий вид; на фиг. 2 - продольный разрез устройства.

Устройство содержит пригрузочную плиту 1 и уплотнитель 2, смонтированный под ним перфорированный стакан 3, диаметр которого для исключения забивания отверстий грунтом Б 1,1 -1,2 раза меньше диаметра уплотнителя 2, и над ним горизонтально установленное кольцевое сопло 4 для сжигания горючей смеси. Уплотнитель 2 зaкpeг лен на трубе 5 при помощи опорного кольца 6 и ребер жесткости 7, стакан 3 выполнен с перфорированным полым конусообразным наконечником 8, а для подачи горючей смеси и укрепляющего материала используются трубопроводы 9 и 10, при этом отношение наружного диаметра кольцевого сопла 4 к диаметру уплотнителя 2 составляет 1:1,7-

2,0

Укрепление грунта с помощью устройства осуществляется следующим образом.

На поверхности песчаного грунта устанавливают пригрузочную плиту 1 и через нее в грунт погружают наконечник 2. По мере его погружения по трубопроводам 9 и 10 сначала подают укрепляющий материал- полидисперсную суспензию с удельной поверхностью порощкообразной части 4300см2/г под давлением до 16 ати, практически величина которого составляет порядка 6 ати, при этом суспензия проникает через стенки образующейся скважины 11, предварительно закрепляя прилегающий к ней грунт. Затем к кольцевому соплу 4 подают горючую смесь и устанавливают режим горения. По мере опускания устройства в грунт воздушный поток с температурой 700°С проникает в него, в результате чего происходит окончательное термическое укрепление грунта со спеканием глинистых частиц с поверхностью зерен песка и созданием в порах

грунта пространственных структурных сеток, при этом целесообразно выдерживать оптимальную температуру в пределах 600- 800° G.

В установившемся режиме процесс термического укрепления грунта продолжается дЪ заданной глубины с поступательной скоростью вдоль скважины б м/с,, по окончании которого устройство извлекается и переставляется на новое место, где процесс укрепления група продолжается в той же последовательности.

В результате термического воздействия образуется столбчатый массив укрепленного грунта, может быть также образована полость с укрепленными стенками для использования в качестве дрены или для других целей.

Применение предлагаемого способа термического укрепления грунта и устройства для его осушествления обеспечивает укрепление несвязных грунтов типа песка, что расширяет возможности строительства зданий и сооружений на несвязных грунтах с наименьшими затратами сил и средств.

Формула изобретения

с удельной поверхностью порощкообразной части 4000-4500 , причем подачу укрепляющего материала и воздущного потока производят с поступательной скоростью вдоль скважины 4-8 м/с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 685762, кл. Е 02 D 3/14. 1977.