Способ термического укрепления грунта в виде опоры

.Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабыхгрунтах, в частности к их укреплениютермическим воздействием,Цель изобретения - снижение энергозатрат.На чертеже изображены скважина иукрепляемый грунт в опоре, разрез,и схема размещения основного оборудования,Способ термического укреплениягрунта в виде опоры осуществляетсяследующим образом.Вначале образуют скважину 1 на 5расчетную глубину 2 и герметизируютее затвором 3, который включает бункер 4 с грунтом 5, загружаемым черезлюки 6, накопители 7 отработанных газов с перфорированными стенками 8, 20через которые отработанные газы поступают в кольцевой трубопровод 9 ииз него через вентиль 10 выпускаютсяв атмосферу, топливопровод 11 с подвижным отражателем 12 и диффузором 2513, патрубок 14 для контроля процессов внутри скважины 1 и электрозапал15 с прибором 16,После проверки скважины 1 на герметичность в нее из бункера 4 по контуру стенок 17 на дно скважины 1 подают грунт 5, а топливопровод 11 опускают так, чтобы диффузор 13 размещался над уровнем загруженного вскважинугрунта 5 на 0,4-0,5 м (изусловия равномерного сжигания горючих смесей и теплостойкости материала топливопровода 11). Подвижныйотражатель 1 2 с электрозапалом 15опускают в крайнее нижнее положение,фиксируемое диффузором 13. Затем зажигают горючие смеси, а отражатель12 поднимают в верхнее положение ион закрывает доступ газов в накопитель 7Создаваемое в скважине 1 избыточное давление способствует плотному соединению подвижного отражателя 12 с накопителем 7 отработанныхгазов.Сжигание горючих смесей осуществляют периодически с разрывом, равным 3-7 мин, пока расплав 18 грунта5 не поднимется от расчетной глубины2 до проектной отметки 19, После периода сжигания горючих смесей подвижный отражатель 12 опускается внизна уровень диффузора 13, Отражатель12 позволяет фокусировать тепловуюэнергию, излучаемую расплавом 18 грунта 5, от поверхности 20 пропорционально массе расплавленного грунта,т.е. выделяемая аккумулированная расплавом 18 грунта 5 тепловая энергияотражается от криволинейной поверхности подвижного отражателя 12, увеличиваясь от центра скважины 1 к еестенкам 17 пропорционально квадратурасстояния от центра скважины 1. Отработанные газы в это время поднимаются вверх и собираются в накопителе7, а затем выпускаются из него черезперфорированные отверстия 8 сквозьгрунт 5 в бункере 4 путем открытиявентиля 10 на кольцевом трубопроводе9, в который отработанные газы поступают, отдавая тепло грунту 5, Периодическое сжигание горючих смесейпозволяет эффективно испольэоватьтепловую энергию, аккумулированнуюрасплавленной массой грунта,Возвращение потока лучистой тепловой энергии на поверхность грунта 5посредством отражателя 12 позволяетравномерно прогревать весь поступающий в скважину грунт 5, особенно наиболее массивных участков, примыкающих к стенкам скважины 1, Предлагаемая подача грунта 5 по контуру стенокскважины 1 позволяет рационально использовать тепло, поднимающееся снизу вверх по стволу скважины 1, приэтом газы входят в накопитель 7 болееохлажденными. Возвращение тепла всочетании с предлагаемой подачей грунта 5 способствует равномерному вытеснению из него расплавленной массыобразующихся при плавлении газов,чтоповышает монолитность грунта 5 и егопрочность. Подача грунта 5 по контурустенок скважины 1 создает также вогнутую поверхность расплавленногогрунта, что в сочетании с криволиней.ной формой подвижного отражателя 12позволяет интенсифицировать процессрадиационного теплообмена.П р и м е р. На участке работ осуществляют термическое укрепление лессовидного грунта в трех опорах. Скважины 1 проходят установкой УГБ диаметром 0,4 метра и уширяют в забоебуровым расширителем до 0,8 м на расчетной глубине 2, равной 19 м, Длительность интервала между периодамисжигания горючих смесей варьируетсяв пределах 3-5-7 мин. После монтажазатвора 3 в комплексе с бункером 4для подачи грунта 5, люками 6, на1390300 Способ Показатели Предлагаемый Опора 2Известный 3,2 3,2 3,2 3,2 21 28 32 2040 2010 1910 2870 копителем 7 с перфорированными стенками 8, кольцевым трубопроводом 9 свентилем,топливопроводом 11 с подвижным отражателем 12 и диффузором13, патрубком 14 и электрозапалом 15с прибором 16 скважины 1 проверяютсяна герметичность. Подвижные отражатели 12 изготавливают из сталиОХ 23 Ю 5 А, их подъем осуществляют лебедкой Тс автоматическим приводом, а расстояние над расплавом 18грунта составляет 0,5 м.,Сжигаетсясоляровое масло с теплотой горения42 МДж/кг. Горючие смеси подаютсянасосами шестиренчатого типа, сжатыйвоздух генерируется компрессорамиДКМ с избыточным давлением 0,2 -0,4 МПа, Продолжительность процессасоставляет 21-24-28 ч соответственнодля перерыва сжигания горючих смесей 3-5-7 мин,Одновременно осуществляется укрепление грунта в опоре известным способом, длительность процесса составляет 32 ч. Сравнение показателей приведено в таблице,Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить расход тепловой энергии в 1,4-1,5 раза при одновременном уменьшении длительности проОбъем расплавленного вскважине грунта, м Перерывы в сжигании горючих смесей, мин Длительность процесса заплавления скважин, ч Удельный расход тепловойэнергии на 1 м огоры,3МДж/м цесса термического укрепления грунтав опоре до 347,Формула изобретения5 Способ термического укреплениягрунта в виде опоры, включающий образование скважины, установку в ееустье затвора с накопителем грунтаи средствами годачи его и горючихсмесей, сжиганием последних в скважине с образованием горячих газов,введение в скважину грунта, его наг-.ревание горячими газами до плавления,заполнение скважины расплавленнымгрунтом и отвод отработанных горячихгазов, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью снижения энергозатрат, 20 в период заполнения скважины расплавленным грунтом осуществляют возвращение отражением потока лучистой энергии, выделяемого поверхностью грунта,во время отвода отработанных газов 25 производят их накапливание под давлением, сжигание горючих смесей ведут периодически, подачу грунта -ссыпанием его вдоль стенок скважины,а удаление отработанных газов - через 30 грунт в накопителе, причем возвращение лучистой энергии осуществляютв интервалах между периодами сжига"ния горючих смесей. ора 1 Опора 31390300К лебедкеСоставитель А.Прямков Редактор И.Шулла Техред М.Дидык Корректор А.Обручар Заказ 1742/31 Тираж 637 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий1 13035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4ь