SU1048055A1 - Способ термического укреплени макропористого лессового грунта - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕП ЛЕНИЯ МАКРОПОРИСТОГО ЛЕССОВОГО ГРУНТА ,, включанхций образование скважины её герметизацию, сжигание в скважине горючих смесей при температуре 900-1200°С, Нагнетание в грунт гор чих газов и его высушивание до влгтности на границе раскатывани , отл и чаю щи и с   тем, что, с целью повьецени  производительности, во врем  выс шшвани  грунта осуществл ют нагнетание в него через скважину порс акообраэного углекислого -кальци  , а затем ведут нагрев укрепл емого -объема грунта до удалени  из него свободной и физически св занной 4 00 Р СП ел

Description

11зоСретение относитс  к строитель ству оснований и фундаментов зданий и сооружений на слабых грунтах, преимущественно лессовых, в частности к их укреплению путем термического воздействи . Иэйестен способ термического укреплени  грунта, включающий образова ние скважины, ее герметизацию, сжигание в скважине горючих смесей под давлением, высушивание грунта вокруг скважины, нагревание грунтового массива ij . Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ темического укреплени  лессового грунта, включающий об разование скважины, ее герметизацию, сжигание в скважине горючих смесей при 900-1200 С, нагнетание в грунт гор чих газов и его высушивание до влажности на границе раскатывани  2 Недостатками данных способов  вл ютс  сравнительно низка  прочность укрепленного грунта, не превышающа  1,0-1,7 мПа, и относительно высокий расход топливно-энергетических ре- сурсов, составл ющий 3900-4080 мДж/м укрепленного грунта, что снижает эффективность их применени . . Цель изобретени  - повышение.производительности . Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу термического ук реплени  макропористого лессового грунта, включающему образование сква жины, ее герметизацию, сжигание в скважине горючих с.месей при температуре 900-1200°С, нагнетание в грунт гор чих газов и его высушивание до влажности на границе раскатывани , во врем  высушивани  грунта осзлществл ют нагнетание в него через скважину порошкообразного углекислого кальци , а затем ведут нагрев укрепл емого объема грунта до удалени  из него свободной и физически св зан ной воды. На чертеже изображены скважина и укрепл емый массив лессового грунта, разрез, и схема размещени  оборудовани  и измерительных приборов. Технологи  -способа состоит в еледующем .; Вначале бур т скважину 1, герметизируют ее затвором 2 с горелкой 3, соединенной с компрессором 4 и резер вуаром дл  топлива 5. Затем провер ю всю систему на герметичность, и в скважину 1 подают под давлением 0,05-0,2 мПа через горелку 3 горючие смеси б и сжигают их при температурах от 900°С до температуры начала спекани  легкоплавких составл ющих грунта, котора  дл  лессовых грунтов составл ет 1000-1200с;, затем в грун нагнетают гор чие газы, пока близлежащий к скважине 1 объем грунта не В1 сушитс  до влажности на границе раскатывани , т.е. до твердого состо ни . После этого в грунте остаетс  физически св занна  вода в количестве 7-12%. Далее через горелку 3 из агрегата 7 в скважину 1 нагнетают тонкомолотый .углекислый кальций (CaCOj), который при температуре в скважийе 1 вьше 900°С разлагаетс  на окись кальци  (СаО) и углекислый газ (С02), которые вместе с продуктами горени  сжигаемых горючих смесей 8 поступают через стенки 9 скважины 1 в укрепл емой массив лессово .го грунта 10. .Перемеща сь по порам грунта, окись кальци  обволакивает тонким слоем частицы лессового грунта и их агрегаты и реагирует с оставшейс  в грунте физически св занной водой с образованием гидрата- окиси кальци  Са(ОН)2 . Поступающа  вслед за этим часть СО, котора  непрерывно образуетс  в скважине 1 . | при разложении CaCOj , вызывает карбонизацию гидрата окиси кальци . Вновь образовавшийс  карбонат кальци  Г (СаСОд) упрочн ет внутриконта1 тные св зи частиц лессового грунта и их агрегатов, ликвидиру  при этом просадочные и пучинные свойства таких грунтов. При этом дл  протекани  реакции образовани  СаСОз необходимо Удалить из грунта свободную и физически св занную воду. Нагнетание в грунтовый массив. 10 молотого СаСО и продуктов его разложени  прекращают после насыщени  пор Грунта на внешнем контуре 11 до заданной степени, например 40-60 кг/м. После этого продолжают нагревание грунта, пока на внешнем контуре 11 не удалитс  свободна  и физичecfки св занна  вода, что роответствует температуре нагрева грунта на 150200 С . Предлагаемый способ по сравнению с известным позвол ет увеличить прочность , грунта, достигаел1ую при более низких температурах обработки. Нагревание грунта до более высокой температуры не требуетс  поскбльку приводит к дополнительной затрате тепловой энергии. Пример. На строительной, площадке производ т термическое укрепление лессового просадочного грунта мощностью б м, имеющего пористость 48%, влажность на границе раскатывани  0,08 и температуру начала спекани  легкоплавких составл нидих в виде отдельных ОПОР диаметром до 2 м под башмаки колонн. Три скважины 1 пробуривают установкой ЛБУ-50 диаметром 6,15 на глубину 3,0 на рассто нии 10 м одна от другой, чтобы исключить их взаимное вли ние. Скважины 1 герметизируют винтовыми затворами 2. Горелки 3 подсоедин ют к передвижным йомпрессорам 4 производительностью до б и , давлением до 0,6 мПа а также к резервуарам дл  топлива 5 емкостью 1 м, в качестве которого используют сол ровое масло с тешцотой сгорани  42 мДж/кг. Горючие смеси б сжигают при температуре около , пока температура грунта в радиусе 0/3 м н Достигнет , что соответствует влажности его на границе раскатыва ни , равной 0,08. После этого изагрегата 7 в скважину 1 нагнетаетс  тонкомолотый до 3500 порошок углекислого кальци  CaCOj, который подают через дополнительный трубо-г провод в горелке 3 по мере, сжигани . горючих смесей б. Подачу прекращают после, заполнени  пор грунта на внешнем контуре 11 укрепл емого массива

грунта 10 окисью кальци  СаО. и ее гил ратом Са{ОН)2 и нагревани  его до температуры 200°С. Степень насыщени  грунта СаО и Са(ОН)7 провер ют анализом отбираемых проб, а температура в скважине 1 и внутри укр,епл емого массива лессового грунта термопарами 12, соединенными с самопишущими приборами 13, а также оптическими пирометрами. Одновремен0 но в аналогичных услови х укрепл ют грунт известным способом.

Сравнительные данные полученных

результатов приведены в таблице. I . I .

5

Таким образом, предлагаемый способ позвол ет повысить эффективность термического укреплени , лессовых грунтов за счет сокращени  продолжительности работ в 1,65-2,12 раза.

Количество скважин, шт.

Температура грунта

в стенках скважин,с

Диаметр укрепленного

массива грунта, м

Обща  продолжительность термического укреплени  грунта, ч

Расход материально .технических ресурсов, кг/м

1000-1050 1000-1050 1000-1050

1,0

1,0

1,0

21

28

42

Claims (1)

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕП— ЛЕНИЯ МАКРОПОРИСТОГО ЛЕССОВОГО ГРУНТА,. включающий образование скважины» её герметизацию, сжигание в скважи'· не горючих смесей при температуре 900-1200°С, нагнетание в грунт горячих газов и его высушивание до влажности на границе раскатывания, о т^; ; ли чаю щи й с я тем, что, с целью повышения производительности, вовремя высушивания грунта осуществляют нагнетание в него через скважи ну порошкообразного углекислого каль ция, а затем ведут нагрев укрепляемого объема грунта до удаления из него свободной и физически связанной воды.