Способ термического укрепления грунта

. Союз Советских Социалистических Республик н 1191 0929(22) Заявлено 11,0880 (21 2971877/29-33 И 1 М Кп 3 Е 02 0 3/11 с присоединением заявки Мо Государственный комитет.СССР но дедам изобретений и открытий(71) Заявитель Московский ордена Трудового Красного Знамениинженерно-строительный институт им. В.В.Куйбышева(54) СПОСОБ ТЕРИИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА Изобретение относится к укреплению грунта при строительстве зданий и сооружений, в частности к укреплению грунта путем термического воздействия на негоИзвестен способ термического укрепления грунта, включающий образование скважины, ее герметизацию затвором, сжигание в скважине горючих смесей и нагнетание горячих газов в грунт 11).Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ термического укрепления грунта, включающий бурение скважины, ее герметизацию, сжигание горючих смесей и подачу в грунт горячих га.зов 2 .Недостаток указанных способов заключается в неполном использовании несущей способности грунта из-эа образования вокругобожженного массива грунта ослабленного слоя, обработанного воздействием температуры, равной 100-300 С.Цель изобретения - повышение несуцей способности.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему бурение скважины, ее герметизацию, сжигание в скважине горючихсмесей и подачу в грунт горячих газов, после подачи в грунт горячих 5газов осуцествляют последуюцее бурение скважины до слоя грунта с температурой, равной 100-300 С, а затем ведут нагнетание в этот слойгрунта твердеющего материала.При этом подачу в грунт горячихгазов ведут при температуре, определяемой иэ соотношения 15 где г - радиус распростъранения температуры 11=100 С,мтг - радиус распространения температуры 1=300 ОС, %радиус распространения расчетной температуры СР,м;в - показатель термограммы,определяемый из соотношениятп = (1+40)(0,5-1,21 ЬР,001),где 6 - степень влажности грунта;25 ЬР - избыточное давление горячихгазов в скважине, ИПа;Г - продолжительность нагнетания горячих газов в грунт,ч.На фиг.1 изображена скважина и 30 укрепленный массив грунта, продоль 910929ный разрез; на фиг.2 - нариант нагнетания твердеюцего материала.Способ осуцествляют следуюцим образои.Бурят скважину 1, гериетизируют ее затвором 2 с форсункой 3 для по дачи в скважину 1 горючих сиесей сжигают горючие смеси и нагнетают горячие газы через стенку 4 скнажины 1 в укрепляеиый массив грунта 5 пока необходимая температура, равная 500- 10 600 С, не достигнет его внешнего контура б. После этого демонтируют ,затвор 2 и осуцествляют последующее бурение скважины 1 до ослабленного слоя грунта 7 с температурой 100- 300 фС. Затеял погружают в скважину 1 трубопровод 8 с ресиверои 9 и подают через него н ослабленный слой грунта 7 твердеющий материал, например, цементно-песчаный раствор, под избыточным давлением, регулируя его нентилем 10, пока твердеюций материал не достигнет необходимого уровня 11.Если требуется уменьшить силы трения и сцепления укрепленного иассина грунта 5 с породой 12 по боковой поверхности его внешнего контура б, то твердеющий материал нагнетают только на высоту опорной части 13 укрепленного массива грунта 5, а остальную часть 14 заполняют через трубопровод 15 с клапанои 16 холодной водой или релаксируюцими материалами, например нефтяныии битулами.Способ позволяет реализовать заксномерности, выявленные экспериментально-теоретическим путем, при этом установлено, что н слоях грунта, прогретого при 100-300 С силы внутреннего трения и сцепления укеньцаются 40 против начальных на 7,1-22,5 и снижается несуцая способность грунта.П р и м е р 1. На участке работ выполняют термическое укрепление грунта столбами (опорами) 9 1,2 и. Глубина посадочной толцины грунта б м, его степень влажности 0,48 а расчетная температура обжига р= 6000 С.Скважины 1 9 0,18 и бурят буровым станком ППВСс заглублением их в опорный горизонт 17 на 1 м. Сжигается горячая смесь из солярового масла теплотворной способностью 40000 кдж/кг и сжатого воздуха от компрессора ЗИФпри избыточном давлении н скважине 1, равном 0,06 мПа.55 В, скважине 1 поддерживается темпераора 980 С. Через 92,ч нагнетания вунт горячих газов термопары, устанонленные на внешнем контуре б укрепленного массива грунта 5, показывают температуру 600 С. При этой температуре обжиг грунта продолжается еще 2 ч, Затем скважины 1 разгерметизируют лл добуривают на 0,7 и до ослабленного слоя грунта 7 с температуПродолжительность обжига, ч Несущая способностьопоры, тс 126 182 Произнодительностьобжига, тс 1,34 1,96 П р и м е р 2. На участке работ с условиями по примеру 1 после введения в ослабленный слой грунта 7 цементно-песчаного раствора состава 1:2, вокруг опор, выполненных известным и предложенным способами, грунт подвергают замачиванию в течение 10 суток с доведением степени его влажности до 0,60-0,84. После этого испытывают несущую способность проблемными статическими нагрузками, Результаты испытаний приведены в табл. 2. Т а б л и ц а 2 СпособНесущая способностьопоры, тс 32 83 Производительностьобжига, тс/ч 0,83 0,34 Применение предлагаемого способапозволяет повысить производительностьтермического укрепления грунта в1,44-2,6 разаи снизить при этомстоимость обжига грунта на 15-23. Формула изобретения 1. Способ термического укреплениягруНта, включающий бурение скважины,рой 200 С, толщина которого составляет 0,3 м, и в этот слой нагнетают цементно-песчаный раствор состава 1:2 на высоту опорной части 13. Через 7 суток производят испытание опор пробными статическими нагрузками - наземными штампами с гидравлическими домкратами ДГ.Одновременно для сопоставления результатов выполняют термическое укрепление грунта в опорах известным способом. Итоги сравнительного анализа приведены в табл. 1.11 Тираж ВНИИПИ Государ по делам из 113035, МоскваПоо комитета СССй и открытийРаушская наб.,711твеннобретенЖ,Заказ 1 и илиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная ее герметизацию, сжигание в скважинегорючих смесей и подачу в грунт горячих газов, о т л и ч а ю щ н й с ятем, что, с целью повышения несущейспособности, после подачи в грунтгорячих газов осуществляют последующее бурение скважины до слоя грунта с температурой, равной 100-300 С,а затем ведут нагнетание в этот слойгрунта твердеющего материала. 2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что подачу в грунт горячих газов ведут при температуре, определяемой из соотношения(ю гр фи 11 щ"р г гэ Эгде г - радиус распространения тем"лпературы 1:л =100 С,му г - радиус распространения темэпературы С =300 фс,м;г - радиус расйространения расчетной температуры 1 р,м;в - показатель термографы, определяемый из соотношениящ = (1+46) (О, 5-1, 21 ЬР-О, 001 С),где С - степень влажности грунтамиЬР - избыточное давление горячих газов в скважине, МПа;Ч; - продолжительность нагнета 10ния горячих газов в грунт,ч.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССР9 613005, кл. Е 02 0 3/10, 1976,15 2. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2829585/29-33,кл. Е 02 0 3/14, 1979