Способ термического укрепления просадочного грунта

, Гусев о СССР1979.СССР1980,(54 ПОСОБ ТЕРМИЧВСКООЧНОГО ГРУНТАзобретение относпросадочных грунданий и сооруженствием и направл ГО УКРЕПЛЕНИЯ ится к укрептов в основаий термическим ено на снижени(57)лениюнияхвозде ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПОДБЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) Авторское свидетельствВ 837997, кл. Е 02 Э 3/10,Авторское свидетельствоУ 927897, кл. В 02 Э 3/11,знергозатрат. Это достигается тем, что производят бурение расположенных по вертикали рядов скважин, их герметизацию, сжигание в скважинах горючих смесей с образованием горячих газов и введение последних в грунт. Перед герметизацией скважин осуществляется гидроизолирование стенок верхнего и нижнего рядов скважин. После введения горячих газов в грунт в него через ряды скважин, кроме верхнего, нагнетают воду и одновременно вакуумируют грунт через скважины верхнего ряда. Вода перед ее нагнетанием в грунт нагревается до температуры, равной 80-95 С. Приводится .математи" у ческая зависимость для определения расстояния между рядами скважин. 2 ил., 1 табл. С:Изобретение относится к укреплению просадочных грунтов в основаниях зданий и сооружений термическим воздействием.Цель изобретения - снижение энер 5 гозатрат.На фиг.1 изображен разрез сквалыги и укрепляемого грунта, схема размещения оборудования и технических средств контроля процесса; на фиг,2- вид А на фиг.1.Способ осуществляют следующим образом.Вначале бурят горизонтальные15 скважины 1 рядами друг над другом на расстоянии между рядами скважин, определяемом из зависимости си(СТ+ СФ) 1Кг 2+ -- - ---у(1)2(СТ+ Со 11)2 О где И- влажность грунта;- радиус укрепляемого вокругскважины грунта до устранения его просадочных " 25свойств, м,С - теплоемкость минеральногоскелета грунта, МЛж/(кгС),С - скрытая теплота парообразо-.вания воды, 1 Щж/кг;30Т - средняя температура нагревания грунта вокруг скважины, С,Т - температура устранения про 1осадочных свойств грунта, С,Затем стенки скважин 1 нижнего 2 иверхнего 3 рядов, ограничивающие, грунта 5, гидроизолируют, например,уплотнением грунта известными устройствами, После этого скважины 1 герметизируют затворами 6 с форсунками 7и патрубками 8 контроля процессавнутри скважин 1, подают от емкости9 с топливом и компрессора 10 горячие 15смеси в скважины 1 и сжигают их свведением горячих газов в грунт 5,пока он на внешнем контуре 4 не нагреется до температуры устранения просадочных свойств, при эамачивании,которая составляет около 200 С, Заотем источники горючих смесей отключают, а черезфорсунки скважин 1,кроме верхней 3, нагнетают воду, подогретую до температуры испарения(80-95 С), а верхние скважины 3 вакуумируют насосами 11, пока температура поступающих в скважину 3 смесейроды и газов и паров воды не уменьшится до температуры испарения воды.Температуры грунта и воды измеряют системой термопар с записывающими приборами (не показаны).Способ позволяет при термической обработке во влажной парообразной среде достигать необратимого разрушения связей при 150-200 С, т.е.на 200 С нище, чем при обработке в сухом виде.Размещение скважин 1 по вертикали позволяет использовать естественную конвекцию паров воды по направлению к поверхности, что совместно с вакуумированием верхнего ряда 3 скьажин создает направленность теплового потока снизу-вверх и сокращает потери тепла в стороны. Предварительное нагревание воды увеличивает тепловую мощность скважин, выдерживаемая температура испарения воды Обеспечивает сокращение тепловых потерь и исключает работы по термоизолированию подающих трубопроводов, а термоизолирование стенок нижнего 2 и верхнего 3 рядов скважин 1 снижает степень движения воды и ее паров за пределы укрепляемого массива грунта 5,П р и м е р. На экспериментальной строительной площадке производили термическое укрепление грунта в массиве с просадочной толщей 16 м. Обрабатывались три массива: два предлагаемым и один известным способами. Принималось Т = 400 С (температуора стенок скважины 800 С, показатель термограммы равен единице), Т =200 С. Как известно, величины С=0,92 ИДж/кг С С = 2260 МДж/кг. Укреплялись массивы с изменением величины г = 1 м и г = 2 м. Согласнозависимости (1) соответственно значения К = 4 м и К = 8 м. В первом случае бурилось 5 скважин, во втором - 3 скважины.Скважины 1 были пробурены установкой горизонтального бурения БГИ на длину 10 м диаметром 0,15 м.Скважины нижнего ряда 2 снизу и скважины верхнего ряда 3 сверху быпи уплотнены приставками к БП 1 известной конструкции, что ограничивало внешний контур 4 от стока паров влаги н нагретой воды при нагнетании ее в скважины, в сторону эа пределы укрепляемого грунта 5. После этого скважины 1 герметизировали затворамы 6 и подключали форсунки 7 к емкости 9 с соляровым маслом теплотой14304 59 ИзвестПоказатели Предлагаемый способ ассив 1 Массив 2 800 1000 800 Средняя. температуранагревания грунтавокруг скважин,С 600 400 400 200 350 200 Общая длительностьпроцесса, ч 66 41 59 в том числе нанагнетание вскважины подогретой воды 17 13 Удельный расходтепла, МДж/м 3200 1060 1040 згорения 42 ЩЪк/кг и компрессору 10 типа ЗИФ, а форсунку 7, кроме того, - к вакуум-насосу 11 типа РМК. После опробования всей системы подавали горючие смеси в скважины 1 и сжигали их с введением в грунт, пока на внешнем контуре 4 грунт не нагревался до 200 С, что измерялось системой термопар ТХА-УЯ с приборами ЭППМ (не показано). Затем через скважины 1, кроме верхРасстояние между рядамискважин по высоте, м Температура грунта встенках скважин, С Температура устранения просадочных свойств грунта, Со Таким образом, предлагаемый способ даст воэможность сократить рас,ход энергии в 3 раза и длительность 45 процесса на 12-617 формула изобретения Способ термического укрепления просадочного грунта через горизонтальные скважины, включающий бурение расположенных по вертикали рядов скважин, их герметизацию, сжигание в скважинах горючих смесей с образованием горячих газов и введение последних в грунт, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергозатрат, перед герметизацией скважин ней 3, нагнетали нагретую до 90 С воду от калорифера с насосом СВКТ с одновременнья вакуумированием верхней 3 скважины, пока поступающая в нее вода не охладилясь до 90 С, Эта вода утилизировалась для последующего использования на другом массиве укрепляемого грунта.Сравнение параметров известного и предлагаемого способов приведено в таблице. производят гндроиэолирование стенок их верхнего и нижнего рядов, а после введения горячих газов в грунт в не" го через ряды скважин, кроме верхнего, ведут нагнетание воды и одновременное вакуумирование грунта через скважины верхнего ряда, причем перед нагнетанием в грунт воды осуществля" ют его нагревание до температуры испарения, а расстояние между рядами скважин принимают равным величине,Фопределяемой из зависимости1430459 Составитель А.ПрямковТехредЛ.Сердюкова ректор С,Черн Ред Банду Тираж 637 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и о 035, Москва, Ж, РаушскаяПодписно каз 5306 ета СССРрытийаб., д. 4/5 ронзводственно-полнграфическое предприятие, г. Ужго л. Проектная,г - радиус укрепляемого вокругскважины грунта до устранения его просадочных свойств, м; С " теплоемкость минерального скелета грунта, як/(кг С),6С - скрытая теплота парообразования воды, Щж/кг;Т., - средняя температура нагревания грунта вокруг скважиОны, С,Тз - температура устранения просадочных свойств грунта, С,