Способ изготовления термогрунтовой сваи

(54)(57) СП ГРУНТОВОЙ СВ ние скважины .нок скважины скважине гру рования ство о т л и ч а целью ускоре нагревание г подачу и пла в скважине о ЛЕНИЯ ТЕРМОий образовагрунта стелавление вй для формирасплавом,тем,.что, сства работ,скважины,овых смесейс помощью ОСОБ ИЗГОТОВАИ, включающнагреваниподачу интовых смесла получаемымющийс яния проиэводрунта стеновление грунсуществляют(71) Московский ордена ТрудовоКрасного Знамени текстильный итут им. А.Н.Косыгина(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 342996, кл. Е 02 Р 7/00, 1965.2. Авторское свидетельство СССР9 726262, кл, Е 02 Р 7/00, 1978(прототип) . Я 01028774 А подвижной кольцевой тепловой камеры, устанавливаемой в скважине с зазором относительно ее стенок, заполненнымгазом, подачу и плавление грунтовых смесей осуществляют циклически, причем продолжительность цикла плавлеНия грунтовых смесей определяют из соотношения ск ) ф где К . - коэффициент учета расхода расплава на заполнение трещин и макропор в грунтовой стенкеувысота камеры, м) минимальное расстояние меж-ду низом камеры и верхней поверхностью расплава грун" та, м; Р - диаметр скважины, м 1 У - средняя производительность камеры, м 3/ч, и по мере нагревания грунта стенок скважины и плавления грунтовых смесей осуществляют удаление образующихся паров воды в атмосферу и отсос газов.10 Изобретение относится к строительству и может быть использовано приизготовлении снай из грунта путемтермического воздействия.Известен способ изготовления грунтовой сваи, состоящий из бурения 5скважины, подачи в нее горючих смесей и грунта и,его плавления (1).Известен также способ изготовления термогрунтовой сваи, включающийобразование скважины, нагреваниегрунта стенок скнажины, подачу иплавление в скважине грунтовых смоейдля формирования ствола получаемымрасплавом 2).Недостатком указанных способов яв ляется сравнительно большая продолжи"тельность процесса, достиганцая 1,52,6 ч/м изготавливаемой сваи, обусловленная неконцентрированным использованием тепловой энергии и рассеива-Янием ее в стволе скважины по всей еевысоте,Цель изобретения - ускорение про"изводстна работ.Укаэанная цель достигается тем, 25что согласно способу изготовлениятермогрунтовой сваи, включающему образование скважины, нагревание грунта стенок скважины, подачу и плавление в скважине грунтовых смесей дляформирования стнола получаемым рас,30планом, нагренание грунта стенокскважины, подачу и плавление грунтовых смесей в скважине осуществляютс помощью поднижной кольцевой тепловой камеры, устанавливаемой в скважине с зазором относительно ее стенок, заполненным газом, подачу и плавление грунтовых смесей осуществляютциклически, причем продолжительностьцикла плавления грунтовых смесей определяют из соотношениякв, (н,-н)ф плгде К - коэффициент учета расходарасплава на заполнение трещин и макропор в грунтовойстенкеН - высота камеры, м;Н - минимальное расстояние между низом камеры и верхнейповерхностью расплава грунта, м;Рс - диаметр скважины, м 1. У д - средняя производительностькамеры, м 3/ч и по мере нагреваниягрунта стенок скважины и плавлениягрунтовых смесей осуществляют удаление образующихся паров воды в атмос-.феру и отсос газовНа чертеже изображена скважина с 60установлеМной в ней камерой, разрез,Технология способа состоит н следующем.Вначале бурят скважину 1 требуемого диаметра и монтируют в ней соосно 65 камеру 2, размещая ее в забое 3 скважины 1, и генерируют в камере 2 тепловую энергию в электрических нагревателях 4 или сжиганием топливных смесей (не показано). Тепло поступает в зазор 5 между камерой в стенками скнажины и через слой газа н нем нагревают грунт 6 в стенках скнажины1 до температурыменьшей начала спекания, которая для большинства лессовых и глинистых грунтов составляет1000-1200 С. Одновременно в камеру2 через трубопровод 7 подают грунтовые смеси 8 и плавят их, заполняя камеру 2 расплавом. В процессе плавле.ния и нагревания грунта 6 в стенках скнажины 1 испаряющуюся воДу удаляют через отверстия 9 и отноды с клапанами 10 в атмосферу, а образующиеся при плавлении грунта газы из камеры 2 отсасывают через загрузочный бункер 11 вакуум-насосом 12.Затем камеру 2 поднимают и расплав грунта равномерно выливают н скважину 1, При этом между низом камеры .2 и верхом расплава 13 грунтаоставляют зазор 14, равный 0,3-0,5 м.После цикла, продолжительность которого определяют из указанного выше соотношения, камеру 2 перемещают в новое положение.Контроль за процессами внутрискважины 1 осуществляют через смотроную трубу 15 с защитным глазком 16визуально. Электрические нагреватели4 плоской или спиральной формы соединяют проложенными в трубах и шлангахкабелями 17 с источниками электрической энергии 18, трансформиронанной до расчетных значений силы тока и напряжения (трансформаторные устройства не показаны), ФИксацию зазора 14 между верхом расплава 13 и низом камеры 2 достигают диффузором 19. Еслив качестве источника тепла применяюттопливные смеси, то их вводят в камеру 2 трубопроводом 7, размещеннымвнутри трубы (не показано),Процесс заплавления скважины 1прекращают, когда расплав 13 достигает проектной отметки. При перемещениикамеры 2 в новое положение соединенные на резьбе 20 участки трубопровода 7 извлекают, а кабель 17 вытягивают.Приведенное соотношение есть отно" шение объема участка скважины, за.",: плавляемого грунтовыми смесями заодин цикл, к производительности камеры с введением опытного коэффициента равного 1,02-1,06, который учйтывает расход расплава на заполнение трещин и макропор в стенках скважины.Применение камеры позволяет концентрировать тепловую энергию в ограниченном объеме и сократить расход тепла, так как отработанные газы отсасываются через грунтовые смеси,75 0,75 производительностькамеры, м /чПподолжительность изготовления термогрунтовойсваи, ч 0 те 1 м 3080 2800 5 мДж Средняя про должительность изготовления сваи, м/ч 0 3 0,5 О,едла- рмо- соксовшить ние п ния т жност проце умень а 15 Такигаемоггрунтовратитьв 1,3 расход м образом, примен способа иэготовл ой сваи дает возм продолжительность ,6 раз и при этом тепловой энергии4 и, нагревая их, удаляются в атмосферу охлажденными. При этом насос включается периодически по мере оседания расплава грунта, когда вентили выпуска паров влаги перекрыты. Наличие газовой прослойки в камере предотвращает оплавление грунта в стенках скважины и одновременно дает воэможность удалнть образующиеся пары влаги.Оставление зазора между низом камеры ,и верхом расплава исключает образова .ние газовых пузырей в расплаве и :уменьшает усилие на перемещение камеры при изменении ее положения.Способ осуществляется следующим образом. 15На строительной площадке изготавливают две термогрунтовые сваи в скважинах 0,4 м глубиной 6 и. Высота камеры 2 м. Заплавление ведется смесью высушенного местного суглинка с твердим молотым топлйвом в пропорции 10:1. Температура плавления смеси 1200 фС. Камеры изготовлены из жаростойкой:стали ОХ 23 Ю 5 Ъ. КолЪцевые плоские нагреватели выполнены из тер- р 5 мостойкого граита. Ток трансФормируется от внешней сети через трансФорматорные установки АОИК 100/0,5 и ОСУ 80/0.5 с изменением силы тока в пределах 1800-2200 А и напряжения 36 " 60 В, Средняя производительность камеры 0,4-0,6 м /ч.Продолжительность изготовления термогрунтовых свай составляет 10 и 12 ч, расход тепловой энергии на 1 м размягченного грунта соответственно 2800 и 3080 мДж.Одновременно производитсяизготовление сваи известным способом в аналогичных условиях. Яа изготовление затрачено 16 ч и израсходовано на 0Ф каждый 1 м сваи 3560 мДж тепловойэнергии.Сравнительные данные и их анализприведен в таблице.1028774 ПодпиСССР раж 673арственного комитетаэобретений и открытива, Ж, Раушская н е 916/27 Ти ВНИИПИ Госуд по делам и 113035, Моск