Способ повышения прочности грунта

. А 09 ИЕ 2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К ПАТЕНТ ундаГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Гончарова. Л.В. Основы исственного улучшения грунтов. М.,Изд-во МГУ, 1973, с. 254-255.2. Костерин Э.В.Основания и фменты. М., "Высшая школа", 1966,с, 183-186.(54)(57) СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ГРУНТА, включающий погружение в грунт инъектора, подачу через инъектор теку чего цементного материала под давлением, измерение и регистрацию давления раствора, образование зоны уп рочненного грунта и последующие погружения инъектора с образованием примыкающих зон упрочненного грунта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности .упроч нения грунта, во время погружения инъектора определяют прочность гРунта при величине прочности менее допус 1 тимой осуществляют подачу текучего цементного материала под давлейием, превышающим допустимую прочность грунта.1 11143Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабых грунтах, в частности к упрочнению грунтов путем введения в них затвердевающих материалов. 5Известен способ повышения прочности грунта, включающий погружение в грунт инъектора, подачу в грунт через инъектор затвердевающего материала под определенным давлением, об разование зоны упрочненного грунта и последующие погружения инъектора с, образованием примыкающих друг к другу столбчатых упрочненных зон 1 1.Наиболее близким к предлагаемому является способ повышения прочности грунта, включающий погружение в грунт инъектора, подачу через инъектор текучего цементного материала под давлением, измерение и регистрацию давления раствора, образование фзоны упрочненного грунта и последующие погружения инъектора с образованием примыкающих зон упрочненного грунта 2 ,Недостаток указанных способов зак лючается в том, что они предназначены для упрочнения однородных по глубине грунтов, поэтому для грунтов, имеющих разную по глубине однородность и прочность, имеет место неоднородное упрочнение, перерасход затвердевающего материала за счет возможного его выхода на поверхность и неоправданные затраты энергии. Все это снижает эффективность известных способов.35 Цель изобретения - повышение эф-: фективности упрочнения грунта.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу повьппения проч 40 ности грунта, включающему погружение в грунт инъектора, подачу через инъектор текучего цементного материала под давлением, измерение и регистрацию давления раствора, образо 45 вание эоны упрочненного грунта и последующие погружения инъектора с образованием примыкающих зон упрочненного грунта, во время погружения инъектора определякт прочность грун 50 та и при величине прочности менее допустимой осуществляют подачу текучего цементного материала под давлением, превьппающим допустимую прочность грунта.55На фиг, 1 представлено оборудова. ние для осуществления предлагаемого способа, общий вид; на фиг. 2 -схема распределения напк таемого затвердевающего материала в упрочняемом грунте; на фиг. 3 - устройство для реализации предлагаемого способа с частичным разрезом; на фиг, 4 вариант устройства, общий вид; на фиг. 5 - узел А на фиг, 3; на фиг.б - вариант расположения выпускных отверстий, направленных под углом вверх; на фиг. 7 - вариант расположения выпускных отверстий, направленных под1углом вниз; на фиг. 8 - вариант распо ложения выпускных отверстий, направленных горизонтально; на фиг. 9 схема размещения оборудования при осуществлении способа.Устройство для реализации предлагаемого способа включает нагнетательный агрегат 1, нагнетательную трубу (инъектор) 2, удлинительный элемент 3, питающий трубопровод 4, манометр 5 для измерения давления нагнетаемого насосом 1 материала со сливным краном, соединенные с трубопроводом 4 насос 6 и посредством рукава 7 смеситель 8 для приготовления затвердевающего материала, например текучего цементного раствора, и вспомогательный насос 9 для воды.Инъектор 2 в своей нижней части имеет шток 10 с закрепленным на нижнем конце конусом 11 с углом заострения 60 , размещенные на боковой по" верхности выпускные отверстия 12 и направляющую обойму 13. На штоке 10 в средней и верхней его частях расположены поршневые уширения 14 и 15, при этом уширение 14 при крайнем верхнем положении штока 10 перекрывает выпускные отверстия 12, которые, как показано на фиг. 6-8, могут быть направлены под углом вверх, под углом вниз или горизонтально.Технология выполнения способа с помощью описанного устройства заключается в следующем.Первоначально инъектор 2 вводят в грунт на требуемую глубину, включают насос 9 и по рукаву 7 и трубопроводу 4 подают в инъектор 2 воду, которая воздействуя на поршневое уширение 15, вдавливает конус 11 штока 10 в грунт, при этом трение штока 10 о грунт исключается, а уширение 15 опускается ниже отверстий 12, и вода через них вытекает в окружающий грунт. Во время вытекания воды происходит резкое падение ее давления, что регистрируется3 1114 по показаниям манометра 5. Среднее значение показаний манометра 5 за период нарастания давления принимается за меру прочности грунта. За период перемещения конуса он должен про 5 ходить расстояние 10-20 см.После этого воду полностью удаляют из устройства и через инъектор 2 начинают нагнетать текучий затвердевающий материал, например цементный 10 раствор, под давлением, превышающим среднее значение прочности грунта. При таком давлении уширение 15 штока 10 так же, как и при нагнетании воды, опускается ниже отверстий 12, через которые цементный раствор поступает в грунт (фиг. 2).Давление нагнетания текущего материала можно также регулировать величиной статического давления за счет изменения высоты нагнетательной трубы (инъектора) 2 и удлинительного элемен та 3. Величину давления можно регулировать и за счет изменения плотности цементного материала путем разного соотношения между водой и цементом или введением в цементный материал легких добавок (зола, древесные опилки).Погружение инъектора 2 может быть осуществлено с приданием ему вращения вокруг своей оси с помощью соответствующего приспособления 16 (фиг. 4).П р и м е р. Производили погружение . в грунт инъектора 2 длиной 4 м и площадью поперечного сечения 10 см с35 конусом 11(угол заострения 60 ). Инъектор 2 был погружен на глубину 3,1 м, на шток 10 подавали воду, и он вместе с конусом 11 выдвигался на 30 см, пос.40 ле этого уширение 15 певеместилось. ниже отверстий 12 и вода вытекала через них в грунт, при этом давление резко упало. Перед падением давления воды манометр 5 имел показания 348 41,3 кг/см,или при площади поперечного сечения уширения 156 см усилие вдавливания было равно 7,8 кг, а давление, которое удерживало конус 11 с площадью 10 см, составило 0,78 кг/см 2.На основании известных зависимостей прочность грунта была принята равной 0,7 кг/см . В соответствии с принятой величиной прочности грунта осуществлялось последующее нагнетание текущего цементного материала при давлении, превьппающем величину прочности, которое составило 1,2 кг/см 2 . Цементный материал представлял собой портланд-цемент, смешанный с водой при отношении 1:0,94 по весу, плотность 1,5 т/м, что соответствовало плотности упрочняемого грунта.По истечении 40 ч прочность грунта, обработанного цементным материалом, находилась в интервале 1- 1,2 кг/см 2, при этом фактическое давление нагнетаемого в грунт материала с учетом гидростатического его давления на глубине упрочнения составило 1,4 кг/см .В каждой точке нагнетание текучего цементного материала производилось до повьппения величины давления нагнетания, что свидетельствовало о - достаточном насыщении грунта материалом. Расстояние между точками принималось из расчета соприкосновения или даже частичного перекрытия зон упрочнения грунта.Предлагаемый способ позволяет,ра-., ционально использовать энергозатраты в зависимости от фактического состояния грунта и осуществлять направпенное нагнетание затвердевающего материала в зоны с более слабым грунтом.11 , 4348 Составитель А.Прямковедактор М.Циткина Техред Л,Мартяшова ректор А. Тяск П "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,чле 1 ал Заказ 6658/48 Тираж 643 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Москва, Ж, Подписноего комитета СССРий и открытийРаушская наб.,д.4/