Способ термического укрепления грунта

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Свез СаеетсиихСоциалистическихРеспублик 990961(22) Заявлено 26,05,81 (21) 3308889/29-33 И 1 М. Кд,з с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Е 02 Р 3/11 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторизобретения А.П.Юрданов Московский ордена Трудового Красного Знамениинженерно-строительный институт им, В,В.Куйбышева(54) СНОСОВ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА Изобретение относится к укреплених) грунта в строительстве, в частности к укреплению грунта путем термического воздействия.Известен способ термического укрепления грунта, включакщий бурение скважин, нагнетание в грунт сжатого воздуха, герметизацию скважин, сжигание в них горючих смесей, обжиг грунта при избыточном давлении продуктов горения 1),Наиболее близким из известных является способ термического укрепле" ния грунта, включающий бурение ос" новной и вспомогательных скважин, их 5 герметизацию, продувку укрепляемого массива грунта сжатым воздухом, сжи" ганне в основной скважине горючих смесей и нагнетание горячих газов и грунт 2). 20Существенным недостатком указанных способов является низкая эффектив. ность обжига иэ-эа длительности про" цесса распространения горячих газов от стенок скважины до внешнего конту ра укрепляемого массива грунта, при этом имеет место большой расход топлива.Цель изобретения - снижение продолжительности процесса и расходатоплива. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему бурение основной и вспомогательных скважин, их герметиэацию, продувку массива грунта сжатым воздухом, сжигание в основной скважине горючих смесей и нагнетание в грунт горячих газов, нагнетание последних осуществляют в два этапа, после первого из которых производят введение в грунт под избыточным давлением, равным 0,1-1,0 МПа, тонкомолотого твердого топлива,.причем нагнетание газс)в на первом этапе ведут до окончания паровьщеления во вспомогательных скважинах. При этом .введение в грунт твердого топлива осуществляют в количест. ве, определяемом из соотношениятысегде ч- удельная масса скелета грун"та, кг/мС - теплоемкость минеральногоскелета грунта, МДж/(кг оС) )С - расчетная температура обжи"Рга, оСу6 - теплотворная способность топлива, МДж/кг. На чертеже изображена скважина иукрепляемый массив грунта, разрез.Способ осуществляется следующимобразом,Вначале бурят основную 1 и вспомогательные 2 скважины и герметизируют их затворами 3 с обратными клапанами 4, После этого продувают укрепляемый массив грунта 5 сжатым воздухом из основной скважины 1 при открытых обратных клапанах 4 на вспомогательных скважинах 2,Затем сжигают в основной скважине 1 горючие смеси и нагнетают горячие газы в укрепляемый массив грунта 5 до тех пор, пока во вспомагательных скважинах 2 не прекратится выделение паров воды 15После этого через вспомогательныескважины 2 под избыточным давлениемподают в укрпляемый массив грунта 5тонкомолотое твердое топливо 6 израсчета по соотношению и затем про- Ядолжают сжигание горючих смесей в основной скважинеПроцессы термического укрепления.грунта завершают после полного сгорания тонкомолотого твердого топлива. 75Этот момент проверяется сокращениемколичества нагнтаемого в основную скважину сжатого воздуха до10-15 нм 3/ч.м, при котором из вспомогательных скважин не происходит дыма-З 0выделения,Техническое существо способа осно"вано на том, что температура грунтового скелета не повышается пока изукрепляемого массива грунта полностью 35не испарится содержащаяся в нем свободная и физически связанная вода.Поэтому вначале весь укрепляемый массив прогревают до 80-100 С путем сжигания в основной скважине 1 горючихсмесей,40Наиболее быстрое и равномерноераспределение тонкомолотого твердоготоплива достигается при давлении0,1-1,0 МПа, в случае падения давления ниже 0,1 МПа топливо оседает пре.45имущественно вокруг вспомогательныхскважин 2, а при давлении выше1,0 МПа топливо переносится к основной скважине 1, где грунт уже укреплен, поэтому оптимальным диапазоном 50давления для нагнетания топлива является давление 0,1-1,0 МПа.Продолжение сжигания горючих смесей в основной скважине 1 обеспечивает сжигание находящегося в порах 55грунта топлива, при этом проверкуполноты сгорания твердого топлива впорах грунта ведут путем ограниченияподачи сжатого воздуха, что приводитк выделению из в помогательных скважин 2 дыма.П р и м е р. На строительной площадке произволилось термическое укрепление пессового просадочного грунта на глубину 7 м под фундамент раз мером 24 х 32 м. Скважины были пробурены основные - диаметрам 0,15 м и вспомагательные - диаметром 0,1 м установкой ЛБУ. Сжигались горючие смеси из твердого топлива теплотворной способностью 24 МДж/кг вначале в течение 32 ч, затем через вспомогательные скважины тонкомолотое топливо в количестве 16 кг/м нагнеталось в течение 18 ч в массив грунта при избыточном давлении 0,4 МПа с помощью компрессора ПКСМ. После этого сжигание горючих смесей продолжалось 64 ч. Фактический расход топлива на 1 м составил 36,4 кг,Одновременно на этой же площадке производилось укрепление грунта известным способом путем сжигания жид" кого топлива теплбтворной способностью 42 МДж/кг, на который было затрачено 198 ч и топлива 54 кг/м 3Таким образом, применение предлага емого способа позволит снизить продолжительность обжига на 73% и расход тепла на 48.Формула изобретения1. Способ термического укрепления грунта, включающий бурение основной и вспомогательных скважин, их герме" тизацию, продувку укрепляемого массива грунта сжатым воздухом, сжигание в основной скважине горючих смесей и нагнетание в грунт горячих газов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения продолжительности процесса и расхода топлива, нагнетание в грунт горячих газов осуществляют в два этапа, после первого из которых производят введение в грунт под избыточным давлением, равным 0,1-1,0 МПа, тонкомолотого твердого топлива, причем нагнетание газов на первом этапе ведут до окончания паровыделения во вспомогательных скважинах.2, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что введени в грунт твердого топлива осуществляют в количестве, определяемом из соотношенияОСкС =где у, - удельная масса скелета грунта, кг/м С - теплоемкость минерального скелета грунта, МДж/(кгоС) 1 Р - расчетная температура обжига, С; 9 - теплотворная способность топлива, МДж/кг,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 613005, кл. Е 02 П 3/11, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР 9 538094, кл. Е 02 0 3/11, 1974..Киселе ак одписно Зака илиал ППП фПатентф, г.ужгород, ул.Проектная,/44 Тираж ВНИИПИ Государственпо делам иэобрете 113035, Москва, Ж-З б 71ого комитета СССРий и открытийРаушская наб., д.