Способ термического укрепления массива просадочного грунта

 

Изобретение относится к строительству на просадочных грунтах с ликвидацией просадочности путем термического воздействия. Цель изобретения - обеспечение укрепления грунта в мерзлом состоянии. Это достигается тем, что скважины образуются на всю глубину просадочной толщи. Грунт нагревается в пределах возможной его осадки под собственным весом при замачивании . 1 ил., 1 табл. со Од

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 Е 02 D 3/!1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 41! 8046/31-33 (22) 19. 06. 86 (46) 23.1 2.87 . Бюл. !! 47 (71) Московский текстильный институт им. А.Н.Косыгина (72) А.П.10рданов (53) 624.138.9(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1! 538094, кл. E 02 D 3/11, 1974.

Авторское свидетельство СССР

11 850803, кл. Е 02 D 3/11, 1979 °

„„SU„„1361247 А1 (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ

МАССИВА ПРОСАДОЧНОГО ГРУНТА (57) Изобретение относится к строительству на.просадочных грунтах с ликвидацией просадочности путем термического воздействия. Цель изобретения — обеспечение укрепления грунта в мерзлом состоянии. Это достига-. ется тем, что скважины образуются на всю глубину просадочной толщи. Грунт нагревается в пределах возможной его осадки под собственным весом при замачивании. 1 ил., 1 табл. где В

К

Н

136

Изобретение относится к строительству на просадочных грунтах с ликвидацией просадочности путем термического воздействия.

Цель изобретения — обеспечение укрепления грунта в мерзлом состоянии.

На чертеже изображены укрепляемый массив грунта и скважины, вертикальный разрез, а также схема размещения основного оборудования и средств техническоro контроля.

Способ осуществляется следующим образом.

Вначале бурят основную скважину 1 в центре между четырмя вспомогательными скважинами 2 на глубину .просадочной толщи 3 грунта. Затем основную скважину 1 на уровне 4, который соответствует начальной просадке грунта под собственным весом при его замачивании, герметизируют затвором 5 с подающим трубопроводом 6, соединенным с теплоагрегатом 7, генерирующим горячие газы 8, нагретые до 300-400 С. о

Расход газов 8 регулируют вентилями

9. Нагретые газы 8 нагнетают ниже уровня 4, пока температура на внешнем контуре 10 укрепляемого массива .11 грунта не достигнет 30-40 С, что фиксируется показаниями термопар 12 с приборами 13. В процессе нагревания грунта 11 из него отжимается поступающая во вспомогательные скважины

2 вода, которая отогревает мерзлый грунт от глубины 14 сезонного промерзания до проектной отметки 15. Комплекс основной и четырех вспомогательных.скважин может быть многократно повторен по площади укрепляемого массива грунта, при этом диаметр вспомогательных скважин определяется из зависимости — расстояние между вспомогательными скважинами, м; — опытный коэффициент; — объемная масса талого грунта т/мз — коэффициент пористости талого грунта; — мощность слоя грунта в мерзлом состоянии, м; — мощность слоя талого грунта, м;

1247 2

А — коэффициент уплотнения талого грунта, м /тс, 2

Предлагаемый способ позволяет ис-.

5 пользовать массу грунта в мерзлом состоянии для уплотнения нижележащего грунта, если отогреть мерзлый массив и укреплять не весь массив грунта, а только его часть, залегающую ниже уровня начала просадочности под собственным весом при замачивании, Предлагаемый диапазон температур дает воэможность сократить среднюю температуру нагревания укрепляемого

15 массива грунта и, следовательно, расход тепловой энергии. При этом в основной скважине создается избыточное давление 0,5-1,0 ИПа, что дает возможность сокращения расхода энергии эа счет уменьшения радиуса теплового влияния основной скважины.

Бурение скважин на всю глубину просадочной толщи обеспечивает исключение возможных просадок грунта пос25 ле возведения зданий.

Изменение диаметра вспомогательных скважин обеспечивает полное накапливание отжимаемой из укрепляемого массива грунта воды в стволах этих

30 скважин.

Пример. На строительной площадке осуществляется укрепление просадочного мерзлого грунта мощностью

10 м. Глубина промерзания грунта Н

= 2 м. Начальное давление просадочности грунта при замачивании G =

= 30 т/м .Без учета нагрузки на грунт

2 от возводимого здания, равной 20 т/м р величина С= 10 т/м . Объемная масса

40 талого грунта 1,57 т/м . Коэффициент . пористости талого грунта 1,0 (пористость 50%). Расстояние между вспомогательными скважинами 6 м. Опытный коэффициент К = 0,4.

Согласно зависимости (1) определяют 0=0,24 м. Уровень 4 начального давления просадочности равен 6,37 м, принимают 6 м. Следбвательно, укрепление грунта осуществляют на высоту

4 м.

Скважины 1 и 2 пройдены на глубину 10 м, основная скважина гермети.зируется на уровне 4 затвором 5 с подающим трубопроводом 6 диаметром .

50 мм, соединенным с калорифером 7 производительностью до 250 м /ч, в термостойком исполнении с максимальной температурой нагревания газов о

400 С. После опробывания всей систез ) 361 247

4 мы на герметичность газы 8, объем ко- шущими приборами 13 класса точности торых регулируется вентилями 9, наг- 0,5, Для сравнения укреплен массив нетают в грунт до нагревания его на известным способом. о внешнем контуре 10 до 30 и 40 С, что 5 Сравнительные данные приведены в фиксируется термопарами 12 с самопи- таблице.

Предлагаемый способ Известный

Показатели способ

Массив 1 Массив 2

Объем укрепляемого массива, м

360

144

163

Длительность процесса, ч

78

Расход тепла в расчете на объема массива 360 м, МДж/м

3 э

342

296

780

Температура стенок основной о скважины р С

300-400 300-400 900-1000

Температура грунта на внешнем контуре укрепляемого о массива, С

30-40 30-40 100

D=B

Формула изобретения где В

45

Нм

А

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает возможность укреплять просадочные грунты при сезонном промерзании их верхнего слоя лишь ниже уровня начала просадочности под собственным весом при замачивании

i сократив при этом расход тепла в

2,28-2,64 раза, длительность — в

1,23-1,33 раза, Способ термического укрепления массива просадочного грунта, включающий бурение основной и не менее трех вспомогательных скважин равномерно по контуру внешней границы укрепляемого массива, генерирование в скважине потока тепловой энергии и нагревание грунта на внешней границе до 3040 С с накапливанием воды во вспомогательных скважинах, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью обеспечения укрепления грунта в мерзлом состоянии, бурение скважин ведут на глубину просадочной толщи, нагревание грунта производят в пределах возможной его осадки под собственным весом при замачивании, а диаметр D вспомогательных свкважин принимают равным величине, определяемой из зависимости расстояние между вспомогательными скважинами, м; опытный коэффициент; объемная масса талого грунта, т/м ; коэффициент пористости талого грунта; мощность слоя грунта в мерзлом состоянии, м; мощность слоя талого грунта, м; коэффициент уплотнения талого грунта, м /тс. й

1.361 247

СоставитеЛь А.Прямков

Редактор О.йрковецкая Техред М.Дидык Корректор Н. КоролЬ . Заказ 6203/33 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская .наб., д.4/5 — РПроизводственно- полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4