Способ термического укрепления просадочного грунта

 

Изобретение относится к области строительства на просадочных грунтах , в частности к их укреплению термическим воздействием, и направлено на повышение несущей способности грунта. Это достигается нагнетанием в укрепляемый грунт через скважины сжатого воздуха, когда грунт нагревается . Во время отвода водяных паров осуществляют вьщерживание в смежной зоне температуры, равной температуре испарения свободной и физически связанной воды. Бурение скважин ведут на расстоянии от смежной зоны, определяемой из математической зависимости . Несусдая способность укрепленного грунта повышается в 3,5-4,4 раза. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5 .) 4 Е 02 D 3/11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4123482/31-33 (22) 24.09.86 (46) 07.06.88. Бюл. У 21 (71) Московский текстильный институт им. А.Н.Косыгина (72) А.П.10рданов, Г.П.Гусева и 10.А.Врданов (53) 624.138.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 92567, кл. Е 02 D 3/12, 1950.

Авторское свидетельство СССР

У 927898, кл, E 02 D 3/11, 1980. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ

ПРОСАДОЧНОГО ГРУНТА (57) Изобретение относится к области строительства на просадочных грун„,SUÄÄ 1401109 А1 тах, в частности к их укреплению термическим воздействием, и направлено на повышение несущей способности грунта. Это достигается нагнетанием в укрепляемый грунт через скважины сжатого воздуха, когда грунт нагревается. Во время отвода водяных паров осуществляют выдерживание в смежной зоне температуры, равной температуре испарения свободной и физически связанной воды. Бурение скважин ведут на расстоянии от смежной эоны, определяемой из математической зависимости. Несущая способность укрепленного грунта повышается в 3,5-4,4 раза.

1 ил., 1 табл.! 401109

И ">,О (> 0 9 g.Ë С

В заданный радиус укрепления грунта, м; объемные массы грунта и воды, к /и.; 40

3. скрытая теплота парообразования, ккал/кг; средняя теплоотдача на ис— парение воды, ккал/кг; пори(тость Грунта9

4,, доля неиспарившейся из грунта воды. где х, 1> г9

С п

П—

К—

Температуру определяют с помощью термопар 9 и приборов 10. Как только термограммы 11 смежных скважин 1 сомкнутся в зоне 8 и температура в ней достигнет Т„, начинается интенсивное испарение свободной и физически связанной воды, сопровождающееся охлаждением нагретого грунта 7 и изменением вида термограмм 12 на участке от точек Т1 (на расстоянии r) до точек Т (на расстоянии радиуса Р

rp) o Поc>IP. смыкания TPрмограмм 1 1 по

Изобретение относится к строитель— ству на просадочных грунтах, в част= ности к их укреплению термическим воздействием.

Цель изобретения - повышение несущей способности грунта, На чертеже изображена схема размещения оборудования.

Технология способа состоит в следующем.

Бурят скважины 1, устанавливают в них электронагреватели 2, герметизируют устья скважины 1 затворами 3 и подключают электронагреватели 2 к ис- 15 точнику 4 электроэнергии через систему трансформаторов (не показано). На затворах 3 монтируют патрубки 5 для визуального наблюдения процесса и трубопровод 6 >IogBMH сжатого B03gg>B. >:„После проверки всей системы на герметичность включают электронагревателя

2, подают в скважину 1 через трубопроводы 6 сжатый воздух и нагревают грунт 7, пока расчетная температура 26

Т, например для устранения просадочности грунта 300 С и для термогрунтовых опор 600СС, не распространится на заданное расстояние r!>9 а темпера".ура наиболее интенсивного испарения влаги Т „ равная окопо 100 С, не достигнет радиуса г> определяемого из зависимости (1) - сме:ж,ной зоне 8 дача тепла из скважин 1 завершается.

Для интенсификации процесса удаления из грунта 7 оставшейся в нем воды ее пары отводят через трубопровод 13, который вначале используют для p&3мещения термопар 9. Процесс откачивания паров воды ведут пока не начнется сток тепла со снижением температуры Т . Затем оборудование демонР тируется, ствол скважин 1 заполняется местным грунтом или бетоном, причем верхняя часть может быть эаармирована для лучшего соединения с надфундаментными конструкциями. В той же последовательности укрепление грунта может неоднократно повторяться.

Б местах стыка тепловых полей в зоне 8 происходит интенсивное паровыделение со снижением температуры грунта 7 до 95-)05 C"è ее стабилизирование. Зто происходит лишь при симметричном размещении скважин 1 относительно зоны 8, что позволяет снизить силы трения и сцепления на внешнем контуре укрепляемого просадочного грунта при его замачивании. I р и м е р. На строительной площадке производилось термическое укрепление просадочного грунта мощностью 10 и, пористостью 0,5, объемной массой 1500 кг/м 9 степенью влажности грунта 50%. Расчетная температура по внешнему контуру Т р = 600 С, заданный радиус r =- 1 м. Согласно указанному соотношению величина r =

1,56 м.

Скважины 1 пробурены установкой

УГБ-50, электронягреватели 2 из стали ОХ23105А подключались через трансформаторы ТПО-250/40/ЛКУ-4 к сети 4, скважины i герметизировались затворами 3. Сжатый воздух подавался от компрессоров ПКС-6И через трубопровод 6. В зонах 8 были установлены трубопроводы 13 с подключенными к ним вакуум-насосами РИК-4. Температура измерялась термопарами 9 типа

ТХА-ХР! с самопишущими приборами 10 типа ЗПП-9И на 24 точки. Сила тока поддер>кивалась 2200-2500А, напряжение 36В. В зонах 8 были образованы вспомогательные скважины (всего две скважины). Основных скважин 1 пройдено шесть.

Расчетная температура достигла расчетных радиусов через 68-74-82 ч, а соответственно через 1,6-1,8 ч

1401109 где r р

Г

Ч

С и эатели для способа

Пока

Характеристика известного предлагаемого

Массив

2 3

35

35

86,0

86,0

77,5

71,9

82

0,8

74

1,1

68

l,6

2,3

3,2

2,4

132

583

462

508

5,96

1,53

6,78

7,06 термопары 9 в зонах 8 показали оК0ро 100 С и началось интенсивное испарение воды, откачиваемой с парами насосами PNK-4 в течение 2 3-2 41 У

3,2 ч, пока температура в расчетных точках не начала уменьшаться. Испытание несущей способности термоукрепленных массивов грунта осуществлялось стандартными штампами по известной методике ° Одновременно выполнено термическое укрепление грунта известным способом, на которое затрачено 86 ч, а несущая способность составила 132 тс, тогда как в предлагае- 15 мом способе она равна 508-462583 тс. Сравнительные данные приведены в таблице;

Таким образом, предлагаемый спо20 ,соб термического укрепления просадочного грунта позволит повысить несущую способность укрепленного грунта в 3,5-4,4 раза без увеличения дли" тельности процесса с ростом скорости формирования несущей способности грунта в 3,9-4,6 раз, а также снизить силы трения и сцепления на внешнем контуре укрепленного грунта.

Формула изобретения

Способ термического укрепления просадочного грунта, включающий бурение скважин, размещение в них электронагревателей, герметизацию устья

Объем укрепленного грунта, м

Длительность процесса, ч

В том числе, ч: нагревание грунта интерференция полей испарение воды и ее удаление

Несущая способность термоукрепленных массивов, тс

Скорость формирования

"несущей способности, тс/ч скважин, подключение электронагневателей к источнику электроэнергии, нагрев грунта с образованием водяных паров, их отвод на поверхность.из смежной между скважинами зоны, извлечение электронагревателей и заполнение скважин материалом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения несущей способности грунта, во время нагревания грунта производят нагнетание в него через скважины; сжатого воздуха, в период отвода водяньм паров осуществляют выдержива" ние в смежной зоне температуры, равной температуре испарения свободной и физически связанной воды, а бурение скважин ведут на расстоянии от смежной зоны, определяемом из зависимости г=г

Р УГ0 + 4G-П-У> Сп. К заданный радиус укрепления, М1 объемная масса, грунта, кг/м-; объемная масса влаги, кг/м средняя теплоотдача на испарение воды, ккал/кг; степень влажности грунта; скрытая теплота парообразования, ккал/кг; пористость грунта; доля неиспарившейся из грунта воды

1401109

Составитель А.Прямков

Техред Л.Сердюкова

Корректор В.Бутяга

Редактор Г.Гербер

3аказ 2771/30

Тираж 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

I»

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