Способ термического укрепления макропористого лессового грунта

. заю Е 02 ЗОБРЕТИТВУ Я ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИЙ. ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИД(71) Московский ордена ТрудовогоКрасного Знамени текстильный кисти тут им. А. Н, Косыгина(56) 1. Авторское свидетельство СССР9 617520, кл. Е 02 0 3/10, 1976.2. Гойчарова Л. В, Основы .искусственного улучшения грунтов. М.,Московский государственный университет, 1973, с. 110-125,(54)(57) СПОСОВ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕП-ЛЕНИЯ ИАКРОПОРИСТОГО ЛЕССОВОГО ГРУНТА, включающий образование скважиныее герметизацию, сжигание в скважи.не горючих смесей при температуре900-12000 С, нагнетание в грунт горячих газов и его высушивание до влажности на границе раскатывания, о тл и ч аю щ и й с я тем, что, сцелью повышения производительности,во время высушивания грунта осуществляют нагнетание в него через скважинупорошкообразного углекислого кальция, а затем ведут нагрев укрепляемого объема грунта до удаления изнего свободной и физически связаннойводы.(изобретение относится к строительству оснований и фундаментов зданийи сооружений на слабых грунтах, преимущественно лессовых, в частностик их укреплению путем термическоговоздействия.Известен способ термического укрепления грунта, включающий .образование скважины, ее герметизацию, сжигание в скважине горючих смесей поддавлением, высушивание грунта вокругскважины, нагревание грунтового массива 1) .Наиболее близким к изобретениюявляется способ темического укрепления лессового грунта, включающий обраэование скважины, ее герметизацию,сжигание в скважине горючих смесейпри 900-1200 аС, нагнетание в грунтгорячих газов и его высушивание довлажности на границе раскатывания 2) 2 ОНедостатками данных способов являются сравнительно низкая. прочность,укрепленного грунта, не превышающая1.,0-1,7 мПа, и относительно высокийрасход топливно-энергетических ресурсов, составляющий 3900-4080 мДж/мукрепленного грунта, что снижает эффективность их применения.,Цель изобретения - повышение.проиэводительности.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу термического укрепления макропористого лессовогогрунта, включающему образование скважины, ее герметизацию, сжигание в.скважине горючих смесей при температуре 900-1200 аС, нагнетание в грунтгорячих газов и его высушивание довлажности на границе раскатывания,во время высушивания грунта осуществляют нагнетание в него через скважину порошкообразного углекислогокальция, а затем ведут нагрев укрепляемого объема грунта до удаленияиз него свободной и физически связан-ной воды. 45На чертеже изображены скважина иукрепляемый массив лессового грунта,разрез, и схема размещения .оборудования и измерительных приборов,Технология .способа состоит в следующем.Вначале бурят скважину 1, герметиэируют ее затвором 2 с горелкой 3,.соединенной с компрессором 4 и резервуаром для топлива 5. Затем проверяютвсю систему на герметичность, и вскважину 1 подают под давлением0,05-0,2 мПа через горелку 3 горючиесмеси б и сжигают их при температурах от 900 С до температуры началаспекания легкоплавких составляющих 60грунта, которая для лессовых грунтовсоставляет 1000-1200 ОС, затем в грунтнагнетают горячие газы, пока близле. жащий к скважине 1 объем грунта невысушится до влажности на границе 5 раскатывания, т.е. до твердого состояния.4После этого в грунте остается физически связанная вода в количестве 7-12. Далее через горелку 3 из агрегата 7 в скважину 1 нагнетают тонкомолотый,углекислый кальций (СаСО), который при температуре в скважине 1 вьиае 900 С разлагается на окись кальция (СаО) и углекислый гаэ (СОу), которые вместе с продуктами горения сжигаемых горючих смесей 8 поступают через стенки 9 скважины 1 в укрепляемый массив лессово.го грунта 10 .,Перемещаясь по порам грунта, окись кальция обволакивает тонким олоем частицы лессового грунта и их агрегаты и реагирует с оставшейся в грунте физически связан- ной водой с образованием гидратаокиси кальция Са(ОН)2, Поступающая вслед эа этим часть СОу, которая непрерывно образуется в скважине 1 при разложении СаСО, вызывает карбо- низацию гидрата окиси кальция. Вновь образовавшийся карбонат кальцйя (СаСО 8) упрочняет внутриконтактные. связи частиц лессового грунта и их агрегатов, ликвидируя при этом про,садочные и пучинные свойства таких грунтов. При этом для протекания реакции образования СаС 03 необходймо удалить иэ грунта свободную и физически связанную воду.Нагнетание в грунтовый массив. 10 молотого СаСО и продуктов его раз" ложения прекращают после насыщения йор грунта на внешнем контуре 11 до 1заданной степени, например 40-60 кг/м, .После этого продолжают нагреваниегрунта, пока на внешнем контуре 11 не удалится свободная и физически связанная вода, что соответствует температуре нагрева грунта на 150- 2000 С.Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет увеличить прочность. грунта, достигаемую при более низких температурах .обработки. Нагревание грунта до более высокой темпе- Ратуры не требуется поскОльку приводит к дополнительной затрате теплрвой энергии.П р и м е р. На строительной площадке производят термическое укрепление лессового просадочного грунта мощностью б м, имеющего пористость 48%, влажность на границе раскатыва" ния 0,08 и температуру начала спекания легкоплавких составляющих 1050 ОС, в виде отдельных опор диаметром до 2 м под башмаки колонн.Три скважины 1 "пробуривают установкой ЛБУдиаметром 0,15 на глубину 3,0 на расстоянии 10 м одна от другой, чтобы исключить их взаимное влияние. Скважины 1 герметиэируют винтовыми затворами 2. Горелки 3 под1048055 Предлагаемый способ Известныйспособ Показатели С прорезями встенках Беэ об- С перфоработки . рированстенок ными скважин .стенками Количество скважин, шт. Температура грунтав стенках скважин, С 1000"1050 10001050 1000-1050 10001050 Диаметр укрепленногомассива грунта, м 2,0 1,0 1,0 1 0 Общая продолжительностьтермического укреплениягрунта, ч 102 21 42 Расход материальнотехнических ресурсов,кг/мэ 54,260,1 50,6 47,4 углекислого кальцияжидкого топлива 42,8 47 8.54,8 т а ва в а т т вт ю т ю а ю е е Е ю Ею СоставнФЬль А. ПрямковРедактор Н. Щвыдкая ТехредК,ИыцьоКорректор Г. РешетникЕе юв аеюю юююеюееееетва ттввавюттЗаказ 7880/33 Тираж 6 ФЗ ПодписноеВниипи Государственного комитета СССРпо делам изобретевй и открытий113035 Москва, Ж,Раушская наб., д. 4/5юефилиал ППП "Патентф, г. ужгород, ул. Проектная, 4 3соединяют к передвижным Компрессорам4 производительностью до 6 м/мин и,давлением до О,6 мПа, а также к рЕэервуарам для топлива 5 емкостью1 м, в качестве которого используютсоляровое масло с теплотой сгорання42 манж/кг, Горючие смеси 6 сжигаютпри температуре около 105 доС, покатемпература грунта в радиусе 0,3 и недостигнет 100 ОС; что соответствуетвлажности его на границе раскатыва 10ния, равной 0,08. После этого иэагав, регата 7 в скважину 1 нагнетается .тонкомолотый до"3500 см/г порошокуглекислого кальция СаСО, которыйподают через дополнительный трубо-;: 15провод в горелке 3 по мере, сжигаийя,горючих смесей 6. Подачу прекращают,после. заполнения пор грунта на внею+нем контуре 11 укрепляемого массива . грунта 10 окисью кальция СаО,и ее гид ратом Са(ОН) и нагревания его до температуры 200 С. Степень насыщения грунта Са 0 и Са(ОН) проверяют анализом отбираемых проб, а температура в скважине 1 и внутри укрепляемого массива лессового грунтатермопарами 12, соединенными с самопишущими приборами 13, а также оптическими пирометрами. Одровременно в аналогичных условиях укрепляют грунт известным способом, Сравнительные данные полученных результатов приведены в таблице.1Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить эффективность термического укрепления лессовых грунтов за счет сокращения продол-жительности работ в 1,65 т 2,12 раза.