Способ термического укрепления грунта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК О 3/11 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСН(7,1) Московский ордена ТрудовогоКрасного Знамени инженерно- строительный институт им.им. В,В.Куйбышева(56) 1, Авторское свидетельство СССР М 538094, кл, Е 02 О 3/11, 1974.2. Авторское свидетельство СССР й 685762, кл, Е 02 О 3/11, 1977 (54) (57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА, включающий образование основной и вспомогательных скважин, герметизацию устья каждой скважины, вакуумирование скважин с удалением 801006608 воды из укрепляемого массива грунта, сжигание в основной скважине горючих смесей и нагнетание через неегорячих газов в грунт с одновременным выдерживанием вакуума во вспомогательных скважинах до появленияв них пара, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что,.с целью повышения производительности, образование скважиносуществляют в виде прорезей прямо"угольного сечения с параллельным расфположением продольных осей сечений,.после образования каждой вспомогательной скважины производят герметизацию ее стенки, обращенной наружуот укрепляемого массива, а после появления пара во вспомогательных скважинах осуществляют сжигание горючихсмесей в них и чагнетание горячих газов в грунт1 10066Изобретение относится к строительству и может быть применено при укреплении термическим воздействиемгрунта оснований зданий и сооружений, а также при возведении подпорных и других стен, преимущественнов связных грунтах.Известен способ термического укрепления грунта, включающий образованиеосновной и вспомогательных скважин, епродувку грунта сжатым воздухом,подачу в основную скважину горючихсмесей, сжигание их и нагнетание нагретых газов в грунт 1 3.Недостатком этого способа является неэффективная затрата энергиии времени на удаление из массива грунта влаги.Наиболее близким к изобретениюявляется способ термического укре- щпления грунта, включающий образованиеосновной и вспомогательных скважин,герметизацию устья каждой скважины,вакуумирование скважин с удалениемводы из укрепляемого массива грунта, дсжигание в основной скважине горючихсмесей и нагнетание через нее горячих газов в грунт с одновременнымвыдерживанием вакуума во вспомогательных скважинах до появления в нихпара 2.Однако способ.имеет относительно большую продолжительность термического укрепления из-за малой поверхности теплопередаци через стенки основной скважины и вынужденный Лподсос влаги из массива грунта запределами вспомогательных скважин,что замедляет процесс укрепления,Цель изобретения - повышение производительности,Указанная цель достигается тем,что согласно способу, включающемуобразование основной и вспомогательных скважин, герметизацию устьякаждой скважины,вакуумирование скважин с удалением воды из укрепленногомассива грунта, сжигание в основнойскважине горючих смесей и нагнетаниечерез нее горячих газов в грунт содновременным выдерживанием вакуума 50во вспомогательных скважинах до появления в них пара, образование скважин осуществляют в виде прорезейпрямоугольного сечения с параллельным расположением продольных . осей ззсечений, после образования каждойвспомогательной скважины производятгерметизацию ее стенки, обращенной 08 2наружу от .укрепляемого массива, апосле появления пара во вспомогательных скважинах осуществляют сжигание горючих смесей в них и нагнетание горячих газов в грунт.На фиг. 1 изображены скважины,укрепляемый массив грунта, схемасетей и размещение оборудования, нафиг, 2 - то же, план,Технология способа состоит в следующем,Вначале образуют основную 1 и вспомогательные 2 скважины в виде ппямоугольного сечения прорезей, гчем расположение последующих рядовскважин 1 и 2 определяют из соотношения,12- Ъ, (11где й - скорость обжига грунта, м/ц,С - продолжительность обжига, ч;Н - глубина скважин, мф,6 - ширина прорезей скважин, м,Затем внешние стенки 3 вспомогател,ьных скважин 2 герметизируют;, например, уплотнением грунта. В качестве герметиков могут быть использованы синтетические и другие материалы. После этого скважины 1 и 2 герметиризуют затворами , с размещенными на них патрубками 5, предназначенными для подключения к внешнимсетям и монтажа .горелок. К патрубкам 5 подсоединяют вакуумпроводы 6с вакуумнасосом 7 и осущают укрепляемый массив 8 грунта путем удаления из него воды через основнуюи .вспомогательные 2 скважины, покавлажность грунта не уменьшиться допредела на границе раскатывания, цтоопределяют испытанием отбираемых изукрепляемого массива 8 проб грунта.Затем основную скважину 1 отключают от вакуумпровода 6 и патрубок5 затвора М оборудуют горелкой,подают через нее в скважину 1 топливо из емкости 9 и сжатый воздухот компрессора 10, образующиеся горючие смеси сжигают и горячие газынагнетают в укрепляемый массив 8 грунта, продолжая одновременно вакуумирование из вспомогательных скважин2, пока в них не нацнется паровыделение. После этого патрубки 5 затворов 1 на вспомогательных скважинах2 также оборудуют горелками и сжигают в вспомогательных скважинах горючие смеси. Нагнетание нагретыхгазов в грунт прекращают после то3 10066го, когда в менее всего нагретых точ.ках укрепляемого массива 8 грунтатемпература не достигнет расчетной;Этот момент определяют с помощьюсмонтированных в массиве 8 грунтатермопар, соединенных с самопишущимиприборами (не показаны) .Замена цилиндрической формы скважины на прямоугольную увеличиваетповерхность передачи в грунт тепловой 1 оэнергии, увеличивается и площадь вакуумирования влаги и ее паров черезосновную 1 и вспомогательные 2 скважины. Герметизация внешних стеноквспомогательных скважин 2 дает возмож ность сократить отсос влаги из грунта, находящегося за пределами укрепляемого массива 8 в период вакуумирования через вспомогательные скважины 2, а в процессе нагнетания черезних горячих газов снижается их выходза пределы укрепляемого массива 8грунта.Использование вспомогательныхскважин 2 для обжига грунта после рзудаления из них влаги вакуумированиемсокращает длительность термическогоукрепления,П р и м е р, На участке экспериментальных работ производят термическое укрепление покровного суглинка мощностью 8 м, естественной влажностью 0,32, По опытам скорость обжига 0,6 мз/ч, предел раскатывания грунта 0,14.На двух площадках участка обжиг35производят участками шириной 4 м, Накаждой из них выполняют по две основных и четыре вспомогательных скважины в виде прорезей шириной 0,2 м,длиной 2 м с расстояниями между рядаОдновременно выполняют в анало- гичных условиях и работы по известному способу. Анализ приведен в таблице. Способ Извест"ный Предлагаемый Показатели Площадка Площадка 1 2ж,Общая продолжительность процесса, ч, 48 в том числе:образованиескважин 4 вакуумирование 20 08 4ми скважин, равными 1, м. Буровые работы осуществляют с помощью навесного штангового оборудования к экска- ватору Э. После этого грунт на внешних стенках вспомогательных скважин уплотняют механическим приспособлением, скважины герметизируют и подключают к вакуумнасосу НВ. Вакуумирование воздуха и воды из массива грунта ведут 10-12 ч, пока влажность грунта не достигает 0,14.Затем вакуумирование продолжают только из вспомогательных скважин, а основные подключают к источникам топлива и сжатого воздуха. Сжигается жидкое топливо теплотой сгорания 40 мДж/кг в смеси со сжатым воздухом, подаваемым от компрессора ЗИфс избыточным давлением О, 12- 0,25 МПа. При этом вакуумирование из вспомогательных скважин продолжают. Через 4 ч в них начинается паровыделение. Пжсле этого вспомогательные скважины переоборудуют на)нагревательные и процесс термического укрепления грунта продолжается одновременно из всех скважин в течение 5-6 ч,. пока установленные в массиве грунта термопары ТХА-УШ, соединенные с самопишущими приборами типа ХА, класса точности 0,5, не покажут минимальную температуру нагревания 400 ОС.На заключительные работы, включая забивку скважин грунтом, затрачивают около 8 ч на каждой площадке.1006608 Продолжение таблицы Способ Предлагаемый Известный Показатели Площадка 2обжиг с вакуумом обжиг без вакуума заполнение скважин Составитель А.ПрямковРедактор А,Шишкина Техред О.Неце Корректор Ю.Макаренко Заказ 2067/47 Тираж 671 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,Применение предлагаемого способа должительность термического укреплена практике позволит сократить про- ния грунта в 1,3-1,4 раза.зо