CS257619B1

CS257619B1 - Method of soil de-freezing

Info

Publication number: CS257619B1
Application number: CS866107A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Vasik
Original assignee: Zdenek Vasik
Priority date: 1986-08-20
Filing date: 1986-08-20
Publication date: 1988-05-16
Also published as: CS610786A1

Abstract

Způsob rozmrazováni zeminy pro usnadnění zemních prací, zejména vibračního hloubení výpažnicí pro založení betonových pilot k zakotvení staveb, se provádí pomocí termitových náloži uložených do otvorů vyvrtaných v zmrzlé zemině do hloubky 0,55 až 0,75 m a utěsněných zvenčí proti vnikání vzdušného kyslíku. Zápalná šňůra vyvedená z nálože na povrch se zapálí a nálož se nechá vyhořet. Po cca 2 hod působení vzniklé tepelné energie zemina je rozmražena. Způsob je ekonomický, nezávislý na okolí, neznečištuje ovzduší a vzniklá tepelná energie se beze ztrát •využije k rozmrazování. Popis uvádí i rozmístění jednotných půlkilových termitových náloži pro práci s výpažnicemi 0 480, 0 1 200 mm a výše.A method of thawing soil for convenience earthworks, especially vibratory works boring by boring for concrete foundation Pilot to anchor buildings, is done using termite charges stored in holes drilled in frozen soil to depths of 0.55 to 0.75 m and sealed from the outside against oxygen ingress. Incendiary a line drawn from the charge to the surface it ignites and the charge is burned out. After approx 2 hours of the resulting thermal energy the soil is thawed. The way is economical independent of the environment, does not pollute the air and the resulting thermal energy is without losses • Used for defrosting. The description also shows the deployment uniform half-kilo termite blasting cartridges 0 480, 0 1,200 mm and above.

Description

Vynález se týká způsobu rozmrazování zeminy pro usnadnění vibračního hloubení otvorů v zemině výpažnicí za účelem založení betonových pilot k zakotvení staveb.The invention relates to a method of defrosting soil to facilitate the vibratory digging of openings in the soil by a casing to set up concrete piles to anchor buildings.

Stavební provoz je za zimních měsíců často brzděn zmrznutím zeminy, která se pro možnost provádění zemních prací rozmrazuje teplem plamenů zapálených ojetých pneumatik nebo uhlodehtů, případně se sahá i k rozrušení zmrzlé vrstvy zeminy odstřelem. Rozmrazování zeminy hořícími pneumatikami nebo uhledehty je mnohdy neproveditelné s ohledem na zenčisťování ovzduší.During the winter months, the construction operation is often hampered by the freezing of the soil, which is defrosted by the heat of the flames of used tires or carburetors for the possibility of carrying out earthworks, or even by breaking the frozen layer of soil by blasting. Defrosting the soil with burning tires or tars is often not feasible with regard to air pollution.

Rovněž rozrušování zmrzlé zeminy pomocí trhavin má omezenou použitelnost, nehledě už na to , že s tím jsou spojeny vysoké realizační náklady a přísná bezpečnostní opatření, přičmež tu stále ještě zůstává velká míra rizika. Je také známo, že bylo zkoušeno i rozmrazování zeminy pomocí elektrod zapouštěných do míst, která se měla rozmrazovat, ale pro značnou spotřebu elektrické energie je i tato metoda neekonomická a nepoužitelná v širším měřítku.Also, the destruction of frozen earth by explosives has a limited applicability, notwithstanding the fact that this entails high implementation costs and strict safety measures, while still having a high level of risk. It is also known that the defrosting of soil by electrodes embedded in the areas to be defrosted has also been tested, but this method is uneconomical and unusable on a larger scale because of the considerable power consumption.

Účelem vynálezu je vypracovat způsob rozmrazování zemin pro umožnění zemních prací, zejména vibračního hloubení pilotážních otovorů v zemině pro založení pilot k zakotvení staveb, který by byl jednoduchý, snadno realizovatelný a prostý nedostatků dosud používaných způsobů, které znečisťují ovzduší, jsou nákladné a proto z hleidska ekonomického i nevyloučitelných rizik jsou nepoužitelné.The purpose of the invention is to provide a method of defrosting soils to enable earthworks, in particular vibratory digging of piloting openings in the soil for pile foundation to anchor buildings that is simple, easy to implement and free from the deficiencies of air polluting methods used so far. economic and incurable risks are unusable.

Podle vynálezu je toho dosaženo způsobem, při jehož uplatňování se v místě vibračního hloubení, uvnitř kruhové plochy o průměru předpokládané výpažnice, vyvrtá ve zmrzlé zemině podle průměru výpažnice alespoň jeden otovr do hloubky 0,55 až 0,75 metru, načež se do něj, až na jeho dno, zasune válcová termitová nálož o objemu alespoň 150 cm , upravená v uzavřeném papírovém pouzdře o délce rovné zhruba trojnásobku jeho průměru, jejíž zápalná šňůra, zajištěná jedním koncem v této termitové náloži spojem s hořčíkovým nebo elektronovým páskem, případně aluminothermickou zápalkou, se vyvede druhým kncem z vyvrtaného otvoru na povrch, vyvrtaný otvor se přikryje plochým kamenným nebo betonovým dílcem, například dlaždicí, po jeho obvodě se zatěsní zeminou a vyčnívající konec zápalné Šňůry se zapálí a termitová nálož se nechá bez přístupu vzdušného kyslíku vyhořet. Na vynálezu je dále podstatné to, že k rozmražení zeminy v okruhu potřebném pro práci výpažnice o průměru 500 až 1200 mm jsou vývrty pro termitové nálože rozmístěny v půlících bodech stran rovnostranného trojúhelníka vepsaného do kružnice o průměru rovném průměru použité výpažnice, a pro práci výpažnice přesahující svým průměrem 1200 mm jsou rozmístěny v průsečících stran dvou zrcadlovitě navzájem postavených trojúhelníku rovnostranných vepsaných do kružnice o průměru rovném průměru použité výpažnice.According to the invention, this is achieved by a method in which at least one hole is drilled in the frozen soil, depending on the diameter of the casing, at a depth of 0.55 to 0.75 meters at the location of the vibrating digging, a cylindrical termite charge of at least 150 cm, contained in a sealed paper box of approximately three times its diameter, is inserted to its bottom, the ignition cord secured at one end in this termite charge by a connection with a magnesium or electron band or aluminothermic match, The drilled hole is covered with a flat stone or concrete part, such as a tile, sealed around its perimeter and the protruding end of the ignition line ignites, and the termite charge is allowed to burn without air oxygen. It is also essential for the invention that, in order to thaw the soil in the radius required for the working of a casing with a diameter of 500 to 1200 mm, the termite charge boreholes are located at the midpoints of the equilateral triangle inscribed in a circle equal to the casing diameter. with a diameter of 1200 mm, they are arranged at the intersection points of two mirrored triangles equilateral to each other inscribed in a circle equal to the diameter of the casing used.

Tento způsob rozmrazování zeminy má výhodu v tom, že je uplatnitelný ve všech případech bez omezení okolními stavbami, neznečišťuje ovzduší a přitom se k rozmražení zeminy beze ztrát využije veškerá vyvinutá tepelná energie.This method of defrosting the soil has the advantage that it is applicable in all cases without limitation by the surrounding buildings, it does not pollute the air, and all the thermal energy developed is used to defrost the soil without loss.

Blíže vyniknou tyto výhody a předností z popisu konkrétního příkladu provedení tohoto způsobu rozmrazování zeminy, který je provázen vyobrazeními na výkrese, na němž je na obr. 1 podélný řež vývrtem a jeho úprava po uložení termitové nálože, obr. 2 je půdorys umístění vývrtu pro termitovou nálož při uplatňování výpažnice standardního průměru 480 mm, obr.These advantages and advantages will become more apparent from the description of a particular embodiment of this method of defrosting the soil, which is illustrated in the drawing, in which Fig. 1 shows a longitudinal section through a borehole and its modification after placing a termite charge. load when applying a standard diameter diaphragm of 480 mm, fig.

je půdorys rozmístění vývrtů pro výpažnicí standardního průměru 1200 mm, obr. 4 totéž pro výpažnice o průměrech přesahujících 1200 mm a konečně obr. 5 a 6 představují podélné řezy dvěma provedeními termitových náloží.Fig. 4 is a plan view of a borehole layout for a casing of a standard diameter of 1200 mm; Fig. 4 is the same for casing with diameters exceeding 1200 mm; and finally Figs. 5 and 6 are longitudinal sections of two thermite charge embodiments.

V souladu s uvedenou podstatou vynálezu spočívá způsob rozmrazování zemin bez jakéhokoliv znečisťování ovzduší v tom, že se v místě na němž se má uplatnit hloubení vibropilotážní metodou pomocí výpažnice, vyvrtá ve zmrzlé zemině otvor £ (obr. 1) sledující osu předpokládaného hloubení. Vyvrtá se do hloubky 0,55 až 0,75 m podle hloubky zámrazu. Poněvadž se převážně používá výpažnic o průměru 480 mm, pak pro tento její rozměr se použije prodlouženého vrtáku o průměru 50 mm nasazeného třeba do vhodné ruční elektrické vrtačky. Do takto vyvrtaného 3 otovru 1 se až na jeho dno zasune válcová termitová nálož £ o objemu alespoň 150 cm upravená v papírovém pouzdře 3 (obr. 5, 6)oboustranně uzavřeném víky £ zalitými z vnějšku parafinem £.According to the present invention, the method of defrosting soils without any air pollution is to drill a hole 8 (FIG. 1) following the axis of the intended excavation at the location where the excavation by means of a casing is to be applied. Drill to a depth of 0.55 to 0.75 m depending on the depth of frost. Since 480 mm diaphragms are predominantly used, a 50 mm dia. Drill bit fitted into a suitable hand-held electric drill is used for this dimension. A cylindrical termite charge of at least 150 cm, contained in a paper case 3 (FIGS. 5, 6), closed on both sides with paraffin-embedded lids 4, is inserted into the bore 3 of the bore 1.

Toto papírové pouzdro 2 ^a tedy i termitová nálož 2 má výšku V zhruba rovnou trojnásobku jeho průměru D, takže s ohledem na možnost snadného zasunutí do vyvrtaného otovru 2 má při těchto poměrech průměr D rovný například 42 mm a výšku V rovnou 126 mm. Při jednokilogramové náplni složené z'25 % hmotnostních Al ve formě krupice a 75 % hmotnostních Fe^O^ Představuje taková termitová nálož zdroj, z něhož se při redukci bez přístupu vzduchu uvolní tepelné energie přibližně počítaná na 33 500 kJ, tj. 8 ,000 kcal. Jelikož na rozmražení 1 m³ zeminy při teplotě -10 °C a při 10 % vlhkosti je zapotřebí 50 232 kJ (-12 000 kcal), stačí teoreticky k rozmarazení takto studené zeminy pro použití výpažnice o průměru 480 mm a při předpokládané hloubce zámrazu 0,6 m jen 0,163 kg termitové směsi. Je však třeba počítat jednak s větší vlhkostí zeminy, jednak s větší hloubkou zámrazu, často i s nižší teplotou\zeminy, zejména při jejím povrchu, též i s tím, že se v ní teplo nebude šířit rovnoměrně, tákže s ohledem na tyto anomálie je výhodnější použít pro případy nasazení standardních výpažnic o průměru 480 mm jednu půlkilovou nálož a pro případy práce s výpažnicemi o průměru 1 200 mm, kterýžto rozměr je také standardní, tři takové nálože, aby bylo možno zůstat u jednotné velikosti těchto náloží.The paper sleeve 2 ^and hence the termite charge 2 has a height V approximately three times its diameter D, so that with respect to the possibility of easy insertion into the bore hole 2, it has a diameter D equal to 42 mm and a height V equal to 126 mm. With a 1 kg load consisting of 25% Al in the form of semolina and 75% Fe? O?, This termite charge is a source from which, in the absence of air, thermal energy is released at approximately 33,500 kJ, i.e. 8,000 kcal. Since 50,232 kJ (-12,000 kcal) is required to defrost 1 m ^{3 of} soil at -10 ° C and 10% humidity, it is theoretically sufficient to decompose this cold soil using a 480 mm diameter casing and assuming a freezing depth of 0 , 6 m only 0.163 kg termite mixture. However, it is necessary to take into account, on the one hand, higher soil moisture, on the other hand greater freezing depth, often lower temperature of the soil, especially at its surface, and also that the heat will not spread evenly there. for standard 480 mm diameter casing, one half-kilo charge and for 1200 mm diameter casing, which is also standard, three such charges so that they can remain at a uniform size for these charges.

Při používání výpažnice o průměru 480 mm se otvor 2 P^ro termitovou nálož 2 vrtá v ose přdpokládané polohy výpažnice (obr. 2), zatím co pro výpažnici o průměru 1200 mm se navrtají tři takové otvory 2 rozmístěné do půlících bodů stran rovnostranného trojúhelníka vepsaného do kružnice o průměru rovném průměru této výpažnice (obr. 3). Pro výjimečné případy, že by bylo třeby použít ještě větších průměrů výpažnice, pak se tyto jednotné termitové nálože 2 vkládají do vyvrtaných otvorů 2 provedených v průsečících stran dvou rovnostraných trojúhelníků ve vzájemně zrcadlovém postavení, vepsaných do kružnice o průměru použité výpažnice (obr. 4)During use, casing diameter 480 mm, the hole 2 P ^ro thermite charge two drilling axis přdpokládané position, casing (Fig. 2), while for boring casing with a diameter of 1200 mm are drilled three such holes 2 distributed to the bisecting points of sides of an equilateral triangle inscribed in a circle with a diameter equal to that of the casing (fig. 3). Exceptionally, even larger diameter casing diameters need to be inserted, these uniform termite charges 2 are inserted into the drilled holes 2 made at the intersections of the sides of two equilateral triangles in mirror-image relationship, inscribed in a circle with the diameter of the casing used (Fig. 4)

Termitová nálož má z horního víka _4 vyvedenu zápalnou šňůru která je pod tímto víkem 4 v náplní termitovou směsí zajištěna jedním svým koncem ve spoji s hořčíkovým či elektronovým páskem 7_ (obr. 5), případně s aluminothermickou zápalkou 8 (obr.6). Volný konec této zápalné šňůry 2 se z vyvrtaného otvoru 2 vyvede na povrch, vyvrtaný otvor 2 se přikryje plochým kamenným nebo betonovým dílcem 2 (obr. 1), např. dlaždicí a po obvodě se dotěsní hrázkou IQ z tvárné nebo sypké zeminy, načež se vyčnívající konec zápalné Šňůry 2 zapálí a termitová nálož 2 se nechá bez přístupu vzdušného kyslíku vyhořet. Je-li použito více než jedné termitové nálože 2, pak se jejich zápalné šňůry 2 ^na povrchu zkroutí do splečného pramence, který se v tomto stavu zapálí, aby všechny zápalné šňůry 6 k jednotlivým náložím 2 hořely současně.The termite charge has an ignition cord extending from the upper lid 4, which is secured under this lid 4 in the termite mixture by one end thereof in connection with the magnesium or electron band 7 (Fig. 5) or with an aluminothermic match 8 (Fig. 6). The free end of this ignition cord 2 is led out of the drilled hole 2 to the surface, the drilled hole 2 is covered with a flat stone or concrete part 2 (Fig. 1), eg with a tile and sealed around the perimeter with dyke of ductile or loose soil. the protruding end of the ignition cord 2 ignites and the termite charge 2 is allowed to burn without air oxygen. If more than one termite charge 2 is used, then their ignition cords 2 ^{on the} surface are twisted into a strand, which in this state ignites, so that all the ignition cords 6 to the individual charges 2 burn simultaneously.

Veškerá tepelná energie vzniklá vyhořením termitové směsi se beze ztrát využije k rozmražení, protože je izolována od povrchu uzávěrem vyvrtaného otvoru 2 ^a pomalu se šíří do okolní zeminy, dokud není spotřebována na její rozmražení. I když to trvá někdy až 2 hodiny, je to pořád způsob nejefektivnější a nejméně náročný, přičmež všechny prostředky pro pořízení termitových náloží jsou pro stavební organizace snadno dostupné.All thermal energy generated by the burning of the termite mixture is used without defrosting as it is insulated from the surface by the closure of the drilled hole 2 ^and slowly spreads to the surrounding soil until it is consumed to thaw it. Although it sometimes takes up to 2 hours, it is still the most effective and least demanding method, while all the means for acquiring termite charges are readily available to building organizations.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Method for defrosting soil for facilitating earthworks, in particular vibratory digging of holes in the soil of a casing for pile foundation for anchoring structures, characterized in that at an excavation point, at least one hole is drilled in frozen soil according to the casing diameter to a depth of 0.55 to 0.75 meters, whereupon a cylindrical termite charge of at least 150 cu? arranged in a sealed paper case at a height approximately three times its diameter, the ignition cord secured in one end by a connection with a magnesium or electron band or aluminothermic match is led from the other hole from the drilled hole to the surface, covered by the drilled hole (1) a flat stone or concrete part, such as a tile, is sealed around the perimeter with a ductile or loose soil and the protruding end of the ignition cord is ignited and the termite charge is allowed to burn without air oxygen.

2. The method according to claim 1, characterized in that, for defrosting in a circuit necessary for the operation of a boring casing with a diameter of 500 to 1200 mm, holes for termite charges are drilled at the half-points of the equilateral triangle inscribed in a circle equal to the diameter of the casing.

3. The method according to claim 1, characterized in that for defrosting in a circuit necessary for the operation of casings exceeding 1200 mm in diameter, thermal charge holes are drilled at the intersections of two mirrored faces and inscribed equilateral triangles in a circle with the diameter of the casing used.