Способ термического укреплениягРуНТА Советский патент 1981 года по МПК E02D3/11 

(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА

1

Изобретение относится к строительству оснований различных сооружений путем термического укрепления грунта с устранением его просадочных свойств.

Известен способ термического укрепления грунта, включающий бу)ение скважины, продувку грунта сжатым воздухом, сжигание в скважине горючих смесей и обжиг грунта при избыточном давлении продуктов горения 1.

Известен также способ термического укрепления грунта, включающий бурение основной и вспомогательных скважин, герметизацию основной скважины, сжигание в ней горючих смесей и подачу горячих газов в грунт под избыточным давлением 2.

Недостатком указанных способов является . высокий расход топлива, который на 45-60% превыщает минимально необходимое его количество и возникает, в основном из-за высокой температуры нагрева грунта и рассеивания тепла в окружающую среду.

Цель изобретения - экономия топлива за счет снижения теплопотерь.

Поставленная цель достигается тем-, что в способе термического укрепления грунта, включающем бурение основной и вспомогательных скважин, гермет4 зг{цию основной скважины, сжигание в ней горючих смесей и подачу горячкх газов в грунт под избыточньгм давлением, бурение вспомогательных скважин производят по контуру внешней границы укрепляемого массива грунта на равном расстоянии друг от друга после сжигания горючюс смесей и подачи горячих газов при достижении температуры г.рунта на внещней границе укрепляемого его массива 30-40 С, после чего осуществляют нагнетание в грунт через основную скважину воды, ее накапливание во вспомогательных скважинах и последующее откачивание.

На чертеже приведена схема расположения скважин.

Способ осуществляют следующим образом.

Бурят основную скважину 1 и герметизируют ее затвором 2 с форсункой 3. Затем в скважину подают горючую смесь и сжигают ее под давлением, например, 0,1-0,5 МПа, а газы, состояише из продуктов горения и нагретого воздуха, нагнетают в укрепляемый массив грунта 4. Сжигание горючей смеси прекращают по достижении на внешней границе 5 температуры 30-40° С. В этом случае необходимая температура грунта, обеспечивающая ликвидацию в нем просадочных свойств, равна 300-400С и находится на определенном расстоянии от внешней гршицы 5 укрепляемого массива грунта 4. Затем снимают форсушу 3 и устанавливают вместо нее патрубок 6, через который подают под давлением в скважину 1 воду и нагнетают ее в нагретый массив грунта 7, а вокруг рабочей скважины по внещнему кон туру укрепляемого массива грунта 4 бурят на равном расстоянии друг от друга не менее трех вспомогательных скважин 8, диаметр которых меньше, а глубина больше диаметра и глубины рабочей скважины 1. Нагнетаемый через скважину поток воды поступает в нагретый массив грунта 7 и вода испаряется. Пары ее под давлением движутся по направлению к вспомогательным скваж1Шам 8 и, проходя через менее нагретые объемы грун та с температурой ниже 100°С, вновь конденсируются и поступают во вспомогательные скважш1ы. При этом зона парообразования постепенно перемещается к внешней границе 5 массива грунта 4. По мере поступления во вспомогательные скважины 8 вода и ее пары откачиваются по трубопроводу 9 в коллектор 10. Замач1шание и пропаривание грунта ведут до тех пор, пока на нешней границе 5 укреп ляемого массива 4 не достигается температура воды и ее паров не ниже , после чего процесс продолжается не менее 2-х ч. Когда грунт стенок вспомогательных скважин 8 в процессе парообразования теряет устойчивость, трубопроводы 9 удлиняют и перфорируют. технология обеспечивает перемещение воды и ее паров по порам и трещинам,

Радиус распространения тегша от основной скважины

Радиус распространения температуры 400° С, обеспечивающей ликвидацию просадочности грунта

1,41

2,72

0,45

1,0 4 многократное испарение и конденсшшю паров по пути от основной к вспомогательным скважинам в условиях повыщенных температур и давления, что способствует интенсивному разрушению структурной связи между частицами грунта и их агрегатами, уплотнению и упрочнению грунтового массива под собственным весом. П р и м е р. На участке работ бурят основную скважину 1 диаметром 0,2 и глубиной 8м. Удаление внешней границы 5 укрепляемого массива грунта 4 от скважины равном 1 м. Затем в скважине осуществляют розжиг горючих смесей и их нагнетание под избыточ ным давлением, равным 0,2 МПа, при этом .л стенки скважины нагреваются до 1000.С. После достижения на границе 5 температуры процесс обжига прекращают, по контуру границы бурят пять равномерно распределенных вспомогательных скважин 8 диаметром 0,1 и глубиной 9 м. Далее через скважину I с помощью установленного вместо форсунки 3 патрубка 6 в грунт заливают воду, конденсат воды и ее пары откачивают из скважин 8 в течение 2-х ч, при зтом температура грунта на границе 5 в начальный период 110° С и в конце периода укрепления 100° С. Одновременно .проводятся работы по термическому укреплению грунта известным способом. В таблице приведены результаты термического укрепления грунта с объемной массой минеральной части 1400 кг/м и массовой влажностью 0,1 предлагаемым и известным способами. Применение предлагаемого способа термнческого укрепления грунта позволяет при обеспечении требуемой степени плотности грунта снизить расход жидкого топлива на единицу объема грунта в 2-3,5 раза.

Продолжение таблицы