Способ термического укрепления просадочного грунта

(56) Авторское свидетельство СССУ 92567, кл. Е 02 П 3/12, 1950.Авторское свидетельство СССРУ 927898, кл, Е 02 0 3/11, 1980,(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕПРОСАДОЧНОГО ГРУНТА(57) Изобретение относитсястроительства на просадочнь ститу к област х грунГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТОПИСАНИЕ ИЗ тах, в частности к их укреплению термическим воздействием, и направленона повышение несущей способностигрунта. Это достигается нагнетаниемв укрепляемый грунт через скважинысжатого воздуха, когда грунт нагревается. Во время отвода водяных паровосуществляют выдерживание в смежнойзоне температуры, равной температуреиспарения свободной и физически связанной воды. Бурение скважин ведутна расстоянии от смежной эоны, определяемой из математической зависимости. Несущая способность укрепленногогрунта повышается в 3,5-4,4 раза.1 ил., 1 табл.У,О7,: О + 4 5 П УС".ЗБВ заданный радиус укрепления грунта, м;объемные массы грунта и воды, /.3,скрытая теплота параобразования, ккал/кг;средняя теплоотдача на ис - парение воды, ккал/кг;пористость грунта;доля неиспарившецся из грунта воды. где г, г 9Сп П - К -Температуру Определяют с памо 1 цью термопар 9 и приборов 10. Как только термограммы 11 смежных скважинсомкнутся в зоне 8 и температура в ней достигнет Т, начинается интенсивное испарение свободной и физически связанной воды, сопровождающееся охлаждением нагретого грунта 7 и изменением вида термограмм 12 на участке от точек Т (на расстоянии г) до точек Т (на расстоянии радиусаРг). После смыкания термограмм 11 поИзобретение относится к строитель - ству на просадочных грунтах, в част-. ности к их укреплению термическим воздействием.Цель изобретения - повышение несущей способности грунта,На чертеже изображена схема размещения оборудования.Технология способа состоит в следующем.Бурят скважины 1, устанавливают в них электронагреватели 2 герметизируют устья скважины 1 затворами 3 и подключают электронагреватели 2 к ис точнику 4 электроэнергии через систему трансформаторов (не показано). На затворах 3 монтируют патрубки 5 для визуального наблюдения 1 рацесса и трубопровод 6 подачи сжатого воздуха. 2.- После проверки всей системы на герметичность включают электронатреватели 2, подают в скважину 1 через трубопроводы 6 сжатый воздух и нагревают грунт 7, пока расчетная температура 26 Т например для устранения просадочностц грунта 300 С и для термогрунтовь 1 х Опор 600 С не распрОстраеится на заданное расстояние г, а темпера".ура наиболее интенсцваго испарения влаги Травная окопа 100 Г, не достигнет радиуса "., Определяемого из зависимости (1) в смежной зоне 8 дача тепла из скважин 1 завершается. Для интенсификации процесса удаления из грунта 7 оставшейся в нем воды ее пары отводят через трубопровод 13, который вначале используют для размещения термопар 9. Процесс откачивания паров водь 1 ведут пока не начнется сток тепла со снижением температуры Т . Затем оборудование демонРтируется, ствол скважин 1 заполняется местным грунтом или бетоном, причем верхняя часть может быть эаармирована для лучшего соединения с надфундаментными конструкциями. В той же последовательности укрепление грунта может неоднократно повторяться.Б местах стыка тепловых полей в зоне 8 происходит интенсивное паровы- деление со снижением температуры грунта 7 до 95-105 С"и ее стабилизирование. Зто происходит лишь при симметричном размещении скважин 1 относительно зоны 8, что позволяет снизить силы трения и сцепления на внешнем контуре укрепляемого просадочнога грунта при ега замачивании.П р и м е р. На строительной площадке производилось термическое укрепление просадочного грунта мощностью 10 и, пористостью 0,5, объемной массой 1500 кг/м, степенью влажности грунта 507. Расчетная температура по внешнему контуру Т р = 600 С, заданный радиус г, =- 1 м. Согласно указанному соотношению величина г =1,56 м.Скважины 1 прабурены установкой УГБ, электранагреватели 2 из стали ОХ 2305 А подключались через трансформаторы ТПО/40/ЛКУк сети 4, скважины 1 герметизировались затворами 3. Сжатый воздух подавался от компрессоров ПКСИ через трубопровод 6. В зонах 8 были установлены трубопроводы 13 с подключенными к ним вакуум-насосами РК. Температура измерялась термопарами 9 типа ТХА-ХР с самопишущими приборами 10 типа ЗППИ на 24 точки, Сила тока поддерживалась 2200-2500 А, напряжение 36 В. В зонах 8 были образованы вспомогательные скважины (всего две скважины). Основных скважин 1 пройдено шесть.Расчетная температура достигла расчетных радиусов через 68-74-82 ч а соответственно через 1,6-1,8 ч1401109 где грЧ Ч6 ССи эатели для способа Пока Характеристикаизвестного предлагаемого Массив Г 2 3 35 35 35 86,0 86,0 77,5 86 820,8 741,1 681,6 2,3 3,2 2,4 132 583 462 1508 5,96 1,53 6,78 7,06 термопары 9 в зонах 8 показали около 100 С и началось интенсивное испарение воды, откачиваемой с парами насосами РМКв течение 2 3-2 41 У5 3,2 ч, пока температура в расчетных точках не начала уменьшаться. Испытание несущей способности термоукрепленных массивов грунта осуществлялось стандартными штампами по известной методикеОдновременно выполнено термическое укрепление грунта известным способом, на которое затрачено 86 ч, а несущая способность составила 132 тс, тогда как в предлагае мом способе она равна 508-462583 тс. Сравнительные данные приведены в таблице. Таким образом, предлагаемый спо 20 ,соб термического укрепления просадочного грунта позволит повысить несущую способность укрепленного грунта в 3,5-4,4 раза без увеличения дли" тельности процесса с ростом скорости формирования несущей способности грунта в 3,9-4,6 раз, а также снизить силы трения и сцепления на внешнем контуре укрепленного грунта. 30Формула изобретения Способ термического укрепления просадочного грунта, включающий бурение скважин, размещение в них электронагревателей, герметизацию устья1 Объем укрепленногогрунта, мДлительность процесса, ч В том числе, ч:нагревание грунтаинтерференция полейиспарение воды и ееудалениеНесущая способность термоукрепленных массивов, тсСкорость формирования "несущей способности, тс/ч скважин, подключение электронагневателей к источнику электроэнергии,нагрев грунта с образованием водяныхпаров, их отвод на поверхность.изсмежной между скважинами зоны, извлечение электронагревателей и запол"иенце скважин материалом, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения несущей способности грунта,во время нагревания грунта производят нагнетание в него через скважины,сжатого воздуха, в период отвода водяньм паров осуществляют выдержива"ние в смежной зоне температуры, равной температуре испарения свободнойи физически связанной воды, а бурение скважин ведут на расстоянии отсмежной зоны, определяемом иэ зависимости ЧгР птгО + 4 С-П.Ч 8 Сп, К заданный радиус укрепления,мобъемная масса, грунта,кг/м-;объемная масса влаги, кг/мсредняя теплоотдача на испарение воды, ккал/кг;степень влажности грунта;скрытая теплота парообразования, ккал/кг;пористость грунта;доля неиспарившейся изгрунта воды1401109 Составитель А.ПрямковТехред Л,Сердюкова Корректор В.Бутяга Редактор Г.Гербер Заказ 2771/30 тираж 637 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5