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

(54) СПОСОБ ТЕР ШЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА Изобретение относится к строитель ству, в частности к укреплению грунта термическим воздействием, и может быть использовано для укрепления оснований, откосов, изготовления свай, подпорных и других стен. Известен способ термического укреп ления грунта, включающий бурение сква жин, размещение электродов, подключение их к источнику электроэнергии, нагревание грунта до спекания 1. Недостаток этого способа заключается в неэффективном использовании электродов, что приводит к снижению производительности. Наиболее близким к предлагаемому является способ термического укрепле ния грунта, включающий бурение скважин, размещение в них токопроводящего материала, подвод к последнему электроэнергии, нагрев грунта до спе кания, извлечение токопроводящего материала и заполнение скважин грунтом 2 , Существенный недостаток этого спо соба заключается в относительно высокой cTOiwocTH спекания грунта, обу ловленной , в основном, стоимостью эдектродов, изготовляемых из высокопрочного термографита, причем требования к прочности блектродов определяются условиями их транспортирования и монтажа. Цель изобретения - снижение стоимости работ. Поставленная цель достигается согласно способу, включающему бурение скважин, размещение в них токопроводящего материала, подвод к последнему электроэнергии, нагрев грунта до спекания, извлечение токопроводящего материала и заполнение скважин грунтом, при котором бурение скважин осуществляют наклонно с последовательньлм чередующимся соединением их устьями и нижними частями в виде зигзагообразного профиля, при этом используют токопроводящий материал с температурой плавления, превышающей температуру спекания грунта. На фиг. 1 изображена схема размещения скважин в грунте; на фиг, 2 схема заполнения скважины токопроводящим материалом; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - варианты расположения скважин, вид в плане. Способ осуществляют следующим образом. На участке работ бурят скважины 1 наклонно, последовательно соединяя ИХ нижние части и устья. При этом в плане скважины 1 размещают с учетом конфигурации образованного в результате спекания грунта массива 2. Затем скважины 1 заполняют токопроводящим материалом 3, температура которого на 200-800° С выше температуры «спекания- грунта. В качестве материал можно использовать, например, порошко образный термографит. Токопроводящий материал 3 уплотняют в скважинах 1 приспособлением 4 со штоком 5. После заполнения скважин 1 в устьях первой и последней из них монтируют контакторы 6, которые подключают к источнику 7 питания электрической энергии Контакторы б выполняют подвижными, перемещая их при возможном доуплотнении материала 3 в процессе работ. Спекание грунтового массива 2 продолжают в течение времени, определяе мого из соотношения. где L- йлина скважин/ м; г- радиус .спекания грунта, м; а„- скорость спекания грунта, мЗ/ч; . €- толщина смыкания смежных цилиндров изспекшегося гру та, м; Dg - диаметр электрода, м. Работы продолжают до тех пор, пока температура спекания не достигнет внешней гра:ницы 8 укрепляемого маесива 2 грунта, что определяется пока заниями термопар 9, соединенных с са мопишущими приборами 10. Применение порошкообразного материала для изготовления электродов непосредственно на строительной площадке на только сокращает их стоимость, но и повышает надежность в ра боте, так как готовые электроды поставляются длиной 1-2 м, а соединяющи их приспособления ухудшают контакт. Ввиду того, что Токопроводящий материал имеет более высокую, чем грунт температуру спекания, он остается в относительно рыхлом состоянии, после окончания работ по спеканию грунта свободно извлекается из скважин и может использоваться многократно. Последовательное зигзагообразное размещение скважин позволяет образовывать различную конфигурацию упрочненных до спекания объемов грунта, а также уменьшает число подключений к источнику электроэнергии. Пример На участке работ выполняют термическое укрепление суглинистого грунта с естественной влажностью 0,12. Скорость .обжига по опытам 0,6 м/ч для и 1,1 . для 800 С. По проекту толщина смыкания термогрунтовых цилиндров 0,5 м и радиус спекания Грунта 1,05 м. Скважины бурят под углом ЗО друг кдругу диаметром 0,1 м с помощью установки ЛБУ-15 на -лубину 5 м. В качестве заполнителя применяют термографитовый порошок ТГ-20 с температурой начала спекания 2000с . Забивку скважин выполняют трубчатым приспособлением с уплотняющим штоком. Контакторы забивают в материал электродов с помощью приставки к ЛБУ-15. По контуру спекаемого массива устанавливают термопары ТХА-ХП, подключенные к самопишущим приборам типа ХА класса точности 0,5. Присоединение к внешней сети выполняют через систему трансформаторов АОМК 100/0,.5; ОСУ 80/0,5 с изменением силы тока и напряжения соответственно в интервалах 1200-2000 А и 30-50 В. На участке обжигают 8 скважин на двух площадках. На спекание грунта согласно соотношению (1) затрачено 27 ч на первой площадке и 32 ч на второй. Одновременно выполняют работы на двух площадках в аналогичных условиях согласно известному способу.- Результаты сравнения приведены в таблице. Таким образом, предлагаемый способ позволит снизить стоимость термического укрепления грунта на 20-23% и продолжительность на 16-26%.

Производительность спекйния грунта при 1200с,м/ч

3

Стоимость 1 м грунта, обожженного до 1200° С, руб/м

в том числе электродов

1,1

1,1

39

35 16

16

Формула изобретения

Способ термического укрепления грунта, включающий бурение скважин, размещение в них токопроводящего материала/ подвод к последнему электроэнергии, нагрев грунта доспекания, извлечение токопроводящего материала и заполнение скважин грунтом, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости работ, бурение сквг1жин осуществляют .наклонно с последовательным чередующимся соединением их устьями и нижними частями в виде зигзагообразного профиля, при этом используют токопроводящий материал с температурой плавления, jnpeBbiшающей температуру- спек&ниягрунта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. Е 02 D 3/11, Т980.