Способ термического укрепления грунта

2) Автор . изобретения А. П. Юрдан Московский ордена строительный Заявител 54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУН.в кольцево При это ра определИзобретение относится к строитель ству зданий и сооружений на слабых грунтах, в частности к их укреплению термическим воздействием.Известен способ термического укрепления грунта, включающий бурение скважины, ее герметизацию, подачу в скважину горючих смесей из топлива и сжатого воздуха, их сжигание и нагнетание горячих газов в грунт 11.Наиболее близким к рредлагаемому является способ термического укрепления грунта, включающий бурение скважины, ее термоизолирование и герметизацию, подачу.в скважину горючих смесей, сжигание их и нагнетание горячих газов в грунт 2.Недостатки указанных способов заключаются в относительно длительном процессе укрепления грунта порядка О,6-0 9 сут/м большом расходе топлива и сжатоговоздуха.Цель изобретения - снижение энерго затрат. арудового Красного Знамени инженерноститут им. В.В.Куйбышевадщщ.т. Поставл тем, что с му бурение рование и жину горюч и введение моизолиров размещения зазором пе следующего теплопрово лом, а в и зов в грунт енная цель достигается огласно способу, включающе- скважины, ее термоизолигерметизацию, подачу в скваих смесей, сжигание их гооячих, газов в грунт, тер. ние осуществляют путем в скважине с кольцевым рфорированной трубы и по" заполнения зазора пористым ным термостойким материаоцессе введения горячих га.производят нагнетание зазор сжатого воздуха.величину .кольцевого зазоют из зависимости е ВО - диаметр скважины, м, Н - глубина скважины, и,(нм С) /мДж,1 с - допустимая температура наогрева стенки скважины, С,0 - содержание воздуха в горючей смеси, нмЗ/мДж,На чертеже изображена скважина,продольный. разрез, укрепляемый массив грунта и расположение трубопровода, термостойкого материала и 13измерительных приборов.Технология способа состоит в следующем,Вначале бурят скважину 1, затемсоосно с ней на всю высоту устанавливают перфорированный трубопровод 2с зазором 3, определяемым из соотношения (1). На внешней сторонетрубопровода 2 симметрично по егоокружности расположены перфорированные трубы 4 для подачи сжатого воздуха в зазор 3.После этого зазор 3 заполняют теплопроводной графитопесчаной смесью 5,скважину 1,герметизируют затвором 6 зрс форсункой 7, подают в нее горячуюсмесь, количество которой принима-ют,равной 1/620, допустимой температуры нагрева трубопровода 2, ав зазор 3 через трубы 4 по мере сжигания горючих смесей нагнетают откомпрессора 8 воздух,Сжигание горючих смесей осуществляют пока расчетная температура, например 300-600 С, не достигнЬт внеш-ней границы 9 укрепляемого массивагрунта 10, что опреДеляется показа нием термопар 11, установленных поконтуру 9, и самопишущими приборами 12.После завершения обжига скважину 1 разгерметизируют, трубопровод 2и термостойкий материал 5 извлекают,а.скважину 1 заполняют местным грунтом или бетоном. При этом примене 0ние термостойкого материала 5 позволяет создавать большую разность темпе.ратур между газами внутри трубопровода 2 и стенкой скважины 1, чтоуменьшает расход воздуха в горючей фсмеси, равномерно обогревать всю поверхность скважины 1, что способствует сокращению продолжительности процесса, а также увеличивать кратность использования трубопровода 2, который изготавливается из жаростойкой стали, тем самым, сокращается стоимость укрепления грунта.Нагнетание сжатого воздуха в зазор 3 способствует увеличению тепловой мощности скважины 1 и сокращению расхода тепла и воздуха, а также сокращению длительности термического укрепления грунта.П р и м е р. На участке работ осуществляется термическое укрепление грунта мощностью 6 м отдельными столбами диаметром 2 м с температурой нагрева по внешнему контуруа300 С. Скважины 1 диаметром 0,2 м бурят станком ПВВС, затем в них соосно на всю высоту устанавливают перфорированную цилиндрическую трубу 2 диаметром 0,1 м с размещен. ными с ее внешней стороны четырьмя трубами 4 диаметром 12 мм. Трубы 2 и 4 изготавливают из жаростойкой стали ОХ 23 Ю 5 АС с температуройь длительного нагревания 1800 С.После этого зазор 3 заполняют графитопесчаной смесью 5 состава 1:10 с температурой начала спекаОния 1800 С, скважины 1 герметизируют затворами 6 с форсунками 7. В скважины 1 подают горючие смеси с содержанием воздуха 14,5 нм /кг, что соотЬветствует содержанию топлива в смесях 2,9 мДж/нм , и сжигают их приЪизбыточном давлении воздуха 0,06- О, 12 МПа.По мере сжигания горючих смесей в зазор 3 через трубы 4 подают сжатый воздух. Термическое укрепление грунта продолжается 72 ч и заканчивается, когда расчетная температура 300 С достигает внешней границы Э укрепляемого массива грунта 10, что фиксируется показанием термопар 11 типа ТХА-УШ и самопишущих приборов 3 класса точности 0,5.Одновременно для сравнения осуществляют термическое укрепление известным способом. Результаты испытаний приведены в таблице.927901 СпособПредлагаемый Показатели Известный 25,4 25,4 72 109 РасходЪтоплива, кг/м 63 35,2 ьвоздуха, нм /кг 21,4 8,4 Формула изобретения Объем укрепленного вокруг каждой скважины грунта, м Длительность укрепления грунта, ч ЬПроизводительность, м /сут Применение предлагаемого способа на практике позволит повысить производительность в 1,53 раза, снизить расход топлива и воздуха соответственно в 1,22 и 1,64 раза и сок.ратить стоимость термического укрепления грунта на 30/,. 1, Способ термического укрепления грунта, включающий бурение скважины, ее термоизолирование и герметизацию, подачу в скважину горючих смесей, сжигание их и введение горячих газов в грунт, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергозатрат, термоизолирование осу,ществляют путем размещения в скважине с кольцевым зазором перфорированной трубы и последующего заполнения зазора пористым теплопроводным термостойким материалом, а в процес;е введения горячих газов в грунт производят нагнетание в кольцевой зазор сжатого воздуха. 20 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю.щ и й с я тем, что, величину кольцевого зазора определяют из зависи- мости.где Вр - диаметр скважины, м,Н - глубина скважины, м,ЗО8 - тепловая мощность скважины,кДж/ч,3 - коэффициент теплопроводноститермостойкого материала,кДж/(ч.м С) .35 0- содержание воздуха в горючейсмеси, нм /мДж,Ъ620 - опытный коэффициент (нм С)/мДж1- допустимая температура нагрева стенки, скважины, С .Источники информации.принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРй 613005, кл. Е 02 Р 3/10, 1976.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2971894/29-33,кл, Е 02 Р 3/11, 11.08.80927901 ь А.ПрямкТепер ос хвПодписноеенного комитета СССРтений и открытий