Способ термического укрепления грунта в массиве

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 19) 01) 2 02 В 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ нститут о ССС1974.СССР1979. РЕПЛЕНИЯ(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКГРУНТА В МАССИВЕ(57) Изобретение отностроительства зданийна слабых лессовидных и глинистгрунтах,-просадочных при ивании, в частности к их уктермическим воздействием,лено на повьппение эффектив сится к обласи сооружений х замачи реплениюи направности. Это.87. Бюл. М 38вский текстильныйсыгинарданов38.9(088.8)ское свидетельствкл. Е,02 1) 3/11,ое свидетельствокл. Е 02 Р 3/11,достигается тем, что герметизациюосновной скважины выполняют нижеверхнего уровня укрепляемого массиваВо время введения в грунт воды основную скважину заполняют твердеющимматериалом, Одновременно во вспомогательных скважинах создается избыточное давление. Нагревание грунтаведется до 200-300 С. При откачивании воды из вспомогательных скважинее накапливают с сохранением аккумулированного тепла, а по окончаниинагрева грунта накопленную воду вводят в грунт, Приводятся математические зависимости для определения величины заглубления герметизации основной скважины по отношению к верхнему уровню укрепляемого массива и дляопределения количества вводимой вгрунт воды. В 1,2 раза повьппаетсяпроизводительность и на 30-457. снижается расход тепла. 1 ил., 1 табл.134Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабых лессовидных и глинистых грунтах просадочных при их замачивании, в частности к укреплению термическим воздействием.Цель изобретения - повышение эффективности.На чертеже изображены разрез укрепляемого в массиве грунта, основной и вспомогательных скважин и схема размещения основного оборудования,Способ осуществляют следующим образом.Вначале образуют основную 1 и вспомогательные 2 скважины и герметизируют их затворами 3, причем затвор 3 основной скважины 1 выполняют ниже верхнего уровня 4 укрепляемого массива грунта 5 в соответствии с зависи- мостью Н=Н(Т,-Т )Т (1) где Н - глубина герметизации основпной скважины, м;Т - средняя температура нагреРова грунта, С;Т - температура нагнетаемой вВоосновную скважину воды, С;Т - температура испарения ввоиодимой .в грунт воды, С.На затворе 3 основной скважины 1 размещают горелку 6, соединенную с калорифером 7 и насосом 8, который в свою очередь подключен к загерметизированному резервуару 9 и тепло- изолированной емкости 10. На затворе 3 вспомогательных скважин 2 установлены патрубки 11, соединенные с насосами 8 и компрессором 12. После этого всю систему проверяют на герметичность.В основную скважину 1 подают откалорифера 7 нагретые до 300-400 С газы и нагнетают их через стенки 13 основной скважины 1 в укрепляемый массив грунта 5 пока расчетная температура нагревания грунта, равная 200-300 С, не достигнет внешнего контура 14, что фиксируется системой термопар с самопишущими приборами (не показаны). Одновременно в вспомогательных скважинах 2 через патрубки 11 насосами 8 откачивается вода в теплоизолированную емкость 10, Затем патрубки 11 подключаются к компрессору 12 и в вспомогательных скважинах 2 создается положитель 48622ный градиент давления порядка 0,01 -0,02 МПа, а в основную скважину 1через горелку 6 подают из загерметизированного резервуара 9 нагретую ,)Одо температуры Т=70-80 С воду инаправляют воду в забой 15 в количестве, определяемом из зависимости,С (Т,+Т,-Т)Ч п10 где С - удельная теплоемкость минерального скелета грунта,МДж/кгС;15 Ч - объемная масса минеральногоскелета грунта, кг/мз,С - теплот а исп ар ения воды,МДж/кг.Вода, проходя через нагретый до200-300 С грунт 5, испаряется и еепары устремляются по линии наименьшего сопротивления вверх. По мере испарения влаги подачу воды производятснизу вверх, а скважину 1 заполняют25 твердеющим материалом 16, нагнетаемымрастворонасосом 17 через насадку 18,которая также используется для визуального контроля за процессом.П р и м е р. На участке работ1производилось термическое укрепление четырех массивов грунта: трех -предлагаемым и одного - известнымспособами. Скважины бурили установкойУГБ, Для работ использовались компрессоры ДК, вакуумнасосы РМК,35насосы водоотливные Спроизводительностью 24 м /мин, растворонасосзСпроизводительностью 1 м/ч,термопары ТХА-УШ с самопишущими приборами ЭППМ, калорифер типа УСВТ производительностью 250 м /ч в термостойком исполнении. Грунт - лессовидный суглинок мощностью 12 м, объемной массой минерального скелета1400 кг/мз. Средняя температура тер 45 амического укрепления Т =250 С, удельоная теплоемкость скелета 0,22 ккал/кг С.Планировочная отметка земли 1,2 м,Глубина укрепляемого массива грунта12-1,2=10,8 м. Диаметр 4,0 м. Вспомогательные скважины бурили на расстоянии 3 м от основной. Горелки, затворы, емкости и резервуары изготовлены в мастерских строительной организации.55Так как Т =1000, то согласно зависимости (1) уровень герметизацииосновной скважины принят 3 м. Длятемпературы Т =ЯООС согласно зависиС(Т +Т-Тц )ЧСр В 20 25 30 Показатели Способы Един. изм. Предлагаемый Известный г Длительность процесса 48 56 52 64 Удельный расходтепла МДж/м 2870 2220 2160 1980 113 305 305 305 13448 мости 1 2 ) при объеме укрепленногоэгрунта 113 м , объем загерметизированного резервуара был рассчитан на 15 мз и и С=131 4 кг/мз35В таблице приведены показатели, характеризующие известный и предла-. гаемый способы.Таким образом, предлагаемый способ (по сравнению с известным) более 10 эффективен за счет повьппения надежности термического укрепления грунта, увеличения объема в 2,7 раза, сокращения длительности процесса в 1,14-1,33 раза и расхода тепла на 29,3-44,9%. Формула изобретения Способ термического укрепления грунта в массиве, включающий образование основной и вспомогательных скважин, их герметизацию, подачу в основную скважину горячих газов, нагревание грунта, откачивание воды из вспомогательных скважин и введение в грунт через основную скважину воды, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения эффективности, во время откачивания воды производят ее накопление с сохранением аккумулированного тепла, в период введения в грунт воды через основную скважину ее заполняют твердеющим материалом, а во вспомогательных скважинах созОбъем укрепленноз го грунта м 624дают избыточное давление, причем герметизацию основной скважины осуществляют ниже верхнего уровня укрепляемого массива на величину, определяемую из зависимостиН(Т-Т,)К=- - --срнагревание гРунта ведут до 200-300 С, введение в грунт воды осуществляют с нижней части основной скважины в количестве, определяемом иэ зависи- мости где С - удельная теплоемкость минерального скелета грунта,ЬЩж/кг,С;Т - средняя температура нагреСрОва грунта, С;Т - температура вводимой в .грунтводы,С;Т - температура испарения вводиимой в грунт воды,фС;Ч - объемная масса минеральногоскелета грунта, кг/мС - теплота испарения воды,1 Щж/кгпвНп - глубина герметизации основной скважины, м,а для введения в грунт используют воду, накопленную во время откачиванияиз вспомогательных скважин,1344862 М.Демчи Коррект Заказ 4894/31В о а л. Проектная,роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужго Составитель А,ПряРедактор А.Ревин Техред Л.Олийнык Тираж 606 НИИПИ Государственно по делам изобретений 3035 у Москва р Ж 35 у Ра Подписнотета СССРытийнаб., д. 4/5