Способ термической обработки грунта у столбчатой опоры

 

Изобретение относится к строительству здании и сооружений на слабых просадочньк при замачивании грунтах , в частности к ликвидации непроектных деформаций столбчатых опор путем снижения их трения о грунт при термическом воздействии. Изобретение направлено на повьшение устойчивости опоры за счет снижения трения просадочного грунта о ее поверхность. Это достигается тем, что бурение скважин ведут двумя противоположно расположенными группами - вплотную к опоре по три в каждой группе на равных расстояниях . Скважины в каждой группе соединяются прорезями. Нагнетание горячих газов чередуется с нагнетанием в грунт сжатого воздуха. Приводится математическая зависимость для определения продолжительности периода нагнетания газов. Скважины при свободном доступе к опоре бурятся равномерно вокруг последней. Для повышения с эффективности допускается пртшенение антифрикционного раствора, не корродирукщего арматуру опоры. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл. (Л со ее ip сд

СОЮЗ аВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК аю св

А1 (д) 4 Е 02 D 3/11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21). 4047041/31-33 (22) 31.03.86 (46) 15.09.87. Бюл. НФ 34 (71) Московский текстильный институт им. А.Н.Косыгина (72) А.П.10рданов (53) 624.138.9(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 685762, кл. Е 02 D 3/11, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 1308705, кл. Е 02 D 3/11, 28.02.86. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ГРУНТА У СТОЛБЧАТОЙ ОПОРЫ (57) Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабых просадочных при замачивании грунтах, в частности к ликвидации непроектных деформаций столбчатых опор пу.тем снижения их трения о грунт при термическом воздействии. Изобретение направлено на повышение устойчивости опоры за счет снижения трения просадочного грунта о ее поверхность. Это достигается тем, что бурение скважин ведут двумя противоположно расположенныии группами — вплотную к опоре по три в каждой группе на равных расстояниях. Скважины в каждой группе соединяются прорезями. Нагнетание горячих газов чередуется с нагнетанием в грунт сжатого воздуха. Приводится математическая зависимость для определения продолжительности периода нагнетания газов. Скважины при свободном доступе к опоре бурятся равномерйо вокруг последней. Для повышения д эффективности допускается применение антифрнкдионното раствора, на корродн- (/1 рующего арматуру опоры. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

133747

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабых просадочных при эамачивании грунтах, в частности к ликвидации непроектных деформаций столбчатых опор путем снижения их трения о грунт при термическом воздействии„

Цель изобретения — повышение устойчивости опоры за счет обеспечения сни-1> жения трения просадочного грунта î ее поверхность.

На фиг. 1 изображены опора и разупрочняемый грунт, основное оборудование и средства технического контроля процесса, продольный разрез; на фиг.2опора и скважины, поперечный разрез.

Способ осуществляют следующим образом.

Вначале вокруг опоры 1 образуют скважины 2 с двух сторон по три с каждой из них симметрично вплотную к опоре 1, на равных расстояниях друг от друга. Затем скважины 2 соединяют прорезью 3 по три скважины вместе, 25 герметизируют средние скважины 4 на уровне 5, размещаемом на расстоянии (0,2-0,25)Н вЂ” глубины укрепляемого грунта 6, залегающего до уровня 7, Генерацию нагретых газов осуществляют в нижней части 8 средних скважин 4 с помощью удлиненных форсунок 9, соединенных с топливными баками 10 и компрессорами 11 через вентили 12.

В устье скважин 4 форсунки 9 укрепляются диафрагмами 13. Попеременное сжигание топливных смесей в скважинах 4 и нагнетание через них сжатого воздуха ведут через период времени, определяемый зависимостью

4О

Н ° r„ с= ††††вЂ, (1)

П (Н+Н„} где Н вЂ” глубина просадочной толщи грунта, м;

Н „ — уровень герметизации нижней

45 части скважины от ее дна, м;

П вЂ” пористость грунта;

r, — радиус скважины, м.

Обработка продолжается пока на внешней границе 14 массива грунта 6, отстоящей от центра 15 опоры 1 на расстояние около диаметра опоры 1, силы трения и сцепления не уменьшатся на рассчетную величину, что определяется путем непосредственного отбора проб через шпуры (не показано). Контроль процесса осуществляется системой термопар 16 с приборами 17. Остальные скважины 2 герметиэируются в устьях.

5 2

Размещение скважин 2 вплотную к опоре 1 облегчает их бурение и снимает часть напряжений в контактной зоне опора — грунт. Обраэованйе групп по три скважины 2 с двух сторон обеспечивает устойчивость опоры 1 при бурении скважин 2. При этом скважины 2 бурят со сторон, не занятых надопорными конструкциями, Если опора свободна со всех сторон, то скважины 2 и прорези 3 образуют равномерно по всему контуру опоры 1.

У опор 1, несущих большие нагрузки, снижение сил трения при эамачивании грунтов интенсифицируется после последнего нагнетания сжатого воздуха, нагнетанием в скважины 2 смазывающих растворов, не оказывающие корродирующего влияния на арматуру опор, например воду с добавками отработанных масел.

Пример, На реконструируемом объекте здание возведено на буронабивных опорах диаметром 1,2 м на глубину 20 м в просадочном II-го типа лессовидном грунте, подстилаемом твердыми коренными породами. При подъеме уровня грунтовых вод началось замачивание грунтов и развитие сил трения, снижающих несущую способность опор 1 и вызывающих дополнительные непроектные их осадки.

Скважины 2 в количестве шести штук по три с каждой стороны опоры 1 были пробурены установкой УГБ-50 диаметром 0,1 м на всю глубину. Затем скважины 2 одновременно с двух сторон опоры 1 прорезали прорезью 3 шириной 2 см изготовленным на площадке устройством иэ трех направляющих штоков, входящих в скважины и режущей диафрагмы между ними, а также диафрагм жесткости по высоте устройства.

Средние скважины 4 были загерметизированы на уровне 5 в 5 м от дна скважин 2, а остальные в устьях. Сжигалось соляровое масло, которое нагнеталось через форсунки 9 в нижнюю часть средних скважин под давлением

0,1-0,2 МПа от компрессоров 11 и там осуществлялась генерация нагретых газов в течение периода, определяемого соотношением (i), По опытам величина скорости фильтрации газов составила 0,08 м/с, длительность периода нагнетания >-азов была принята равной 1 ч при пористости грунта П=О,S.

Силы трения и сцепления сравнялись

Способы

Показатели

Предлагаемый

Известный опоры (г

О, 101 0,021

0,036

120* 42

21+21

19+19

1+1

Удельный расход тепла, МДж/м

2430

3860 2190

3 13374 с характеристиками грунта непосредственно у опор 1, что проверялось отбором проб грунта и их испытанием в лаборатории стандартными методами.

Грунт обрабатывался вокруг трех опор 1, двух предлагаемым и одной известным способами.

Данные результатов работ приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ сокращает силы трения вокруг опор в 2,78-4,76 раз.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Способ термической обработки грунта у столбчатой опоры, включающий бурение скважин, их герметизацию, генерирование в нижней части скважин потока горячих газов и периодическое нагнетание в грунт горячих газов и сжатого воздуха, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения устойчивости опоры за счет обеспечения снижения трения просадочного грунта о ее поверхность, бурение скважин ведут двумя противоположно расположенными группами вплотную к опоре по три в каждой группе на равных расстояниях,з0

Суммарные силы сцепления в грунте после термического воздействия, МПа

Общая длительность работ, ч

Количество периодов нагревания и охлаждения грунта

*Две заходки по 62 и 58 ч.

4 после чего производят соединение скважин в каждой группе прорезями, а нагнетание горячих газов в каждом периоде ведут в течение времени, определяемом из зависимости

<е (» °

=П(Н+Н,) глубина просадочной толщи грунта, м;

Н вЂ” уровень герметизации нижней части скважины от ее дна, м;

П вЂ” пористость грунта;

r, — радиус скважины, м.

2.-,Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что ведут бурение дополнительных скважин и образование дополнительных прорезей по контуру опоры.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что по окончании последнего нагнетания воздуха производят введение в скважины антифрикционного раствора, не корродирующего арматуру опоры и смазывающего ее поверхность.

4. Способ по и. 3, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве анти- . фрикционного раствора применяют смесь воды с отработанными маслами, 1337475

77

Составитель А.Прямков

Редактор А.Ревин Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга

»

Заказ 4102/26 Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4