Способ термического укрепления массива грунта

, 11882 9) 2 0 3/11 нижен вне н колеб удовогоный институ час ров вед из зави СССР О.СР 80.УПРЕПЛЕ ий обра-распо- азмеГ кважита вок сина гру,ны, м;А - скоростьта, м/чь - продолжи одключеергии, дарование ичаью повыльнос азмя СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН(71) Московский ордена ТрКрасного Знамени текстильим.А.Н.Косыгина(54)(57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГОНИЯ МАССИВА ГРУНТА, включающзование скважины и равномерноложенных вокруг нее шпуров, рщение в шпурах электродов, пние их к источнику электроэннагрев грунта, сбор, конденсати отвод водяных паров, о т лю щ и й с я тем, что, с цел шения производительности и энергозатрат, в процессе.н грунта осуществляют воздей него радиально направленных ний, возбуждаемых в нижней скважины, а образование шп в количестве, определяемом симости иаметр укрепляемого ма змягчения грунчения грунта, ч- глубина шпура, мИзобретение относится к строительству, в частности к укреплению грунтов термическим воздействием.Цель изобретения - повышение производительности и снижение энерго затратНа чертеже изображены разрез укрепляемого массива грунта и схема применяемого оборудования и средств технического контроля. 10Способ осуществляют следующим образом.На участке работ бурят скважину 1 и равномерно расположенные вокруг нее шпуры 2 на расстоянии Н от внеш ней границы 3 укрепляемого массива грунта 4, определяемом из соотношения (1) 20(1) 7 ТНгде А - скорость размягчениягрунта, м /ч;продолжительность размяг 25чения грунта, ч;Нщ - глубина шпура, м.Шпуры 2 бурят глубже, чем скважину 1. Затем в шпуры 2 вдавливают электроды 5, а скважину 1 оборудуют перфорированным трубчатым сборником 6 водяных паров с конденсатором 7, подключенным к насосу 8. После этого электроды 5 подключают к источнику электрической энергии 9 и нагревают укрепляемый массив грунта 4. 35В процессе нагревания грунта 4 испаряющуюся из массива влагу через трубчатый сборник 6 с конденсатором 7 отсасывают насосом 8. После прекращения выделения паров влаги флак цевое соединение 10 разъединяют и монтируют в трубчатом сборнике 6 погруженные вибраторы 11.Нагревание укрепляемого массива грунта 4 вокруг электродов 5 осущест 45 вляют пока расплав грунта 12 не достигнет внешней границы 3, что проверяется ло показаниям системы термопар 13 с самопишущими приборами 14. После этого демонтируют электроды 5 и вибраторы 11, извлекают из скважины 1 перфорированный трубчатый сборник 6, а ствол скважины 1 заполняется грунтом или тощим бетоном 15. Цля компенсации осадки грун та 4 при его размягчении и уплотнении вибрацией образуют грунтовый запас 16. В процессе вибрирования укрепляемого массива грунта 4 под собственной массой и вибронагрузкой размягченный грунт 12 выходит за внешний контур 3 и образует уширение 17.В результате такой технологии выполнения способа по внешнему контуру укрепляемого массива грунта образуется высокопрочная оболочка из расплавленного грунта, внутреннее заполнение которой, состоящее из нагретого до различной температуры виброуплотненного грунта, работает в условиях всестороннего сжатия в обойме, подобно обойме Консидера, увеличивающей несущую способность укрепленного массива грунта. Образование в нижней части скважины 1 уширения 17 также повышает сопротивление грунта на сжимающие и сдвигающие нагрузки.Здесь принята следующая терминология: спекание - это плавление только наиболее легкоплавких составляющих грунта, связывающих его массу; полное спекание - полное заполнение пор грунта расплавом, но когда вся масса еще удерживается в первоначальной форме; размягчение - это состояние нагретого грунта, когда он не выдерживает собственной массы и растекается. Предлагаемое размягчение грунта по внешнему контуру обеспечивает создание жидкой оболочки и изоляцию укрепляемого массива грунта от внешней грунтовой среды, точнее от действия на него сил внешнего трения и сцепления, массив уплотняется под собственной массой и вибрацией.Размещение вибраторов в забое скважины дает возможность более полно использовать собственную массу изолированного объема укрепляемого грунта и создавать уширенную пяту. Расположение шнуров на расстоянии, определяемом из соотношения (1), обеспечивает более равномерное размещение шпуров. Для образования обоймы вокруг укрепляемого массива грунта необходимо обеспечить слияние смежных термогрунтовых цилинд-. ров из расплавленного грунта при следующих условиях. Члина окружности, по которой размещаются центры шпуров 2, равна Т(РН), где Р - диаметр укрепляемого рассива грунта, Следовательно, для слияния термо1188242 2) 5 20 Показатели Известныйспособ Предлагаемый способ МассивМассив 2 46,0 125,6 71,2 72,8 2800 3680 3930 351,68 262,02 286,1 грунтовых цилиндров количество шпуров должно выражаться зависимостью При этом К должно быть целым и четным числом, так как электроды в 1 О шпурах 2 работают спаренно.П р и м е р 1. Осуществлялось укрепление просадочного грунта на глубину 10 м известным и предлагаемым способами. По предварительным 15 опытам установленно, что скорость термического укрепления грунта по контуру с температурой, равной 600 С, известным способом составила А = 1,25 м/ч, а в предлагаемом А = 0,18 м /ч. Диаметр укрепляемого массива 4 м.Продолжительность термического укрепления массива грунта известным , способом 7 О = ГНОЭ /4 А О=3,14-10 " 25 х 4 /4 1,25=100 ч.Величина Н была принята равной 0,5 м, при этом глубина шпуров Нд составила 9 м. Необходимое время на. термическое укрепление такого массива грунта 7 Н Н /А = 3,14 9 0,5 /0,8== 39,2 ч.Количество шнуров согласно зависимости (2) К = 3,14(4/2 0,5-1) = 9,42. Было принято ближайшее четное целое число 10. Продолжительность процесса, ч Объем укрепленного грунта, м по контуру 600 Сразмягченного грунта Затраты тапла на 1 м, МДжОбщие затраты тепла, 10 4П р и м е р 2. На строительной площадке производится термическое укрепление массивов грунта по условиям примера 1. Скважины были пробурены на глубину 8 м, шнуры в количестве 10 шт на глубину 9 мФустановкой ЛБУ, использовались электроды ТГдиаметром 0,08 м, подключенные через трансФорматоры ТПО/40/ПКУ 4. Напряжение и сила тока поддерживалась в пределах 24- 36 В и 2000 -2500 А. В процессе нагревания грунта пары влаги отсасывались шестеренчатым насосом в конденсатор через трубчатый перфорированный отвод. После осушения укрепляемого массива грунта на дно скважин были погружены выбраторы, которые включались пока температура размягчения грунта 1400 С не достигла внешнего контура. На это потребовалось 46 ч (по расчету 39,2 ч), на втором массиве 44,5 ч. Одновременно аналогичные работы были выполнены известным способом, при этом на обжиг потребовалось 96 ч (по расчету 100 ч). Сравнительчый анализ приведен в таблице. Таким образом, предлагаемыйспособ обеспечивает повышение произ.водительности процесса в 2,08-2,15раза с одновременным сокращениемзатраты тепловой энергии в 1,231,34 раза.118822 Составитель А.женко Техред М,Кузьма ямк Сирохман орре каз 6708/2 б Попписно Тираж бй 8 ВНИИПИ Государств по делам изобр13035, Москва, Жаушск гал ППП "Патен ектца Ужгород, ул Редактор М, Нед ного коенич и тета СССРкрытиц на 6 и. 4