Способ термического укрепления грунта

(511 4 Е 02 аучно- строя СССР СС 9 СССР1980.(57) Изобретческому укре ительстве, ввлажных грун плуатируемых МИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕН сится к тер ие о рунтов в строти к укреплению фундаментами эк и сооружений. лениючасти д и о здании СУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) АвтоУ 685762АвторсУ 927898 949/29-336.856.87, Бюл. У 24рожское отделениетельского институконструкций ГосстрСырых138.9 (088,8)рское свидетельствкл. Е 02 Э 3/11,кое свидетельствокл. Е 02 0 3/11,Изобретение направлено на обеспечение укрепления влажных грунтов под неравномерно оседающими фундаментами зданий и сооружений. Это достигается тем, что в пробуренных по сторонам фундамента скважинах еоздается поле положительных температур в виде радиационного излучения, а в скважинах с другой стороны фундамента - вакуум со сбором и отводом воды. Сбор и отвод водяных паров и нагрев грунта ведут заходками снизу вверх. Каждую заходку в скважинах сбора и отвода водяных паров герметизируют по ее границам, По окончании работ скважины заполняют негашеной известью. По мере перехода с одной захватки на ругую поле положительных температурвакуумирование в каждой скважине . попеременно заменяются. 1 ил., 1 табл.Способ осуществляют следующим образом.С двух сторон оседающего фундамента 29 бурят на проектную глубину закрепления скважины 4 и 15, которье затем оборудуют соответственно устройствами 1 и 13 для нагрева массива 55 13203Изобретение относится к термическому укреплению грунтов в строительстве, в частности к укреплению влажных грунтов под фундаментами эксплуатируемых зданий и сооружений, 5Цель изобретения - обеспечениеукрепления влажных грунтов под неравномерно оседающими фундаментамиэдакий и сооружений.На чертеже изображена технологическая схема размещения оборудованияпри укреплении грунта под фундаментом.Термическое укрепление грунта попредлагаемому способу осуществляюттехнологической установкой, котораясостоит из устройства 1 для нагревамассива грунта 2, выполненного в виде электрического нагревателя З,смонтированного в рабочем объеме скважины 4 на сборной подвеске 5, котораязакреплена в устье скважины 4 накрышке 6, имеющей заборный патрубок7, Нагреватель 3 посредством сборных токодроводов 8, закрепленных в25скважике 4 на подвеске 5 изоляторами 9, подключен через печной трансформатор 10 и шкаф 11 питания и управления к силовой электролинии 12.Для сбора и отвода парообразнойвлаги из укрепляемого массива грунта 2 используется устройство 13,выполненное в виде сборного вакуумпровода 14, закрепленного в устьевторой скважины 15 с помощью крышки 16, через которую он подключается к вакуумнасосу 17 с водоотделителем 18 и к вакуумметру 19, при этомконец 20 вакуумпровода 14, помещенныйв рабочий объем скважины 15; оборудован эластичными отсекателями 21,закрепленными на нем с помощью кронштейнов 22 и соединенными между собой гибким трубопроводом 23, проходящим через крышку 16. Вакуумпровод14 имеет перфорацию 24. Через шкаф11 питания и управления вакуумнасос17 подключен к силовой электролинии12 через запорную арматуру 25, Вакуумнасос 17 и трубопровод 23 подключены 50к напорному водопроводу 26,30 2грунта 2, сбора и отвода парообразной влаги из него.Скважины 4 и 15 оборудуют устройствами 1 и 13 в следующей последовательности.На сборной подвеске 5 в скважину 4опускают электрический нагреватель 3и сборные токопроводы 8, закрепленные на подвеске с помощью изоляторов9. При достижении нагревателем 3 укрепляемой заходки (У 1, У 2 и т,д.).подвеску 5 закрепляют в устье скважины 4 крышкой 6, через которую пропускают изолированные концы токопроводов 8 и подключают к шинам трансформатора 10.В скважину 15 опускают сборныйвакуумпровод 14, на конце которогопредварительно закреплены с помощьюкронштейнов 22 отсекатели 21 в видеэластичных оболочек и гибкий трубопровод 23, подключенный к отсекателю,При достижении концом 20 первоначально заходки У 1, вакуумпровод 14 закрепляют в устье скважины 15 с помощью крышки 16, через которую вакуумпровод 14 подключают к вакуумнасосу17 с водоотделителем 18 и вакуумметру 19. При этом отсекатели располагают по границам обрабатываемой заходки.Через крьш 1 ку 16,пропускают трубопровод 23, который вместе с вакуумнасосом 17 через запорную арматуру25 подключают к напорному питающемуводопроводу 26,Через открытую арматуру 25 вода из водопровода 26 поступает в вакуум- насос 17 с жидкостным поршнем, а по трубопроводу 23 - в отсекатели 21. При этом отсекатели 21 под давлением воды расширяются и герметизируют заходку по ее границам. Регулирование количества и давления воды производят с помощью запорной арматуры 25, После того, как установка подготовлена к работе, с помощью шкафа 11 питания и управления включают вакуумнасос 17, а затем автоматически отключается печной трансформатор 10, напряжение от которого по токопроводам 8 передается на нагреватель 3. Последний, нагреваясь, образует радиационное излучение, которое нагревает грунт и испаряет влагу в заходке.После включения в работу вакуум- насоса 17 через вакуумпровод 14 в обрабатываемой заходке скважины 15 соз3 13203 дается разрежение, благодаря чему происходит сбор и отвод парообразной влаги из массива грунта 2. При этом парообразная влага, собираясь в скважине 15, через перфорацию 24 поступа. ет по вакуумпроводу 14 через вакуум- насос 17 во влагоотделитель 18, из которого воздух сбрасывается в атмосферу, а вода - в ливневую канализациюе 10Под действием вакуумного поля в системе: "нагревательнаяскважина 4 - укрепляемый массив грунта 2 - "вакуумная"скважина 15 возникает направ 15 ленная принудительная конвекция парообразной влаги и интенсивность процесса укрепления резко возрастает. При этом всасываемый поток воздуха через патрубок 7 превращается в скважине 4 в активный высокотемпературный теплоноситель, который в пределах рабочей заходки фильтруется по порам грунта, обжигает его, насыщается влагой и переносится с помощью устройства 13 на поверхность. В результате направленной фильтрации укрепление грунта 2 происходит только под фундаментом 27.Массив грунта 2 по глубине укрепляется заходками (9 1, У 2 и т.д.) в направлении снизу вверх, для чего устройства 1 и 13 перестанавливают с одной заходки на другую путем изменения длины подвески 5, токопроводов 8 и вакуумпровода 14, которые собирают из секций одинаковой длины.Первоначально нагреватель 3 размещают в скважине 4, а вакуумпровод14 - в скважине 15. При ведении укрепления грунта на следующей заходке нагреватель 3 и вакуумпровод 14 меняют в скважинах 4 и 15 местами с соответствующими переключениями,связанными с нагревателем 3 и вакуум- проводом 14, оборудования. При этом на каждой заходке получают укрепленные массивы грунта 2, контуры которых показаны на фиг.1 пунктирной линией.Процесс укрепления на каждом этапе продолжается до тех пор, пока на внешнем контуре массива грунта 2 в пределах оси фундамента 27 не будет достигнута расчетная температура.После обжига массива грунта 2 скважины тампонируются комовой негашеной известью.П р и м е р. Осуществлялось укрепление влажных грунтов под неравномер Способ Показатели Известный Предлага- емый Глубина укрепления, м 20 30 4но проседающими фундаментами производственного здания на глубине 20 м.Фундаменты, отдельно стоящие, размером 4 4 м, с глубиной заложения2 м. Укрепляемые грунты - лессы илессовидные суглинки влажностью, равной 10-257., с числом пластичности -5-18 и пористостью - 41-507.С двух сторон фундамента 27 былипробурены буровой установкой УГВМскважины 4 и 15 диаметром 240 мм наглубину 21 м в количестве 4 шт. Затемскважины 4 и 15 были оборудованы впределах рабочей заходки устройствами 1 и 13 для нагрева массива грунта2 и сбора и отвода из него парообразной влаги,В устройстве 1 в качестве нагревателя 3 использован спиральный нагреватель длиной 5 м из сплава маркиоХ 23 ЮЗТ с рабочей температурой 1200 С,имеющей зону термической обработки6 м. Укрепление грунта 2 по глубиневыполняют тремя заходками высотой6 м, равной зоне термической обработки нагревателя 3.Питание нагревателя 3 осуществлялось печными трансформаторами 10 (типа ТПО, ТПТ и ТОС) мощностью 100250 кВа. При этом устройство 1 подключали к трансформатору 10 параллельноо,Создание в вакуумпроводе 14 разрежения осуществлялось с помощью вакуумнасосов 17 (типа РМК-З, РМК) сжидкостным поршнем, При этом устройство 13 подключали к вакуумнасосу 17тоже параллельно.Питающее напряжение нагревателейбыло в пределах 20-36 В, при этом сила тока составила 1000-1500 А.Укрепление осуществлялось дляликвидации присадочных свойств грунтов под оседающими фундаментами, поэтому на внешнем контуре массива 2достигалась температура в пределах300-600 С,Полученные результаты приведеныв таблице.1320330 Продолжение таблицы Способ Показатели Известный Предлага- емый Объем грунта,обожженноговокруг однойскважины, м 30 100 Затраты на 1 м обожженногогрунта 9,6 Времени,ч Электроэнергии,кВт,ч 800 Труда,ч.дн. 0,4 0,83 Скважины 4 и 15 после обжига тампонировались негашеной комовой известью с уплотнением ее трамбовкой, которой была оборудована буровая установка УГБМ, негашеная известь в случае замачивания основания под фундаментом 27 гасится, увеличивается в объе ме и заполняет поры обожженного грунта, что способствует стабилизированию влажностного режима укрепленного основания и исключает снижение его несущей способности,Предлагаемый способ (по сравнениюс известными) обеспечивает укреплениевлажных грунтов под неравномернопроседающими фундаментами зданий исооружений на глубину 20 м и более.При этом продолжительность работ сокращается в 1,5-1,8 раза, а расходэлектроэнергии и трудоемкость работна единицу укрепленного грунта снижается на 40-50%,Формула. изобретения15 Способ термического укреплениягрунта, включающий образование скважин, создание в одних скважинах пбляположительных температур и вакуума 20 со сбором и отводом водяных паровв других, нагрев грунта и заполнениескважин материалом, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспе"чения укрепления влажных грунтов поднеравномерно оседающими фундаментамизданий и сооружений, образованиескважин ведут с двух сторон фундамента, создание поля положительных температур осуществляют путем радиационного излучения электронагревателей,нагрев грунта, сбор и отвод водяныхпаров производят заходками снизувверх, а в качестве материала длязаполнения скважины используют нега шеную известь, причем каждую заходкув скважинах сбора и отвода водяйыхпаров герметизируют по ее границам.1320330 Составитель А.ПрямковТехред В.Кадар Редактор А.Ревин Корректор А,Зимокосов Заказ 2621/28 Тираж 606,ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5