Способ термического укрепления грунта

 

Изобретение относится к области строительства на глинистых и лесовидных грунтах с укреплением их термическим воздействием, преимущественно под фундамент зданий и сооружений, и направлено на повышение эффективности. Это достигается тем, что после образования скважин по продольной оси фундамента с шагом , равным его ширине, и герметизации скважин затворами последовательно осуществляют следующие операции. Соединение полостей скважин через их затворы посредством трубопровода. Укладку на поверхность грунта слоя кварцевого песка толщиной 0,2-0,4 м. Нагревание через песок верхнего слоя грунта путем воздействия направленного потока СВЧ-энергии. После нагревания верхнего слоя грунта по трубопроводу подают воздух, который нагреваясь передает тепло укрепленному грунту. Приводится математическая зависимость для определения глуби 1ы расположения трубопровода от поверхности грунта. 2 иЛ. i (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1460117 А1 (5п 4 Е 02 0 3 l l

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВЕНИД

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ мент зданий и сооружений, и направлено на повышение эффективности. Это достигается тем, что после образования скважин по продольной оси фундамента с шагом, равным его ширине, и герметизации скважин затворами последовательно осуществляют следующие операции. Соединение полостей скважин через их затворы посредством трубопровода. Укладку на поверхность грунта слоя кварцевого песка толщиной 0,2 — 0,4 м. Нагревание через песок верхнего слоя грунта путем воздействия направленного потока СВЧ-энергии. После нагревания верхнего слоя грунта по трубопроводу подают воздух, который нагреваясь передает тепло укрепленному грунту.

Приводится математическая зависимость для определения глубины расположения трубопровода от поверхности грунта. 2 и.1.

Н=Н

Н= Нф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4263724/31-33 (22) 18.06.87 (46) 23.02.89. Бюл. № 7 (71) Московский текстильный институт им. А. Н. Косыгина (72) А. П. Юрданов, Г. П. Гусева и Ю. А. Юрданов (53) 624.138.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 538094, кл. Е 02 D 3/11, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 1325130, кл. Е 02 D 3/11, 1986. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА (57) Изобретение относится к области строительства на глинистых и лесовидных грунтах с укреплением их термическим воздействием, преимущественно под фундаИзобретение относится к строительству на глинистых и лессовидных грунтах с укреплением их термическим воздействием, преимущественно под фундамент зданий и сооружений.

Цель изобретения — повышение эффективности.

На фиг. 1 изображен продольный разрез укрепляемого грунта и скважин, схема размещения оборудования и средств контроля процесса; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Способ осуществляют следующим образом.

Вначале образуют скважины 1 на ..расстоянии В, равном ширине фундамента 2, открывают приямок 3 и герметизируют скважины I затворами 4 на уровне 5 ниже верхнего обреза фундамента 2 на величину Н, определяемую из соотношения (1), С Т (1) где Нф — глубина заложения фундамента. м:

С вЂ” скрытая теплота парообразования влаги грунта, МДж/кг;

С вЂ” удельная теплоемкость грунта, МДж/ (кг ° С);

С вЂ” удельная теплоемкость грунта, нагреваемого СВЧ-энергией, МДж/

/(кг С);

Тг — средняя температура нагрева грунта в массиве, С;

W — относительная влажность грунта.

После чего соединяют затворы 4 трубопроводом 6, соединенным через вентиль 7 с компрессором 8. Затем приямок 3 заполняют местным грунтом, а на поверхность грунта 9 укладывают слой 10 кварцевого песка, толщиной 0,2 — 0,4 м. После этого на поверхность грунта 9 через слой 10 квар1460117 цевого песка направляют поток СВЧ-энергии от генератора 11 известной конструкции и нагревают слой облучаемого 12 грунта до температуры, например 1400 †16 С, которая ниже температуры плавления материала трубопровода 6, и одновременно нагнетают в последний воздух от компрессора 8, регулируя его подачу и степень нагрева вентилем 7, пока заданная температура, например 600 С, не достигнет внешнего контура 13 фундамента 2, что фиксируют системой 14 термопар с записываюшими приборами 15.

Способ обеспечивает сокращение длительности процесса за счет использования слоя кварцевого песка, позволяющего увеличить глубину проникания СВЧ-поля и сконцентрировать тепловую энергию в нижележащем слое грунта высотой Н. Трубопровод позволяет непрерывно передавать тепло, аккумулируемое в этом слое, нагнетаемому воздуху и обеспечивает интенсивный процесс нагревания массива грунта изготавливаемого фундамента, потери тепла при этом снижаются, а скорость термического укрепления грунта возрастает.

Пример. На строительной площадке осуществляют термическое укрепление двух участков грунта в фундаменте длиной каждый по 4 м, ширина фундамента В-1 м, глубина заложения Нф=2м. Влажность грунта W=0,08; средняя температура нагревания Т.=600 С. Температура нагревания грунта, нагреваемого СВЧ-энергией, T=

=1500 С. Согласно зависимости (1) получено значение Н= — 0,5 м. Слой местного кварцевого песка 0,2 м. Работы выполляют по изложенной технологии. Используют: для бурения скважин установки

ЛБУ-50, компрессоры ДК-9, генераторы

СВЧ-энергии с частотой 2000 МГц и длиной волны 0,2 м, термопары ТХА-ХПМ с самопишущими приборами ЭПП вЂ” 9М2 класса точности 0,5. Трубопроводы изготавливают из стали Х27Ю5Н70 с рабочей температурой 1700 С.

Общая длительность процесса на участках 42 и 36 ч, затраты тепловой энергии соответственно 1990 и 2340 МДж/м . По

4 ! сравнению с известным способом, согласно которому длительность процесса и расход тепла для аналогичных условий 53 ч и

2730 МДж/м, предлагаемый способ сокращает продолжительность термического укрепления грунта в 1,3 — 1,6 раза и удельный расход тепловой энергии в 1,2 — 1,4 раза.

Формула изобретения

Способ термического укрепления грунта преимущественно под фундамент зданий и сооружений, включающий образование скважин вдоль фундамента, герметизацию

15 скважин затворами, подачу в скважины воздуха, образование горячих газов и введение последних в грунт, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, после герметизации скважин последовательно осуществляют соединение их полостей через затворы посредством трубопровода, укладку на поверхность грунта слоя кварцевого песка и нагревание через него верхнего слоя грунта путем воздействия направленного потока СВЧ-энергии,.образо25 вание скважин производят по продольной оси фундамента с шагом, равным его ширине, подачу воздуха в скважины ведут по трубопроводу после нагрева верхнего слоя грунта, причем трубопровод размещают в грунте на расстоянии от его поверхности, определяемом из зависимости (С.. W+Cr r° Т.), Н= Нф

С Т где Нф — глубина заложения фундамента, м;

Cï — скрытая теплота парообразования влаги грунта, МДж/кг;

С. — удельная теплоемкость грунта, МДж/ (кг С);

С вЂ” удельная теплоемкость грунта. нагреваемого СВЧ-энергией МДж/

40 /(кг С) °

Тг — средняя температура нагрева грунта в массиве, C;

Т вЂ” средняя температура нагрева грунта СВЧ-энергией, C;

W — относительная влажность грунта.

1460117

А-А

Составитель А. Прямков

Редактор Г. Гербер Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 4! 5/26 Тираж 588 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, I 0l