Способ термического укрепления макропористого лессового грунта

 

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕП ЛЕНИЯ МАКРОПОРИСТОГО ЛЕССОВОГО ГРУНТА ,, включанхций образование скважины её герметизацию, сжигание в скважине горючих смесей при температуре 900-1200°С, Нагнетание в грунт горячих газов и его высушивание до влгтности на границе раскатывания, отл и чаю щи и с я тем, что, с целью повьецения производительности, во время выс шшвания грунта осуществляют нагнетание в него через скважину порсяакообраэного углекислого -кальция , а затем ведут нагрев укрепляемого -объема грунта до удаления из него свободной и физически связанной 4 00 Р СП ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) П1) Ц5Н E 02 0 3/11

ОПИСАНИЕ. ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЫЛ ВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬй КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИЙ (21) 3352572/29-33 (22) 30.10 .81 (462 15.10 ° 83. Stan. 9 38 (72) А. П. Юрданов (71) Московский ордена трудового

Красного Знамени текстильный кисти-1. тут им. A. Н. Косыгина (53) 624.138.9(088.8) (56) .1. Авторское свидетельство СССР

9 617520, кл. Е 02 0 3/10, 1976.

2. Гойчарова Л. В, Основы .искусственного улучшения грунтов. М., Московский государственный университет, 1973, с. 110-125. (54) (57) СПОСОВ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕП-

ЛЕНИЯ ИАКРОПОРИСТОГО ЛЕССОВОГО ГРУВ

ТА, включающий образование скважины ее герметизацию, сжигание в скважи.-. не горючих смесей при температуре

900-1200аС, нагнетание в грунт горячих газов и его высушивание до влажности на границе раскатывания, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности, во время высушивания грунта осуществляют нагнетание в него через скважину порошкообразного углекислого кальция, а затем ведут нагрев укрепляемого.объема грунта до удаления из него свободной и физически связанной воды. (1048055

Изобретение относится к строительству оснований и фундаментов зданий и сооружений на слабых грунтах, преимущественно лессовых, в частности к их укреплению путем термического воздействия.

Известен способ термического укрепления грунта, включающий,образование скважины, ее герметизацию, сжигание в скважине горючих смесей под давлением, высушивание грунта вокруг скважины, нагревание грунтового массива j1) .

Наиболее близким к изобретению является способ темического укрепления лессового грунта, включающий об- 15 раэование скважины, ее герметизацию, сжигание в скважине горючих смесей при 900-1200"С, нагнетание в грунт горячих газов и его высушивание до влажности на границе раскатывания (2) 2О

Недостатками данных способов яв« ляются сравнительно низкая. прочность, укрепленного грунта, не превышающая

1;,0-1,7 мПа, и относительно высокий расход топливно-энергетических ре-. сурсов, составляющий 3900-4080 мДж/м укрепленного грунта, что снижает эффективность их применения..

Цель изобретения — повышение.проиэводительности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термического укрепления макропористого лессового грунта, включающему образование скважины, ее герметизацию, сжигание в .скважине горючих смесей при температуре 900-1200 С, нагнетание в грунт горячих газов и его высушивание до влажности на границе раскатывания, во время высушивания грунта осуществляют нагнетание в него через сква- 40 жину порошкообразного углекислого кальция, а затем ведут нагрев укрепляемого объема грунта до удаления из него свободной и физически связан- ной воды. 45

На чертеже изображены скважина и укрепляемый массив лессового грунта, разрез, и схема размещения .оборудования и измерительных приборов.

Технология .способа состоит в сле дующем.

Вначале бурят скважину 1, герметиэируют ее затвором 2 с горелкой 3, . .соединенной с компрессором 4 и резер-. вуаром для топлива 5. Затем проверяют всю систему на герметичность, и в скважину 1 подают под давлением

0,05-0,2 мПа через горелку 3 горючие смеси 6 и сжигают их при температурах от 900 С до температуры начала спекания легкоплавких составляющих 60 грунта, которая для лессовых грунтов составляет 1000-1200ОC затем в грунт нагнетают горячие газы, пока близле. жащий к скважине 1 объем грунта не высушится до влажности на границе 5 раскатывания, т.е. до твердого состояния.

После этого в грунте остается физически связанная вода в количестве 7-12%. Далее через горелку 3 из агрегата 7 в скважину 1 нагнетают тонкомолотый,углекислый кальций (CaCOg), который при температуре в скважине 1 вьиае 900 С разлагается на окись кальция (СаО) и углекислый гаэ (СОд), которые вместе с продуктами горения сжигаемых горючих смесей 8 наступают через стенки 9 скважины 1 в укрепляемый массив лессово.го грунта 10 ..Перемещаясь по порам грунта, окись кальция обволакивает тонким олоем частицы лессового грунта и их агрегаты и реагирует с оставшейся в грунте физически связан- ной водой с образованием гидрата окиси кальция Са(ОН)2 . Поступающая вслед эа этим часть COg, которая непрерывно образуется в скважине 1 при разложении СаСО, вызывает карбо-: низацию гидрата окиси кальция. Вновь образовавшийся карбонат кальцйя (СаСО8) упрочняет внутриконтактные. связи частиц лессового грунта и их агрегатов, ликвидируя при этом про,садочные и пучинные свойства таких грунтов. При этом для протекания реакции образования СаС03 необходймо удалить иэ грунта свободную и физически связанную воду.

Нагнетание в грунтовый массив. 10 молотого СаСО и продуктов его разложения нрекращают после насыщения йор грунта на внешнем контуре 11 до.

1 заданной степени, например 40-60 кг/м . .После этого продолжают нагревание грунта, пока на внешнем контуре 11 не удалится свободная и физически связанная вода, что соответствует температуре нагрева грунта на 150»

200ОС

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет увеличить прочность. грунта, достигаемую при более низких температурах .обработки. Нагревание грунта до более высокой темпе- ратуры не требуется поскОльку приводит к дополнительной затрате теплрвой энергии.

Пример. На строительной площадке производят термическое укрепление лессового просадочного грунта мощностью 6 м, имеющего пористость

48%, влажность на границе раскатывания 0,08 и температуру начала спекания легкоплавких составляющих 1050ОС, в виде отдельных опор диаметром до

2 м:под башмаки колонн.

Три скважины 1 "пробуривают установкой ЛБУ-50 диаметром 0,15 на глубину 3,0 на расстоянии 10 м одна от другой, чтобы исключить их взаимное влияние. Скважины 1 герметиэируют винтовыми затворами 2. Горелки 3 под1048055

Предлагаемый способ

Известный способ

Показатели

С ripopeзями в стенках

Беэ об- С перфоработки рированстенок ными скважин .стенками

Количество скважин, шт.

Температура грунта в стенках скважин, С

1000 1050 1000-1050 1000-1050 1000-1050

Диаметр укрепленного массива грунта, м

2,0

1,0 1,0

1i0

Общая родо термического укрепления грунта, ч

102

28

Расход материальнотехнических ресурсов, кг/M8

54,2 60,1

50,6 47,4 углекислого кальция жидкого топлива

42,8

47 S.54,8

««Й««

СоставнтЬль А. Прямков

Редактор Н. @выдкая Техред .К, Иыцьо Корректор Г. Решетник

«4Э«««««««««4Вф«Ю«««5 «В

Заказ 7880/33 Тираж 673 Подписное

Вннипи Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,, Москва, Ж-35,:Реушская наб., д. 4/5

«ев«ч

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

3 соединяют к передвижным компрессорам

4 производительностью до 6 м /MHB H давлением до О, 6 мПа, а также к ðeэервуарам для топлива 5 емкостью

1 м, в качестве которого используют . соляровое масло с теплотой сгорання.

42 мДж/кг. Горючие смеси 6 сжигают при температуре около 10500С, пока температура грунта в радиусе 0,3 и не достигнет 1000С; что соответствует . влажности его на границе раскатыва ния, равной 0,08. После этого иэ :аг, регата 7 в скважину 1 нагнетается . тонкомолотый до"3500 см /г порошок углекнслого кальция СаСО, которЫй подают через дополнительный трубо-;: 15 провод s горелке 3 по мере, сжигаийя; горючих смесей 6. Подачу прекращают . после. заполнения rrop грунта на внею+ нем контуре 11 укрепляемого массивагрунта 10 окисью кальция СаО,и ее гид ратом Са(ОН) и нагревания его до температуры 200 С. Степень насыщения грунта Са0 и Са(ОН) проверяют анализом отбираемых проб, а температура s скважине 1 и внутри укрепляемого массива лессового грунтатермопарами 12, соединенными с самопишущими приборами 13, а также оптическими пирометрами. Одровременно в аналогичных условиях укрепляют грунт известным способом.. . Сравнительные данные полученных результатов приведены в таблице.

I

Таким образом, предлагаемый спо« соб позволяет повысить эффективность термического укрепления лессовых грунтов за счет сокращения продол- жительности работ s 1,65-2,12 раза.