Способ термического укрепления грун-tob и устройство для его осуществления

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.9 (088.8) ае делан нэебретеннй н еткрнтнйДата опубликования описания 05.05.81 72) Авторы мзобретеии В. Варламов и Л. Э. Варламов(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕП,ЛЕНИЯРУНТОВ И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВ,ЛЕН 1Изобретение относится к укреплению грунтов при возведении зданий и сооружений, в частности к термическому укреплению несвязных грунтов, например песчаных.Известен способ термического укрепления грунта, включающий образование в укрепляемом массиве грунта скважины и подачу в.скважину под давлением воздушного потока с температурой 200 в 9 С 1.Недостатком данного способа является невозможность его применения для укрепления несвязных грунтов типа песка вследствие того, что в несвязных грунтах практически не удается предварительно образовывать скважину из-за осыпания ее стенок.Наиболее близким к предлагаемому является способ термического укрепления грун та, включающий образование скважины, подачу в нее воздушного потока с температурой 200 в 9 С и укрепление материала под давлением 0,1 - 16 ати 2 .К недостатку данного способа относится необходимость предварительного образования скважины для введения через ее стенки нагретого воздушного потока и укрепляющего материала, что исключает его применение для укрепления или образования в несвязных грунтах типа песка дрен, сква-, жин и тому подобных полостей с укрепленными стенками с использованием их дляразличных нужд.Этот способ осуществляется устройствомдля термического укрепления грунта, включающим пригрузочную плиту, трубу с закрепленным на ее нижнем конце уплотнителем, смонтированный под ним перфорированный стакан и нагреватель воздуха 3.10 Недостаток указанного устройства заключается в том, что оно устанавливается в предварительно образованную в грунте скважину, что исключает возможность его применения для укрепления несвязных грунтов.Цель изобретения - обеспечение укрепления несвязных грунтов типа песка и создания в них, полостей с укрепленными стенками.Указанная цель достигается тем, чтоспособ термического укрепления грунтов, включающий образование скважины, подачу в нее воздушного потока с температурой 200 - 900 и укрепляющего материала под давлением 0,1 -6 ати подачу укрепляющего материала осуществляют перед введе30 40 45 50 55 нием воздушного потока, а в качестве укрепляющего материала используют полидисперсную суспензию с удельной поверхностью порошкообразной части равной 4000 4500 см/г, причем подачу укрепляющего ма териала и воздушного потока производят с поступательной скоростью вдоль скважины равной 4 - 8 м/с.Кроме того в устройстве для термического укрепления грунта, содержащем пригрузочную плиту, трубу с закрепленным на ее нижнем конце уплотнителем, смонтированный под ним перфорированный стакан и нагреватель воздуха, стакан выполнен с полым конусообразным наконечником, а нагреватель - в виде горизонтально размещенного над уплотнителем кольцевого сопла, причем отношение диаметра перфорированного стакана к диаметру уплотнителя составляет 1:1, 1 - 1,2.При этом отношение наружного диаметра кольцевого сопла к диаметру уплотнителя равно 1:1, 7 - 2,0.На фиг. 1 изображено устройство для осуществления способа, общий вид; на фиг. 2 - продольный разрез устройства.Устройство содержит пригрузочную плиту 1 и уплотнитель 2, смонтированный под ним перфорированный стакан 3, диаметр которого для исключения забивания отверстий грунтом в 1,1 - 1,2 раза меньше диаметра уплотнителя 2, и над ним горизонтально установленное кольцевое сопло 4 для сжигания горючей смеси. Уплотнитель 2 закреплен на трубе 5 при помощи опорного кольца 6 и ребер жесткости 7, стакан 3 выполнен с перфорированным полым конусообразным наконечником 8, а для подачи горючей смеси и укрепляющего материала используются трубопроводы 9 и 10, при этом отношение наружного диаметра кольцевого сопла 4 к диаметру уплотнителя 2 составляет 1:1,7 - 2,0Укрепление грунта с помощью устройства осуществляется следующим образом.На поверхности песчаного грунта устанавливают пригрузочную плиту 1 и через нее в грунт погружают наконечник 2. По мере его погружения по трубопроводам 9 и 10 сначала подают укрепляющий материалполидисперсную суспензию с удельной поверхностью порошкообразной части 4300 см/г под давлением до 16 ати, практически величина которого составляет порядка 6 ати, при этом суспензия проникает через стенки образующейся скважины 11, предварительно закрепляя прилегающий к ней грунт. Затем к кольцевому соплу 4 подают горючую смесь и устанавливают режим горения. По мере опускания устройства в грунт воздушный поток с температурой 700 С проникает в него, в результате чего происходит окончательное термическое укрепление грунта со спеканием глинистых частиц с поверхностью зерен песка и созданием в порах 10 15 20 г 5 грунта пространственных структурных сеток, при этом целесообразно выдерживать оптимальную температуру в пределах 600 - 800 С,В установившемся режиме процесс термического укрепления грунта продолжается дд заданной глубины с поступательной скоростью вдоль скважины 6 м/с,. по окончании которого устройство извлекается и переставляется на новое место, где процесс укрепления група продолжается в той же последовательности.В результате термического воздействия образуется столбчатый массив укрепленного грунта, может быть также образована полость с укрепленными стенками для использования в качестве дрены или для других целей.Применение предлагаемого способа термического укрепления грунта и устройства для его осуществления обеспечивает укрепление несвязных грунтов типа песка, что расширяет возможности строительства зданий и сооружений на несвязных грунтах с наименьшими затратами сил и средств.Формула изобретения 1. Способ термического укрепления грунтов, включающий образование скважины,подачу в нее воздушного потока с температурой 200 - 900 С и укрепляющего материала под давлением 0,1 - 16 ати, отличающийся тем, что, с целью обеспечения укрепления несвязных грунтов типа песка и создания в них полостей с укрепленными стенками, подачу укрепляющего материала осуществляют перед введением воздушного потока, а в качестве укрепляющего материала используют полидиспесрную суспензиюс удельной поверхностью порошкообразнойчасти 4000 в 45 см/г, причем подачу укрепляющего материала и воздушного потока производят с поступательной скоростью вдоль скважины 4 - 8 м/с.2. Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее пригрузочную плиту, трубу с закрепленным на ее нижнем конце уплотнителем, смонтированный под нимперфорированный стакан и нагреватель воздуха, отличающееся тем, что перфорированный стакан выполнен с полым конусообразным наконечником, а нагреватель - в видегоризонтально размещенного над уплотнителем кольцевого сопла, причем отношениедиаметра перфорированного стакана к диаметру уплотнителя составляет 1:1, 1 - 1,2,3. Устройство по п. 2, отличающееся тем,что отношение наружного диаметра кольцевого сопла к диаметру уплотнителя равно1:1, 7 - 2,0.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР685762, кл. Е 02 Р 3/14, 1977.823491 ь3. Авторское свидетельство СССРпо заявке2633632/29-33, кл. Е 02 Р 3/14,19.06.78. оо оо о г.Р Прямко Составитель Аехред А Войккраж 693дарственногоизобретенийЖ - 35, Раунт, г. Ужгор Корректо Подписно СССРвыдкая едактор В. Жиленкаказ 2017/36ВНИ И ПИ Госупо деламМосква,ППП Пате комитета и открыт шская наб од, ул, П д, 4/5ектная, 4 11303филиал 2, Авторское свидетельство СССРпо заявке2583782/29-33, кл. Е 02 Р 3/14,21.02;78. оооооооо оо"оооо оо