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

Изобретение относится к строительству оснований и фундаментов зданий и сооружений-путем термического укрепления грунта..

Известен способ термического укрепления грунта., включающий бурение скважины, герметизацию ее затвором, сжигание в скважине горючих смесей, нагнетание горячих газов в грунт 1,

Наиболее-близким к предлагаемому является способ термическрго укрепления грунта, включающий бурение скважины, ее герметизацию, подачу в скважину горючих смесей, розжиг смесей с образованием факела и нагнетание горячих газов в грунт 2,

Недостатком указанных способов является относительная большая продолжительность обжига грунта, составляющая 1,1-1,2 м/сут, что обусловлено последовательным нагнетанием горячих газов в грунт по высоте скважины.

Цель изобретения - сокращения продолжительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем бурение скважины, ее герметизацию, подачу в скважину горючих смесей, розжиг смесей с образованием факела и нагнетание горячих газов в грунт бурение

скважины ведут ступенчато с уменьшением книзу, во время подачи горючих смесей во вторую и последующуюне нижележащие ступени скважины производят .охлаждение смесей агентом в пределах вышерасположенных ступеней, а образование факела осуществляют на каждой ступени скважины.

При этом подачу горючих смесей

10 на каждую ступень, кроме нижней, производят равномерно по периметру скэажины, розжиг горючих смесей ведут последовательно снизу вверх, а в качестве охлаждающего агента используют

15 воду.

На фиг, 1 изображена скважина и укрепляемого массива грунта, продольный разрез; на фиг, 2 - схема расположе,ния трубопроводов для подачи го20рючих смесей и охлаждающего агента,

Технология способа состоит в следующем.

Вначале бурят скважину 1 на высоту нижней ступени 2 диаметром .15025 180 мм, добуривают верхнюю ступень 3 диаметром, например, 180-240 мм. Затем монтируют отсекатель 4, разделяющий друг: от друга ступени 2 и 3, с отверстием 5 для ввода электрического или иного запальника 6, После этого устанавливают нижнюю часть за-зора 7, монтируют трубопроводы 8,9 и перфорированный трубопровод 10, предназначенные для ввода в скважину 1 горючих и дополнительного воздуха или воды, и трубопровод кольцевого распыления 11 горю их смесей в верхнюю ступень 3 и монтируют крышку затвора 12, на которой размещен патру бок 13. Затем бурят шпур 14 по внешнему контуру 15 укрепляемого массива грун та 16 и устанавливают в нем многоспайные термопары 17, соединяя их с самопишущим прибором 18. Разжигают горючие смеси с образованием факела 19 в нижней ступени 2 с помощью запальника 6, который опус кают в отверстие 5в отсекателе 4 и выводят ступень 2 на рабочий режим. При этом по трубопроводу 9 подают воздух или воду. Затем зпальник 6 перемещают вверх на уровень кольцевого распылителя 11 и образуют факел 20 на эторой верхней ступени 3, выводя ее также на рабочий режим. ЗагГальник б извлекают из скважины 1 через патрубок 13, который служит для визуального контроля за процессами сгорания ГОРЮЧИХ смесей в скважине 1. В верхнюю заходку воздух или вода подается через перфорированный трубопровод 10 Сжигание горючих смесей и нагнетание горячих газов в укрепляемый массив грунта 16 осуществляют, пока расчетная температура не достигнет его внешнего-контура 15, что фиксируется показаниями термопар 17 и самопишущих приборов 18. Сокращение продолжительности термического укрепления грунта в предлагаемом способе достигается за счет одновременного теплообмена по всей высоте скважины 1. При этом такая возможность обеспечивается тем, что трубопроводы подачи горючих смесей 8 на участках скважины 1, проходящих через верхние ступени 3, охлаждаются воздухом или водой. Данное обстоятельство исключает воспламенение горючих смесей в верхних заходках. В качестве охладителя целесообразнее применять воду, которая служит не только для охлаждения трубопровода 8 подачи горючих смесей, но и в качестве добавки, интенсифицирующей теплообмен между горячими газами и грунтовой стенкой скважины 1. На фиг. 1 изображена скважина 1 с двумя ступенями 2 и 3 по высоте, что при длине факела .8-12 м соответствует глубине укрепляемого массива на 16-24 м. Пример 1. На участке работ производилось термическое укрепление основания фундаментов из лессового просадочного грунта отдельными столбами диаметром 2 м. Скважины бурились станком ПВВС-15 на глубину 20 м, двумя .ступенями по 10 м каждая. Диаметр первой ступени был равен 0,15 м, второй - 0,2 м. Применялись горючие смеси из природного газа, теплотворной способностью 35 мДж/м, а сжатый воздух подавался от компрессора ДК-9М под давлением 0,2 МПа. Температура воспламенения горючих смесей составиQa 550°С, а скорость обжига грунта О, 4 М7Ч. Сопоставительный анализ термического укрепления фундаметра по предлагаемому и известному способам приве- ден в таблице.

Диаметр укрепленного массива

грунта по контуру 300°С, м

Продолжительность-работ, ч

всего:

в т.ч. обжи скважины

Продолжительность работ

на первой ступени

на второй ступени

Затраты труда на 1м

укрепленного грунта, ч/дн

.Себестоимость 1 м укрепленного грунта, р

160 154

154

0,82 6,91