Способ термического укрепления массива грунта

80120062 СОЮЗ СОВЕТСНИХОЗВЦЛнппнепепРЕСПУБЛИН 350 Е 02 Э 3/11 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 9Трудового К в институт ельство ССС11, 1982,М госудАРстнкнный номитет ссоРпо делАм изОБРетении и ОтнРытий(54)(57) СНОСОВ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛ НИЯ МАССИВА ГРУНТА по авт.ся.910480 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повыцения несущей способностигрунта, во время подачи сжатого воздуха и дополнительного нагнетаниягорячих газов осуществляют нагружение грунта статической нагрузкой, превьшающей расчетную, а дополнительноенагнетание горячих газов в грунт ведут при одинаковой их температурев каждой вспомогательной скважине,причем подачу сжатого воздуха и статическое нагружение производят доостывания укрепленного массива грунта до 60-80 С,062 1На чертеже изображена скважина и укрепляемый массив грунта, вертикальный разрез, и схема размещения оборудования и контрольной аппаратуры,Способ осуществляют следующим образом.Вначале образуют основную скважину 1, вокруг нее на равных расстояниях шесть вспомогательных скважин 2, а эа контуром 3 укрепляемого массива грунта 4 забивают анкерные сваи загрузочного испытательного штампа (не показаны). Скважины 1 и 2 герметизиних горелками 6. После этого над поверхностью укрепляемого массива грунта 4 монтируют стандартный штамп (не показан). Горелку 6 основной сква" жины 1 подключают к компрессору 7 и емкости 8 с топливом, а вспомогательные скважины 2 подсоединяют к вакуум- насосу 9 и осушают грунт 4 вакууми-, рованием вспомогательных скважин 2 с одновременным нагнетанием в него горячих газов из основной скважины 1, пока завершится выделение пара из вспомогательных скважин 2.Затем вакуум-насос 9 отключается, горелки 6 вспомогательных скважин 2 подсоединяются к компрессору 7 и емкости 8 с топливом и иэ них осуществляется дополнительное нагнетание горячих газов при одинаковой их температуре 300-1000 С, а иэ основной скважины 1 нагнетается только сжатый воздух. Во время подачи сжатого воздуха и нагнетания горячих газов вклю" чается в работу испытательный штамп, загрузка которого производится по известной методике (ГОСТ 12374-77)Процесс термического укрепления массива грунта 4 продолжают, пока расчетная температура, например 500- 6000, не достигнет внешней границы 3. Подачу сжатого воздуха продолжают до охлаждения грунта на контуре 3 до 60-80 С, после чего нагрузку штампом равномерно снимают и все оборудование демонтируют.Температура грунта контролируется термопарами 10, соединенными с самопишущими приборами 1,1.При равномерном прогревании грунтового массива под нагрузкой имеет место перераспределение температуры внутри укрепляемого массива с концентрацией ее по закону изменения напряжения, причем прочность обожженного грунта возрастает с увеличением тем 1120Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению слабо"го грунта в виде опор путем термического воздействия.По основному авт,св. У,10480565известен способ термического укрепления массива грунта, включающий образование основной и вспомогательныхскважин, герметизацию скважин, осушение грунта вакуумированием вспомогательных скважин с одновременнымнагнетанием в грунт горячих газов иэосновной скважины, дополнительное ихнагнетание через вспомогательные сква-руют затворами 5 с установленными вжины, подачу сжатого воздуха во времядополнительного нагнетания горячихгазов, причем вспомогательные скважины образуют на расстоянии от центраосновной скважины, равном одной третидиаметра укрепляемого массива грунта Г 1 3.Недостатком данного способа является относительно большая осадка укрепленного массива грунта при воздействии внешних статическнх нагрузок,равных 200-400 тс, при которых осадка грунта достигает 6-8 см, превышаядопустимую, что ограничивает областьего применения.ЗОЦель изобретения - повышение несущей способности грунта,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу термическогоукрепления массива грунта, включающему образование основной и вспомога-.:тельных скважин, герметизацию скважин,осушение грунта вакуумированием вспомогательных скважин с одновременнымнагнетанием в грунт горячих газов изосновной скважины дополнительное ихнагнетание через вспомогательные сква- Ожины, подачу сжатого воздуха во время дополнительного нагнетания горячихгазов, при этом вспомогательные скважины образуют на расстоянии от центраосновной скважины, равномодной трети 45диаметра укрепляемого массива грунта 1во время подачи сжатого воздуха и дополнительного нагнетания горячих газов осуществляют нагружение грунтастатической нагрузкой, превышающей 50расчетную, а дополнительное нагнетание горячих газов в грунт ведут.приодинаковой их температуре в каждойвспомогательной скважине, причем подачу сжатого воздуха и статическое 55нагружение производят до остыванияукрепленного массива грунта до 608(С .0062 Известныйспособ Показатели Опора 2 Опора 1 420 310 650 е 165,2 4,9 4,2 0,008 0,0117 0,0135 0,0380,077 О 161 3 112 пературы его обработки, т.е. с однойстороны, температура грунтового массива под нагрузкой перераспределяется с концентрацией н более напряженных зонах, а с другой - грунт в более напряженных зонах упрочняется более интенсивно. При этом дополнительное нагнетание горячих газов в грунт из вспомогательных скважин необходимо осуществлять при одинаковой темпера- ц туре газов во всех скважинах, а также соблюдать баланс равновесия избыточного давления термодиффузии и подпора отжатой от стенок скважин воды, который устанавливается при температуре выше 50 С. С учетом возоможных погрешностей точности замера рациональным пределом следует считать диапазон этой температуры 60- 80 С.20 Снятие статической нагрузки ранее, чем грунт остынет до такой температуры,.производить нельзя, так как в период до указанного интервала тем"2 ператур деформации от .нагрузки еще имеют место.П р и м е р, На строительной площадке осуществляют изготовление двух термогрунтовых опор в покровном суглинке на глубину 5 м н диаметром 1,8 и 2,0 м. Нагрузку на укрепляемые опоры создают штампом конструкции МИСИ равномерно по шкале через 10 тс Нагрузка на опору, тсОсадка, мм Трудоемкость работ на 1 м опоры, чел, дн Трудоемкость на 1 тс,чел дн/тсд Осадка на 1 тс несущейспособности термогрунтовой опоры, мм/тс 4с помощью гидравлических домкратов ЛГ.Скважины 1 и 2 образуют диаметром 0,2 м и герметизируют винтовыми затворами 5 со смонтированными на ни) горелками 6 типа ВкНИИ с распыляющимй диффузорами, Для подачи сжатого воз" духа применяют компрессор 7 марки 200-В, вакуум создают от установки 9 типа РМК, Сжигают жидкое топливо с теплотой горения 42 МДж/кг при одинаковой температуре газов 900 С в скважинах 2. Измерение температуры производят термопарами 1 О с самопишущими приборами 11. Для подачи тбплива используют емкости 8 и шестеренчатые насосы М.Нагревание грунта 4 на его внешо нем контуре 3 производят до 500 С, что обеспечивает необратимое устране ние пучинных свойств покровного суглинка в зоне сезонного промерзания,ь охлаждение выполняют до 60 и 80 С. Нагрузку доводят до расчетной, осадка составляет 50 мм при 650 тс на одной опоре, а на другой при 420 тс осадка 16 мм.Одновременно в аналогичных условиях изготавливают термогрунтовую опору по известному способу, на которой при расчетной осадке 50 мм опора выдерживает нагрузку 310 тс.Сравнительный анализ результатов приведен в таблице.3 1120062Таким образом, предлагаемый способпозволит повысить несущую способностьгрунта или снизить его осадку в расчете на 1 тс несущей способности в2,09-4,24 раза и уменьшить при этомтрудоемкость в 1,15-1,69 раза. Составитель А, ПрямковТехреду,Кастелевич Корректор Г.Огар Редактор В. Петраш Подписное Филиал ЛПП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 7708/23 Тираж б 43ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб.д. 4/5