Способ укрепления массива грунта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОНИАЛИСТИЧ ЕСКИРЕСПУБЛИК 1763572 А 1(51)5 Е 02 О 3/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕНДЕТЕЛЬСТВУ НИЕ СКОМ К(56) Заявка Японии Ф 55-38449,3/12, опублик, 1980,Авторское свидетельство ССВ 1629411, кл, Е 02 О 3/12, 1989ЕНИЯ но-изысканструктор1 кл. Е 020СР ССИВА пление грунтов в оружений с поии. Сущность изонаправляющие ается грунт пере Изобретение относится к области строительства, в частности к укреплению слабыхгрунтов в основаниях зданий и сооруженийс использованием струйной технологии.Цель изобретения - снижение затрат.Способ поясняется чертежами, на которых показано: на фиг. 1 - схема осуществления способа в разрезе; на фиг. 2 - пландискретного расположения колонн укрепленного грунта; на фиг, 3 - план сплошногорасположения колонн укрепленного грунта,на фиг. 4- схема к расчету расстояния между осями колонн.Способ осуществляют следующим образом,В подлежащем укрепленигрунта 1 образуют дополнительнну 2 расчетным диаметром бд 0 ю массиве ую скважии глубиной(54) СПОСОБ УКРЕПЛ ГРУНТА(57) Использование, укре основаниях зданий и с мощью струйной техноло бретения; выполняютс скважины, из них размы 2мещаемыми струями укрепляющего раствора собразованием колонн из укрепляемого грунта и изливом избытка растворогруктовой пульпы. Перед выполнением каждой направляющей скважины образуют дополнительную скважину на расстоянии более радиуса действия струи. Избыток растворогрунтовой пульпы подают в одну или несколько дополнительных скважин, Приводится математйческая зависимость для определения диаметра дополнительной скважины. Выполнение направляющих скважин может быть осуществлено по сетке квадратов с размещением дополнительных скважин в промежутках между направляющими скважинами. Приводитсяматематическая зависимость для определения расстояния между осями последних. 1 з, и. ф-лы, 4 ил,Ъ. Затем образуют направляющую скважину 3 диаметром с 4 на полную глубину Н укрепления грунта и опускают в нее до забоя струйный монитор 4 с боковыми соплами. 0 Образование направляющей скважины 3 Сд возможно с помощью монитора 4, для чего СЛ последний оснащают буровым наконечником и буровым приводом, От устья надрав- Я ляющей скважины 3 в дополнительную скважину 2 прокладывают трубопровод или лоток 5. В монитор 4 подает под давлением укрепляющий раствор в сопровождении сжатого воздуха или без него), который ис. текает из боковых сопел в виде струй 6, и ведут подъем монитора 4 с вращением или без вращения. Перемещаясь, струи б укрепляющего раствора размывают прилегающий к стенкам направляющей скважины(1) где Ь - глубина дополнительной скважины;Й - количество дополнительных скважин, используемых при образовании одной колонны из укрепленного грунта, 50Р, Н - площадь поперечного сечения и глубина колонны;бо - диаметр направляющей скважины;А - коэффициент укрепления грунта;Чр, Чгр - объемы укрепляющего раство ра и грунта в колонне;и, Юо - пористость и объемная влажность грунта в долях единицы.Коэффициент укрепления грунта А может быть выражен через весовое соотношегрунт и перемешивают его с раствором, образуя колонну из укрепленного грунта 7, При этом избыток растворогрунтовой пульпы 8 поступает из устья направляющей скважины 3 в дополнительную скважину 2, 5 Если бурение дополнительной скважины 2 осуществляли, например, с промывкой, растворогрунтовая пульпа 8 вытесняет из скважины 2 находящуюся в ней промывочную жидкость, По окончании образования ко лонны 7 весь иэлившийся избыток растворогрунтовой пульпы 8 заполняет дополнительную скважину 2, образуя в ней дополнительную колонну из укрепленного грунта. 15Во избежание прорыва струй раствора 6 из направляющей скважины 3 в дополнительную скважину 2 расстояние между ними должно превышать радиус размывающего действия струй 6, 20Колонны из укрепленного грунта 7 могут быть выполнены с разной формой поперечного сечения - круглой, плоской, крестообразной, многолопастной и т,д., что достигается за счет конструкции и режима 25 перемещения монитора 4, Дополнительные колонны 2 также могут быть выполнены с разной формой поперечного сечения; при буровом способе выполнения они будут круглоцилиндрическими. 30При осуществлении способа возможно применение нескольких дополнительных скважин 2 при выполнении каждой колонны 7.или наоборот. Возможна также не прямая подача избытка растворогрунтовой пульпы 35 8 в дополнительную скважину 2, а с промежуточными накоплением ее в емкости в пределах времени до начала схватывания раствора.Диаметр дополнительной скважины 2 40 определяют по расчетной зависимости(3) где Ц - масса цемента в составе колонны;Г - масса грунта в составе колонны; у - плотность (удельный вес) грунта; уи - плотность (удельный вес) цемента; в/ц - водоцементное отношение (консистенция) укрепляющего раствора.При сплошном укреплении массива грунта, когда к нему предъявляются требования как прочности, так и водонепроницаемости, колонны 7 и 2 из укрепленного грунта должны быть состыкованы без зазоров между ними. Наиболее оптимально выполнение колонн 7 круглоцилиндрическими и расположение их осей по квадратной сетке, а дополнительных скважин (колони) 2 - в промежутка;", между ними (по одной дополнительной скважине 2 на какдук колонну 7).При этой схеме расстояние между осями направляющих скважин 3, а также между осями дополнительных скважин 2 определяют по зависимости Ь= 05(бддд+ го-дд.),(3) где О - диаметр колонны из укрепленного грунта.П р и м е р, Основание сооружения с динамическими нагрузками сложено песками и требует сплошного укрепления для обеспечения модуля деформации 1000 МПа. Глубина укрепления 10 м, Пески в естественном залегании имеют пористость 0=0,4, объемную влажность 6/о=0,05, Пабораторными и полевыми исследованиями установили, что требуемый модуль деформации может быть получен при коэффициенте укрепления грунта А=0,5 с использованием цементного раствора В,Ц=1, Укрепление грунта предусмотрено струйной технологией с помощью растворовоздушных струй, диаметр образуемых колонн укрепленного грунта равен Д=1,5 м, диаметр направляющих скважин до=0,1, Глубина дополнительных скважин принята равной глубине укрепления (Ь=Н=10 м), количество дополнительных скважин на одну колонну К=1),Диаметр дополнительных скважин по формуле (1),102 05 - 04 - 005(1,51 Х 10 05 - 04+005+1 0,53 м ние цемента.и грунта в составе колонны изукрепленного грунтаРасстояние между осями направляющих скважин и между осями дополнительных скважин по формуле (3);,53 )=1,29 м,Работы по сплошному укреплению массива грунта начинают с бурения дополнительных скажин, а с отставанием от них по крайней мере на одну скважину ведут образование "струйных" колонн укрепленного грунта. Колонны и дополнительные скважины выполняют в две очереди, через одну в каждом ряду (см, фиг, 3).Бурение дополнительных скважин диаметром 0,53 м осуществляют, например, вращательным способом с промывкой и заполнением глинистым раствором. Бурение направляющих скважин диаметром 0,1 м ведут вращательным способом с помощью буровой струйной установки, в качестве бурового снаряда используют струйный монитор.После готовности первой дополнительной скважины, осуществляют бурение на глубину 10 м соответствующей направляющей скважины и прокладывают от ее устья трубу в дополнительную скважину по одной из стрелок на фиг, 3), В находящийся в направляющей скважине струйный монитор подают под давлением цементный раствор и воздух и поднимают монитор с вращением, образуя колонну укрепленного грунта диаметром 1,5 м. Избыток растворогрунтовой пульпы поступает иэ направляющей скважины в дополнительную, вытесняя из нее глинистый раствор и образуя дополнительную колонну укрепленного грунта. Аналогичный цикл осуществляют на последующих парах скважиночереди, а затем, после твердения в них растворогрунтовой смеси, ведут работы по скважинам 11 очереди, обеспечивая сплошность укрепления массива грунта,Технологический процесс укрепления массива грунта проходит с полным использованием растворогрунтовой смеси, что позволяет сократить до необходимого минимума затраты укрепляющего материа ла, труда и энергии с получением требуемых свойств укрепляемого массива грунта.Формула изобретения 1, Способ укрепления массива грунта, 5 включающий выполнение направляющихскважин, размыв из них грунта перемещаемыми струями укрепляющего раствора с об, разованием колонн из укрепляемого грунтаи излив из скважин избытка растворогрун товой пульпы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью снижения затрат, перед выполнением каждой направляющей скважины образуют дополнительную скважину на расстоянии, превышающем радиус размы вающего действия струи, а во время изливаизбытка растворогрунтовой пульпы ведут подачу ее в одну или несколько дополнительных скважин, при этом диаметр Одоп последней определяют из зависимости 20 одоп = - (1,273Р + до),Н А - и+ч 1 о 2А - и+по +1 где Ь - глубина дополнительной скважины;К - количеСтво дополнительных скважин, используемых при образовании одной колонны из укрепляемого грунта;Р и Н - соответственно площадь поперечного сечения и глубина колонны;б - диаметр направляющей скважины;А = ЧрИгр - коэффициент укрепления грунта;Чр и Чгр - соответственно объемы укрепляющего раствора и грунта в колонне;и и Юо - соответственно пористость и объемная влажность грунта.2, Способ по и. 1,отл и ча ю щи й с я тем, что выполнение наг равляющих скважин ведут с расположением их в плане по сетке квадратов, а образование дополнительных скважин осуществляют в промежутках между направляющими скважинами, при этом расстояние Ь между осями последних принимают равным величине, определяемой по зависимости 4 Ь =05(Одоп+ 2 Оде 0 - диаметр колорунта, - одоп),ы иэ укрепляе1763572 оставитель М.Хасинехред М,Моргентал ректор СЛиси Ред Л,Куприянова Заказ 3434 Тирак Подписное , ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 НТ СС изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 10