SU1006609A1 - Способ термического укреплени грунта на откосе - Google Patents

Abstract

СПСХЗОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА НА ОТКОСЕ, включающий образование основных и соеаиненных с ними вспомогательных вертикальных скважин, рыхление грун та и введение в него измельченного твердого топлива, герметизацию скважин, сжигание горючих смесей, нагнетание гор чих газов в грунт и заполнение скважин материалом, отличающий - с   тем, что, с целью снижени  труцо;емкости работ и расхода топлива, рыхле ние грунта осуществл ют перед образованием скважин в виде расположенных вдоль откоса параллельных участков, пересекающих нижнюю часть плоскости веро тного обрушени  откоса, а образование основных скважин ведут над и параллельно плоскости веро тного обрущени  откоса, причем в качестве материала дл  заполнени  основных скважин вспользуют дренирующий материал.

Description

Изобрегение относитс  к строительству оснований на откосах со слабыми грунтами, в частности к укреплению последних термическим возаействием. Известенспособ термического укреплени  грунта, включающий образование основных и вспомогательных скважин, их герметизацию, сжигание горючих смесей, нагнетание нагретых газонов в грунт Cl 1 Недостатками способа  вл ютс  низка  эффективность, обусловленна  необходимостью нагревани  стенок скважин ц о температуры 10ОО°С и выше, а также необходимостью применени  передвиж ных компрессоров, отличающихс  малой производительностью и сравнительно высокой стоимостью генерируемого сжатог воздуха, что снижает эффективность спо соба. Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ термического укреплени  грунта на откосе, включающий образование основных и соединенных с ними вспомогательных вертикальных скважин, рыхление грунта и введение в него измельченного твердого топлива, герметизацию скважин, сжигание горючих смесе нагнетание гор чих газов в грунт и заполнение скважин материалом Г . НеДJCтаток способа заключаетс  в том, что рыхлению поцвергаетс  практически весь укрепленный массив грунта с заполнением его измельченным топливом, что приводит к высокой трудоемкости и относительно больщому расходу топлива. Цель изобретени  - снижение трудоемкости работ и расхода топлива. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу термического укре лени  грунта на откосе, включающему образование основных и соединенных с ними вспомогательных вертикальных скважин, рыхление грунта и введение в него измельченного твердого топлива, герметизацию скважин, сжигание горючих смесей, нагнетание гор чих газов в грунт и заполнение скважин материалом рыхление грунта осуществл ют перец образованием скважин в виде расположе ных вдоль откоса параллельных участко пересекающих нижнюю часть плоскости веро тного обрушени  откоса, а образование .основных скважин ведут над и пар аллельно плоскости веро тного обрушени  откоса, причем в качестве матер ала дл  заполнени  основных скважин используют дренирующий материал. На чертеже изображены скважина и крепл емый откос грунта и р азмещепие борудовани , примен емого при произодстве работ. Технологи  осуществлени  способа аключаетс  в следующем. Вначале вдоль откоса образуют не менее двух вертикальных параллельно асположенных транщей 1, пересекающих плоскость 2 веро тного обрушени  rjpyH- та, и заполн ют их без уплотнени  смесью грунта с твердым топливом, количество оторого определ ют из соотнощени  Тск ),(  - объемна  масса скелета грун- i , Ч та, кг/м-; С- - средн   массова  теплоемкость скелета грунта, м Дж/ (кг.грац); 0 - теплота сгорани  твердого топлива, м.Дж/кг; Т - температура нагрева грунта на дне транщей, грац; Тр - температура нагрева грунта транщей, град; Н - рассто ние от дна транщей, м; Ну - глубина транщей, м. После этого бур т основные скважины 3 и параллельно веро тной плоскости 2 обрущени  грунта до пересечени  их с транще ми 1, а затем - вспомогательные скважины 4, которые оборудуют отводами 5 с .регулирующими клапанами 6. Основные скважины 3 герметизируют затворами 7 и подсоедин ют к нагревательной печи 8 с вентил тором 9. Затем нерабочую часть 10 основных скважин 3 забивают грунтом, опробывают всю систему на герметичность при закрытых клапанах 6, сжигают горючие смеси в нагревательной печи 8 и нагретые до 500-600°С газы под давлением 0,,ОЗ МПа нагнетают в транщей 1, которые воспламен ют твердое топливо, а образующиес  при его горении продукты нагревают грунт в транще х 1 и вокруг них. Процесс нагнетани  нагретых газов прекращают, когда требуема  температура , например, 300-4ОО°С дл  ликвицации просааочности или 500-600 С дл  устранени  пучинных свойств грунта, достигает внещнего контура 11 укрепл емого массива грунта 12, что фиксируетс  показани ми термопар с самопищушими приборами 13. После нагнетани  на1-регь( raptors в грунт .1О Л fvi.--tr(pKii.rn зируюг и заполн ют дренирующим материалом , например керамическим или ару гим щебнем.Вместо твердого топлива в траншеи 1 с грунтом можно добавл ть и ж-идкие виды топлива в соответствую щем соотношении по теплотворной способности , определ емом зависимостью(l Вначале сжигани  горючих смесей клапаны 6 открывают до испарени  в укрепл емом массиве грунта 12 влаги, а затем их перекрывают. Предлагаемый способ обеспечивает равномерное укрепление грунта между транше ми 1, а их заглубление ниже плоскости 2 веротного обрушени  грунт предусматривает, включение в работу на срез этой части укрепленного массива грунта и обеспечивает надежность при возможном изменении конфигурации поверхности обрушени . При этом твердое топливо ,дает возможность использовать уголь, торф, сланцы, отходы древесины с температурой их воспламенени , не превышающей 200-ЗОО°С вместо 5ОО-6ОО°С в случае сжигани  жидкого и газообразного топлива, что исключает необходимость нагревани  газов до высоких температур. Размещение основных скважин 3 параллельно веро тной плоскости 2 обрушени  грунта и траншей - вертикаль но, дает возможность ориентировать глинистые частицы в направлении теплового потока, что повышает сопротивл емость грунтовотчэ массива сдвигающим нагрузкам. Заполнение основных скважин 3 дренирующим материалом, например керами ческим или иным шебнем, обеспечивает отвод поверхностных-вод, что снижает возможность обрушени  грунта откоса п плоскости возможного его обрушени .. П р и м е р . На экспериментальной площадке осуществл ют термическое укрепление покровного суглинка на откосе высотой 5 м. Природна  влажность суглинка 28%, объемна  масса скелета 1,42 т/м. Вдоль откоса выполн ют три параллельных траншеи 1 на рассто нии от бровки и друг друга по 3 м, на глубину соот ветственно 6,4,3 м. Траншей 1 заполн ют смесью местного суглинка с твердым топливом из расчета 32,5 кг/м грунта с уменьшением его количества по высоте согласно соотношению С1) . Основные скважины 3 выполн ют над и вдоль плоскости 2 обрушени  грунта на рассто нии 4 м вдоль откоса до пересечени  с трашие ми 1, вспомогательные скважины 4 образуют между основными скважинами 3 и оборудуют отводами 5 на асбестовых сальниках с клапанами 6. Сжигание смесей из твердого топлива и воздуха производ т в печи 8, сконструированной на базе калорифера УСВ-300, воздух подаетс  от вентил тора 9. Измерение температур внутри основных скважин 3 и в массиве грунта по его внешнему контуру 11 осуществл ют с помощью термопар ТХА-ХП с самопишущими приборами 13 типа ЭПП-9М. Нагретые в печи 8 до 500-6ОО°С газы подают в основные скважины 3 под давлением 0,О1-О,О2 МПа. При этом клапаны 6 на вспомогательных скважинах 4 открыты до тех пор, пока из них не прекращаетс  вьщеление паров ВОДЬ, После восгорани  топлива в транше х 1 температура нагревани  газов в печи 8 уменьшаетс  до . Одновременно в аналогичных услови х производ т термическое укрепление грунта известным способом. Сравнение результатов приведено в таблице.

Продолжительность термического укреплени  rpyjira вокруг скважин и траншей по контуру (600 С), ч

Расход теплоьой энергии, мЛж/м

Средн   трупоомко.п-ь на 1 м обожжонио r-j-VHii), ч.аи.

964852.(

4О2О3220ЗО7О2ГМ::Г)

2,74

2,0i

,в

51006609.

Таким образом, предлагаемый способ ности рйбот в 1,84-2,0 раза, расхода- . позволит повысить эффективность укреп- тепла на 25-3 6% при одновременном уменьше пени  за счет сокращени  продолжитепь- ниитрудоемкости работ в 1,55-1,7 раз.

Claims (1)

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА НА ОТКОСЕ, включающий образование основных и соединенных с ними вспомогательных новных скважин ведут над и параллельно плоскости вероятного обрушения откоса, причем в качестве материала для заполнения основных скважин используют дренирующий материал.