SU1143803A1 - Способ термического укреплени грунта - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА, включающий бурение скважины, ее герметизацию, генерирование в скважине гор чих газов посредством кольцеобразного термогенератора , нагнетание гор чих газов в грунт с дополнительным импульсным повыпением их давлени  с помощью поршневого приспособлени , отличающийс  тем, что, с целью повывени  эффективности укреплени  грунтов второго типа просадочности, в процессе нагнетани  гор чих газов осуществл ют послойное введение в скважину легкоплавких грунтовых смесей и их нагревание теплогенератором до разм гчени , после импульсного повышени  давлени  воздействуют на разм гченную смесь поршневого приспособлени .

Description

4

00 00

ству зданий и сооружений на просадочных грунтах, в частности к укреплению грунтов второго типа просадочности в виде отдельных опор .путем термического воздействи .

Известен способ термического укреплени  грунта, включающий бурение скважины, ее герметизацию, сжигание в ней горючих смесей и нагнетание гор чих газов в грунт l|.

Недостаток указанного способа заключаетс  в большой продолжительности термического укреплени  из-за относительно невысокого избыточного давлени  при нагнетании в грунт гор чих газбв, что снижает его эффективность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  способ термического укреплени  грунта увключанздий бзфение скважины, ее герметизацию, генерирование в скважине горючих газов посредством кольцеобразного теплогенератора, нагнетание гор чих газов в грунт с дополнительным импульсным повьшением их давлени  с помощью поршневого приспособлени  2.

Недостатком известного способа  вл етс  низка  эффективность при JJ кpeшIeнии грунтов второго типа просадочности,ввиду развити  сил нагружгиощего трени ,снижающих несущую способность укрепленного массиза грунта,так как способ рассчитан на образование массивов укрепленного грунта большого диаметра.

9

Цель изобретени  - повышение эффективности укреплени  грунтов второго типа просадочности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу термического укреплени  грунта, включающему бурение скважины,ее герметизацию, генерирование в скважине гор чих газов посредством кольцеобразного термогенератора, нагнетание гор чих газов в грунт с дополнительным им пульсным повышением их давлени  с помощью порпшевого приспособлени , в процессе нагнетани  гор чих газов осуществл ют послойное введ(гние в скважину легкоплавких грунтовых смесей и их нагревание теплогенератором до разм гчени , после импульсного повышени  давлени  Ьсзпдесмесь поршневого приспособлени .

На фиг.1 изображено ра змещение оборудовани , общий видJ на фиг. 2технологическа  схема укреплени  грунта в виде столбчатой опоры.

Технологи  способа заключаетс  в следующем.

Вначале бур т скважину 1 и герметизируют ее затвором 2, на котором укреплены приборы контрол  давленИ  и температур (не показаны) направл юнщй цилиндр 3, фиксируемы в скважине 1 сальниками 4. С внешней стороны цилиндра 3 размещаетс  кольцевой электрический термогенератор 5, а внутри - поршень 6. Кольцевой термогенератор 5 соедине жесткими трубчатыми держател ми 7 с лебедкой 8. В трубчатых держател х 7 размещены кабели, соединенны с трансформатором 9. Поршень 6 через полый цилиндр 10 соединен через гибкий патрубок 11с вентилем подачи в скважину 1 воздуха и вентилем 13 подачи в сква мну 1 легкоплавких грунтовых смесей Н.

Кольцевой термогенератор 5 включаетс  одновременно с подачей в скважину 1 через вентиль 12 и гибкий патрубок 11 по полому цилиндру 10 воздуха, который нагреваетс  до 800-1000 с. После этого поршень 6 сбрасываетс  вниз на дно скважины и создает импульсное давление , под действием, которого гор чие газы нагнетаютс  в укрепл емый массив грунта. Затем через вентиль 13 и гибкий патрубок 11 по полому цилиндру 10 в скважину 1 подаетс  легкоплавка  грунтова  смесь 14, котора  разм гчаетс , гермогенератором 5, нагрева сь до ,1100-1200°С, а поршень 6 в это зрем  подн т в верхнее положение. После этого тёрмогенератор 5 поднимаетс  над поверхностью грунтовой смеси 14, а порщень 6 сбрасьшаетс  вниз и уплотн ет своей массой смесь 14, котора  образует плотную п ту .массива 15, материал разм гченной легкоплавкой грунтовой смеси при этом нагнетаетс  за контур скважины 1, а вокруг него образуетс  зона грунта 16, обожженного при температзфах, ниже температуры плавлени  укрепл емого массива грута . Процесс повтор етс  пока рас3 четна  температура, например 400600 С , не достигнет внешней границы 17 укрепл емого массива грунта, что фиксируетс  термопарами с само пишущими приборами (не показаны). В предлагаемом способе энерги  падени  поршн  используетс  как дл  создани  импульсного давлени  гор чих газов, так и дл  уплотнени  разм гченной массы грунтовых смесей, котора  выходит за контуры стенок скважины и создает тем самым несущую п ту. За счет этого размеры ствола укрепл емого массива могут быть сокращены, например, с 60-80 до 20-30 см, а это приводит к уменьшению сил сдвига по внешней поверхности укрепленного массива грунта, которые развиваютс  при замачивании грунта, особенно второго типа просадочности. Кольцева  форма электрического термогенератора 5 и его размещение по окружности, равной 0,650 ,71 радиуса скважины 1, обосновываютс  тем, что при равномерном распределении заполнител  по дну скважины 1 масса подлежащего разм гчению материала увеличиваетс  от центра к стенкам скважины 1 пропорционально квадрату радиуса. Поэтому дл  эффективного нагревани  заполнител  необходимо разместить источник тепла, точнее количество вьдел емого им тепла, в центре масс, т.е. масса заполнител  за контуром нагревател  и внутри него должна быть равной. Ис ход  из известных зависимостей, а также зтаитьша  занимаемую термоген ратором 5 собственную площадь, рациональное отношение радиусов терм генератора 5 и скважин 1 составл е 0,65-0,71. В качестве легкоплавких добавок в местные грунты могут быть исполь зованы полевошпатные измельченные породы или другие материалы, напри мер отходы химического производств , в частности сшшкагель, снижающий температуру разм гчени  лесовых и глинистых грунтов на 140-230 с. 03 Пример. На участке работ производ т термическое укрепление лессового грунта второго типа просадочности мощностью 10 м, подстилаемого выветрившейс  скальной породой , путем образовани  отдельных опор диаметром 0,4 и 0,5 м с уширенными п тами из уплотненного разм г- ченного местного грунта с дсЯавкой 10 мае.% селикагел . Скважины 1 пробурены установкой ЛБУ-50 и загерметизированы затворами 2. Кольцевой электрический термогенератор 5 выполнен из стали марки ОХЗОЮ5А с длительной работой при температуре до 1600С, напр жение поддерживают в пределах 24-36 В, в силу тока - 1880-2300 А, трансформаторы размещают непосредственно в зоне работ. На затворе 2 смонтированы пружинные манометры и комплекты передвижных термопар типа ОРРЗ, соединенные с самопишущими приборами ЭПП-9М2. К этим приборам подключены термопары ТХА, размещенные в у|с-г репл емом массиве грунта по его внешнему контуру. Термическое укрепление продолжаетс  21 и 18 ч. Вокруг стволов скважин 1 образованы укрепленные оболочки грунта толщиной 0,4-0,5 м, а в забо х стволов - уплотненные уширени  соответственно 0,7 и 0,8 м. За контур стенок скважин 1 расплавленные массивы грунтовых смесей распростран ютс  на 0,05-0,06 м, в п те - на 0,1-0,15 м. Одновременно выполнена опора по известному способу, на укрепление грунта которой было затрачено 60 ч. Данные опытов приведены в таблице . Таким обраэсад, предлагаемый способ позвол ет увеличить несущую способность Укрепленных массивов грунта .в просадочных грунтах второго типа в 2,83-3,56 раз и эффективность использовани  объема укрепленного грунта в 13-15,5 раз, что снижает затраты на 1 тс несущей способности в 1,5-1,54 раза.

аметр укрепленного массива груита, м

вокруг ствола вокруг п ты Объем укрепленного массива,м

Несуща  способность при полном замачивании грунта (сте0 ,4

0,5 0,7 0,8 1,АЗ 2,15

Claims (1)

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА, включающий бурение скважины, ее герметизацию, генерирование в скважине горячих газов посредством кольцеобразного термогенератора, нагнетание горячих газов в грунт с дополнительным импульсным повышением их давления с помощью поршневого приспособления, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности укрепления грунтов второго типа просадочности, в процессе нагнетания горячих газов осуществляют послойное введение в скважину легкоплавких грунтовых смесей и их нагревание теплогенератором до размягчения, после импульсного повышения давления воздействуют на размягченную смесь поршневого приспособления.

   «