Способ термического укрепления грунта Советский патент 1982 года по МПК E02D3/11 

Изобретение относится к укреплени пррсадочного грунта при строительст зданий и сооружений, в частности к укреплению грунта термическим воздей,ствием. Известен способ термического укрепления грунта в виде столбчатой структуры, включающий образование скважин и спекание в них грунта горячими газами 1 . Недостатком данного способа является непроизводительный расход тепла из-за удаления 40-ii5% его в атмос феру, что снижает эффективность способа. . . Наиболее близким к предлагаемому является способ термического укрепле ния грунта, включающий бурение скважин, размещение электродов, подключение их к источнику электроэнергии нагрев грунта до спекания с образованием водяных паров 2. Недостаток указанного способа заключается в неэффективном размещёНИИ электродов, повышающем длительность процесса укрепления грунта, при этом удаление образовавшихся в грунте паров осуществляется через открытую поверхность грунта без до- v полнительного ускорения их удаления, что приводит к снижению производительности. Цель изобретения - повышение прюизводительности за счет ускорения отвода водяных паров. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему бурение скважины, размещение электродов, подключение их к источнику электроэнергии, нагрев грунта до спекания с образованием водяных паров, в процессе нагрева грунта осуществляют сбор, конденсирование водяных паров и отвод конденсата, после бурения скважины образуют вокруг нее равномерно расположенные спаренные шпуры под электроды, причем размещение электродов от оси скважины производпт на расстоянии,определяемом соотношения , 0. - 1 m . Ь U N е-{гр а где tg - температура электрода,С , температура спекания груно/. та, С , . расчетная температура в центре скважины. С, опытный коэффициент спекания грунта, , продолжительность спекания грунта, ч, радиус шпура под электрод , м , показатель кривизны термограммы. . Расположение спаренных шпуров производят на расстоянии между ними, определяемом из соотношения , (г) После отвода конденсата осуществляют заполнение скважины грунтом. На фиг. 1 изображен укрепляемый массив грунта с расположенными в нем скважиной и электродами, продольный разрез; на фиг. 2 - размещение шпуров с электродами, в плане. Технология способа заключается в следующем. На участке работ бурят скважину 1 и равномерно вокруг нее на расстоянии от центра, определенном из соотношения (.1), образуют шпуры 2 диамет ром несколько менее электрода 3 для обеспечения его плотного контакт с грунтом.Затем электроды 3 вдавлива ют в шпуры 2, скважину 1 оборудуют перфорированным трубчатым сборником водяных паров; с их конденсатором 5 и соединенным с ним насосным агрегатом 6. После этого электроды 3 под ключают, к источнику 7 электроэнергии при этом расстояние между спаренными шпурами 2 i соответственно между парой электродов 3 определяют из соотношения (2). При подаче электроэнергии к элект родам 3 осуществляется нагрев массива 8 грунта, в процессе которого на92ходящаяся в массиве 8 грунта вода испаряется, а ее пары собираются в трубчатом сборнике k и конденсируются в конденсаторе 5 с последующий отводом конденсата с помощью насосного агрегата 6. По окончании сбора и отвода водяных паров сборник Ц демонтируют, скважину 1 заполняют местным грунтом 9Процесс укрепления массива 8 грунта продолжается до тех пор, пока на внешней границе 10 массива 8 грунта не достигается расчетная температура, замеряемая при помощи термопар 1 Т с самопишущими приборами 12. Пример. На участке работ на двух площадках осуществляется обжиг гнилисГого грунта на глубину 6 м. В опытах скорость обжига составляет О,Об м /ч. Скважины 1 и спаренные шпуры 2 бурят шнековой установкой ЛБУ-50 соответстйенно диа метром и 70 мм. Затем в шпуры 2, размешенные на расстояние 0,8 м друг от друга, вдавливают термографитовые электроды ТГ-80 диаметром 80 мм, а в скважины 1 монтируют перфорированные трубопроводы 4, подключенные к конденсатору 5 с насосом 6. Электроды подключают к внешней электрической сети 7 через трансфор матор АОМК 100/0,5, ОСУ 80/0,5 и СТЭ-24. Напряжение измеряется от 30 до 50 3, а сила тока - от 350 до 2500 А. Продолжительность нагрева до обжига грунта с температурой на внешней границе 10 равной бОО С составляет на первой площадке 1бчи9,6ч-на второй. Температура спекания грунта по результатам лабораторных испытаний составляет .Температура термографитовых электродов поддерживается около 2000 С. Показатель кривизны термограммы ,25. В результате термического укрепления образуются обожженные массивы. 8 на первой площадке объемом 20 м и 13 м - на второй. Одновременно обжиг проводится и известным способом. Результаты сравнения приведены в таблице.

Объем грунта, обожженного через k шпура, размещенных вокруг одной скважины, м

Длительность процесса, г

Производительность обжига грунта до контура температуры 600 С, м /ч

Затраты на 1 м грунта,обоженного при температурах 600-2000 0, ч-дн/м Применение данного способа на пр тике позволит более рационально использовать КПД электродов за счет размещения их с учетом условий рабо и повысить равномерность укрепления грунта. При этом продолжительность работ сокращается в ,5,7 раза, а также снижаются трудоемкость на 35-55 и стоимость на единицу объе ма грунта на . Формула изобретения 1. Способ термического укрепления грунта, включающий бурение.скважины размещение электродов , подключение их к источнику электроэнергии, нагре грунта до спекания с образованием водяных паров, отличающийс я тем, что с целью повышения производительности за счет ускорения отвода водяных паров, в процессе нагрева грунта осуществляют сбор, конденсирование водяных паров и отво конденсата, после бурения скважины образуют вокруг нее равномерно расположенные спаренные шпуры под электроды, причем размещение электродов от оси скважины производят на расстоянии, определяемом из соот ношения ri-i 13 tp -{г fc V, -Tl С: t.

20

30 9.6

16

1,36

1.25 0,83

1,17 е температура электрода,С tpr, - температура спекания, грунта/С, to - расчетная температура в цент°С . ре скважины, опытный коэффициент спекания грунта, , продолжительность спекания грунта ч, радиус шпура под электрод, м, показатель кривизны термограммы. 2. Способ по п.1, отличаюий с я тем, что расположение спанных шпуров производят на расстояи между ними, определяемом из соотшения h2. ГоГ 3- Способ по П.1, отличаюийся тем, что после отвода нденсата осуществляют заполнение важины грунтом. Источники информации, инятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельсто СССР , кл. Е 02 D 7/00, 19692.Авторское свидетельство СССР 92567, кл. Е 02 D 3/12, 1950.

V

х

fui.l