Способ термического укрепления массива просадочного грунта

(50 4 Е 02 0 3/1 ТЕЛЬС ЕПЛЕНИЯоис к сунта й инст путемль изо ения рерунигадос тво СССР 1974. о СССР 1979азуются ной е ом п с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ Н АВТОРСНОМУ С(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО У МАССИВА ПРОСАДОЧНОГО ГРУНТ (57) Изобретение относится тельству на.просадочных гр ликвидацией просадочности мического воздействия. Це тения - обеспечение укрепл та в мерзлом состоянии. Э ется тем, что скважины об всю глубину просадочной то нагревается в пределах во осадки под собственным ве мачивании. 1 ил., 1 табл.47 вспом е м сст де а тельными сквопытный коэфф Ф5 ент; алог с грунъемная та, т м тости тало оэффициент поо грунта; дающим50 мм Н мерзость слоя грун про состоянии ость слоя ер Нт го гр но 40 13612Изобретение относится к строительству на просадочных грунтах с ликвидацией просадочности путем термического воздействия.Цель изобретения - обеспечение укрепления грунта в мерзлом состоянии.На чертеже изображены укрепляемый массив грунта и скважины, вертикаль ный разрез, а также схема размещения основного оборудования и средств технического контроля.Способ осуществляется следующим образом. 15Вначале бурят основную скважину 1 в центре между четырмя вспомогательными скважинами 2 на глубину,просадочной толщи 3 грунта. Затем основную скважину 1 на уровне 4, который соот ветствует начальной просадке грунта под собственным весом при его замачивании, герметизируют затвором 5 с подающим трубопроводом 6, соединенным с теплоагрегатом 7, генерирующим горяь чие газы 8, нагретые до 300-400 С.о Расход газов 8 регулируют вентилями 9. Нагретые газы 8 нагнетают ниже уровня 4, пока температура на внешнем контуре 10 укрепляемого массива 30 .11 грунта не достигнет 30-40 С, что фиксируется показаниями термопар 12 с приборами 13. В процессе нагревания грунта 11 из него отжимается поступающая во вспомогательные скважины 2 вода, которая отогревает мерзлый грунт от глубины 14 сезонного промерзания до проектной отметки 15. Комплекс основной и четырех вспомогательных.скважин может быть многократно 40 повторен по площади укрепляемого массива грунта, при этом диаметр вспомогательных скважин определяется из зависимости 2А - коэффициент уплотнения талого грунта, м /тс,2Предлагаемый способ позволяет ис-.пользовать массу грунта в мерзлом состоянии для уплотнения нижележащегогрунта, если отогреть мерзлый массиви укреплять не весь массив грунта, атолько его часть, залегающую нижеуровня начала просадочности под собственным весом при замачивании,Предлагаемый диапазон температурдает воэможность сократить среднюютемпературу нагревания укрепляемогомассива грунта и, следовательно, расход тепловой энергии. При этом в основной скважине создается избыточноедавление 0,5-1,0 ИПа, что дает воз-.,можность сокращения расхода энергииэа счет уменьшения радиуса тепловоговлияния основной скважины.Бурение скважин на всю глубинупросадочной толщи обеспечивает исключение возможных просадок грунта после возведения зданий.Изменение диаметра вспомогательных скважин обеспечивает полное накапливание отжимаемой из укрепляемогомассива грунта воды в стволах этихскважин.П р и м е р. На строительной площадке осуществляется укрепление просадочного мерзлого грунта мощностью10 м. Глубина промерзания грунта Н= 2 м. Начальное давление просадочности грунта при замачивании С == 30 т/м 2.Без учета нагрузки на грунт2от возводимого здания, равной 20 т/мрвеличина С= 10 т/м . Объемная массаталого грунта 1,57 т/м . Коэффициентпористости талого грунта 1,0 (пористость 50%). Расстояние между вспомогательными скважинами 6 м. Опытныйкоэффициент К = 0,4.Согласно зависимости (1) определяют 0=0,24 м. Уровень 4 начальногодавления просадочности равен 6,37 м,принимают 6 м. Следовательно, укрепление грунта осуществляют на высоту4 м.Скну 1 О важины 1 и 2 пройдены на глуби м, основная скважина герметится на уровне 4 затвором 5 с птрубопроводом 6 диаметром .соединенным с калорифером 7 водительностью до 250 м /ч, в стойком исполнении с максималь емпературой нагревания газовПосле опробывания всей систез 13612474мы на герметичность газы 8, объем ко- шущими приборами 13 класса точноститорых регулируется вентилями 9, наг,5, Для сравнения укреплен массивнетают в грунт до нагревания его на известным способом,овнешнем контуре 10 до 30 и 40 С, что 5 Сравнительные данные приведены вфиксируется термопарами 12 с самопи- таблице. Предлагаемый способ Известный Показатели способМассив 1 Массив 2 Объем укрепляемого массива, м 360 144 163 Длительность процесса, ч 72 78 96 Расход тепла в расчете наобъема массива 360 м , МДж/мэ э 342 296 780 Температура стенок основнойоскважины, С 300-400 300-400 900-1000 Температура грунта на внешнем контуре укрепляемогоомассива, С 30-40 30-40 100 35 0=В Формула изобретения где В 40 К 7 45 Нр Н А 50 Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает возможность укреплять просадочные грунты при сезонном промерзании их верхнего слоя лишь ниже уровня начала просадочности под собственным весом при замачивании сократив при этом расход тепла в 2,28-2,64 раза, длительность - в 1,23-1,33 раза,Способ термического укрепления массива просадочного грунта, включающий бурение основной и не менее трех вспомогательных скважин равномерно по контуру внешней границы укрепляемого массива, генерирование в скважине потока тепловой энергии и нагревание грунта на внешней границе до 30- 40 С с накапливанием воды во вспомогательных скважинах, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью обеспечения укрепления грунта в мерзлом состоянии, бурение скважин ведут наглубину просадочной толщи, нагревание грунта производят в пределах возможной его осадки под собственным весом при замачивании, а диаметр Эвспомогательных свкважин принимаютравным величине, определяемой из зависимости расстояние между вспомогательными скважинами, м; опытный коэффициент; объемная масса талого грунта, т/мэ;коэффициент пористости талого грунта;мощность слоя грунта в мерзлом состоянии, м;мощность слоя талого грунта, м;коэффициент уплотнения талого грунта, м /тс.йТираж 607 НИИПИ Государственногоделам изобретений 5, Москва, Ж, Р Подписноеитета СССРткрытийкая .наб., д.4/5- Р.