Способ термического укрепления просадочного макропористого грунта в массиве

(51) 4 Е 02 П 3/11 САНИ РЕТЕНИ ститут 77.СР981 4) СПОСОБ ТЕРМИЧОСАДОЧНОГО МАКМАССИВЕ СКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ОРИСТОГО ГРУНТА) И троитноситсяочных мак ретени ельст пор про СА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельствоУ 685762, кл, Е 02 П 3/11, 1Авторское свидетельство СУ 1006608, кл, Е 02 Р 3/111377330 А тых грунтах, залегающих в основанияхзданий й сооружений, в частности кукреплению грунтов термическим воздействием, и направлено на повышениеэффективности, Это достигается тем,что перед вакуумированием грунта внего нагнетают нагретую до 90-95 Своду и накапливают ее в грунте достепени влажности, равной 0,8-0,9.Вакуумирование грунта через. вспомогательные скважины производится донагревания его на внешней границеукрепляемого массива до температурына 50-100 С ниже расчетной. Генерирование горячих газов ведут в течение периода, определяемого из зависимости. Приводится математическаязависимость. 1 табл 1 ил.Изобретение относится к строи-тельству на просадочных макропористых грунтах, залегающих в основанияхзданий и сооружений, в частностик укреплению грунтов термическимвоздействием,Цель изобретения - повышение эффективности,На чертеже приведена технологическая схема, на которой изображенразрез укрепляемого массива грунтаи скважин, общий вид термограмм иразмещение основного оборудованияи средств технического контроля.Технология способа состоит, изследующих основных операций.Вначале образуют основные 1 ивспомогательные 2 скважины в видепрорезей прямоугольного сечения длиной А (не показано) . Основные скважины 1 образуют на расстоянии 4-храсстояний В от них до вспомогательных скважин 2, которое равно 0,450,9 величины радиуса теплового влияния основных скважин 1. После этогогерметизируют стенки 3 вспомогательных скважин 2, обращенные наружу отукрепляемогомассива грунта 4, Герметизируют каждую скважину 1 и 2 затворами 5, на которых укрепляют трубопроводы 6 для подачи в скважины 1и 2 воды, создания вакуума и нагнетания сжатого воздуха в основные скважины 1, что регулируют вентилями 7на водяном насосе 8 и вакуум-насосе359 с контролем давления манометрами 10.Воду нагнетают через скважины 1и 2 в грунт 4 до степени влажности0,8-0,9, что контролируется непосредственным отбором проб по известным методикам, Затем скважины 1 и 2вакуумируют, удаляя из грунта 4 водудо влажности на границе раскатывания,В основные скважины 1 монтируют генераторы тепла, например погружные5электрические нагреватели 11, подключенные через трансформатор. 12 квнешней электрической сети 13, Включают электронагреватели 11 и одновременно по трубопроводу 6 нагнетают 50от компрессора 14 сжатый воздух,Генерацию нагретых газов продолжаютв течение периода, определяемогозависимостьюВ Н А 55(1)агде В - расстояние между смежнымиосновными и вспомогательнымискважинами, м; Н - глубина укрепляемого массива грунта, м;А - длина прорезей, м;а - средняя скорость нагреваниягрунта до расчетной температуры, м /ч.Одновременно выдерживается вакуумво вспомогательных скважинах 2, пока температура на внешней границе15 укрепляемого массива грунта 4 недостигает величины на 50-100 С ниже,чем требуется для необратимого устранения просадочных свойств грунта4 без его предварительного насьпцениявлагой. Температура в укрепляемомгрунте 4 контролируется системойтермопар 16 с записывающими приборами 17, Нагнетаемую через скважиныи 2 воду предварительно нагреваютв калориферах 18 до 90-95 С,Такая технология позволяетувеличить размеры неукрепленногообъема 19 грунта 4 между основными.скважинами 1 за счет интерференциитепловых полей противоположных нагревательных скважин 1, в результатечего расчетная термограмма 20 принимает вид термограммы 21 и требуемаятемпература Т распространяется примерно на 0,33 В дальше расчетной.Поэтому расстояние между основнымискважинами 1 берут в 1,2 раза больше,В увлажненных до степени влажности 0,8-0,9 макропористых просадочныхгрунтах относительная просадочностьпри нагревании наступает на 50-100 Сраньше допустимых значений, чем безувлажнения. Степень влажности 0,8нижняя граница, при которой наступает эффект, а 0,9 - реально получаемая при практически возможных условиях.Нагревание воды до 90-95 фС ускоряет нагревание грунта, так как коэффициент теплопроводности и скорость перемещения (фильтрации) ее возрастают с повьппением температуры, При этом верхний предел позволяет исключить парообразование, на которое затрачивается тепла в 5-6 раз больше, чем для нагревания до такой температуры,Длительность. периода согласно соотношению (1) определяется объемом укрепляемого грунта между основной и вспомогательной скважинами ВфНфА и скоростью процесса а, устанавливаемой расчетным или опытным путем.1377330 В НА а Известныйспособ Единицы измерений Предлагаемый способ Показатели 384 мЗ 384 320 120 92 19 10623 ч 26 28 45 96 МДж/ Ъ 2780 2620 3700 Затраты тепла 533 533 600 П р и м е р. На строительной площадке осуществляется термическое укрепление просадочного макропористого грунта в трех массивах одинЭ5 из которых укрепляется известным способом. Скважины 1 и 2 образуют установкой ЛБУна глубину 12 м, диаметром 0,2 м, на расстоянии В = 2 м. По опытам устанавливают Ть = 300 С. В скважинах монтируются электронагреватели иэ сплава ОХ 23 Ю 5 А, трансформаторы печного типа ТП 0-250(40)ПКУ, Сила тока поддерживается 2200-2400 А, напряжение 36 В. Воду нагревают в калориферах КСО. Вакуумирование скважин осуществляют вакуум-насосами РМК, Для измерения температур используют термопары ТХА-УШ и самопишущие приборы ЭППМ. Температура в скважи 20 нах 1 поддерживается равной 1000 С, Остальные параметры соответствуют указанным. Длительность генерации нагретых газов с одновременным выдерживанием вакуума во вспомогательных скважинах 2 в соответствии с (1) принимают 45 и 57 ч (а = 1,06 и 0,84 м /ч соответственно). РезультаЭты работ приведены в таблице.30Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить эффективность за счет сокращения расхода тепла в 1,3-1,4 раза, цлительности процесса в 1,1-1,3 раза, увеличения объема укрепленного грунта в 1,2 раза.35 Формула изобретения Способ термического укрепленияпросадочного макропористого грунта Объем укрепленного грунта Длительность процесса,в т.ч.насьшление грунта водой вакуумирование грунта 1термическое воздействие Средняя температура нагревания массива грунтайС в массиве, .включающий образование основных и вспомогательных в виде прорезей прямоугольного сечения скважин, герметизирование стенок вспомогательных скважин, обращенных наружу от укрепляемого массива, герметизирование устьев скважин, вакуумирование грунта, генерирование ь основных скважинах потока горячих газов и нагнетание их в грунт с одновременным его вакуумированием через вспомогательные скважины, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности, перед вакуумированием грунта производят нагнетание в негонагретой до 90 о95 С воды и ее накапливание в грунте до степени влажности, равной 0,8- 0,9, вакуумирование грунта через вспомогательные скважины ведут до нагревания его на внешней границе укрепляемого массива до температуры на 50-100 С ниже расчетной, а генерирование горячих газов осуществляют в течение периода, определяемого из зависимости где В - расстояние между смежными основными и вспомогательными скважинами, м;А - длина прорезей, м;Н - глубина укрепляемого массивагрунта, м,а - средняя скорость нагреваниягрунта до расчетной температуры, м /ч,Массив 1 Массив 2.Прямковк Корректор А.Обручар Редактор И,Касарда Заказ 8 19/ Тираж 636 ПодписноеИИПИ Государственного комитета СССРделам изобретений и открытий35, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 В оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектна