SU1285160A1 - Способ упрочнени грунта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам химического упрочнени  неустойчивого грунта при строительстве подземных сооружений, позвол ет повысить прочность упрочненного грунта и увеличить радиус упрочнени . После введени  инъектора (И) в пробуренную скважину (с) кольцевой зазор между ними заполн ют обойменным бетоном . Через 18-24 ч производ т упрочнение грунта. Дл  этого определ ют параметры нагнетани : необходимое давление гидроразрыва Р и давление насыщени  грунта Р,, по выражени м Г 1 141-а /d Ьн(1+271 h/d tg Г)} -i a/ D- f.+ Р, где t- предель 1/, нов напр жение сдвига герметизирующего кольцевой зазор материала, МПа; U- ширина кольцевого зазора между И и С, мм, d - диаметр отверсти  в И, мм , удельна  масса грунта, г/см , Н - глубина заложени  С, м h - расчетна  глубина гидроразрыва, м; I - угол внутреннего трени  закрепл ющей композиции (ЗК),град; 6. - коэффициент пористости грунта; D - средневзвешенный диаметр зерен грунта , мм; а - рассто ние между трещинами гидроразрыва; м; t, - предел текучести ЗК, МПа; Р - давление воды в порах грунта, МПа. На каждом участке в И подают нетвердеющую жидкость - один из компонентов ЗК. При давлении , равном Р, происходит гидрораз рыв обойменного бетона и грунта вокруг С. Образованные искусственным путем трещины в - грунте заполн ют ЗК путем ее нагнетани  под давлением, не превышающим Р . Пропитку грунта производ т до полного насыщени  его ЗК. После окончани  насыщени  И заполн ют нетвердеющей жидкостью, которую выдерживают до начала гелеоб- . .разовани  ЗК. После этого давление в И снимают и обработку грунта повтор ют на следующем участке. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 1(Л 1С 00 СП О)

Description

1

Изобретение относитс  к способам химического упрочнени  неустойчивого грунта при строительстве подземных сооружений.

Целью изобретени   вл ютс  повы- шение прочности упрочненного грунта и увеличение радиуса упрочнени . .

На чертеже изображена схема инъ- ектора, выполненного в виде манжетной колонны с поперечными диафрагма- ми, посредством которой может быть осуществлен предлагаемый способ упрочнени  грун1;а.

Инъектор представл ет собой многосекционную трубу 1, секции которой состыкованы посредством соединительных муфт 2. В каждой секции трубы имеютс  парные отверсти  3, покрытые с внешней стороны резиновыми манжетами 4. Полость секции трубы раз- делена поперечными метал-пическими диафрагмами 5 на участки. Инъектор устанавливают в пробуренную скважину следующим образом.

Вначале собирают секции трубы 1 инъектора. Далее инъектор ввод т в скважину 6 и кольцевой зазор 7 между инъектором и стенками скважины заполн ют обойменным бетоном. Через 18- 24 ч скважина готова к упрочнению грунта.

Дл  производства упрочнени  грунта определ ют параметры нагнетани : необходимое давление гидроразрыва Р и давление насыщени  грунта Р„ по следующим выражени м:

Р 1

ун(1+2 п| tg г

(1)

Рг

1

5 V

(2)

де L - предельное напр жение сдвига герметизирующего кольцевой зазор материал а, Mlla i

Д- ширина кольцевого зазора между инъектором и стенками скважины, мм,

d - диаметр отверсти  в инъек- торе, мм ,

У - удельна  масса грунта, г/см ;

Н - глубина заложени  скважины , м

h - расчетна  глубина гидро- f, разрыва, м i,

5 0

5 0

5

0

5

0

5

1602

i - угол внутренне.го трени  закрепл ющей композиции, град; - коэффициент пористости

грунта D - средневзвешенный диаметр

зерен грунта, мм,- а - рассто ние между трещинами гидроразрыва, м; t - предел текучести закрепл ющей композиции, МПа; Р - давление воды в порах

грунта, МПа.

Обработку Грунта через инъектор производ т на отдельных участках. На каждом участке вначале в инъектор подают нетвердеющую жидкость (один из компонентов закрепл ющей композиции). При давлении, равном (или несколько большим) Р происходит гидроразрыв обойменного бетона и грунта вокруг скважины. Образованные искусственным путем трещины в грунте заполн ют закрепл ющей композицией путем ее нагнетани  под давлением , не превышающим Р . В этом случае происходит только пропитка грунта вокруг образованных трещин. Пропитку грунта производ т до полного насыщени  грунта закрепл ющей композицией, о чем свидетельствует значительный рост давлени  в магистрали даже при низком расходе композиции .

После окончани  насыщени  инъектор вновь заполн ют нетвердеющей жидкостью , которую выдерживают в нем до начала гелеобразовани  закрепл ющей композиции под давлением, равным давлению нагнетани  закрепл ющей ком-- позиции. Это необходимо дл  вьщавли- вани  последней из инъектора и предотвращени  тем самым отвердени  ее в инъекторе. После гелеобразовани  закрепл ющей композиции в грунте давление в инъекторе снимают и обработку грунта повтор ют на следующем участке.

П Р и м е р. По KOHtypy будущей выработки в неустойчивом слабопроницаемом (коэффициент фильтрации КФ 0,01 м/сут) грунте бур т скважины длиной 18-22 м и диаметром 80 мм. В св зи с неустойчивостью стенок скважин бурение провод т станком БАМ-2 с обсадными трубами.При достижении скважинами проектной глубины в них ввод т сборный инъектор

3.

с поперечными диафрагмами, расположенными через каждые 330 ьт. Кольцевой зазор между стенками скважины и инъектором герметизируют с помощью обойменного бетона (цементно- глинистый раствор с прочностью на сжатие в суточном возрасте не ниже 1 МПа), Одновременно с нагнетанием в кольцевой зазор обойменного бетона поднимают обсадные трубы. После укладки обойменного бетона дают выдержку в течение 18-24 ч дл  его твердени . Далее производ т подготовку к обработке участков грунта длиной по 330 мм по длине скважины с помощью химической закрепл ющей композиции . Обработку грунта ведут от усть  ко дну скваш5ны. Дл  закреплени  грунта используют двухкомпонент- ную композицию на основе жидкого стекла и полиизоцианата. На первом этапе обработки участка грунта гидроразрыв обойменного бетона и грунта производ т жидким стеклом с плотностью 1,14 г/см под давлением 8,5 МПа (расчетное давление, .определ емое по выражению (1), составл ет 9,1 МПа). Дальнейшую обработку грунта осуществл ют по двухкомпонентиой схеме под давлением 4,5 МПа. После окончани  обработки участка грунта инъектор заполн ют жидким стеклом с плотностью 1,4 г/см и выдерживают давление в инъекторе 5,0 МПа до начала гелеобразовани  композиции. Геле- образование композиции фиксируют по вз тым до начала инъекционных работ пробам.

Claims (2)

1. Способ упрочнени  грунта,включающий бурение скважины, установку в ней инъектора, герметизацию кольцевого зазора между инъектором и стен- ками скважины и нагнетание через инъектор в грунт на отдельных участках скважины закрепл ющей композиции до насьщ ени  грунта, отличающийс  тем, что, с целью повы- шени  прочности упрочненного грунта и увеличени  радиуса упрочнени , на каждом участке скважины перед нагнетанием закрепл ющей композиции осуществл ют гидроразрыв грунта путем

1604

нагнетани  в него нетвердеющей: жидкости под давлением, определ емым

из соотношени 

PI

УН (1+23 I tg I)

Р - давление гидроразрыва;

t - предельное напр жение сдвига герметизирующего кольцевой зазор материалаj д - ширина кольцевого зазора между инъектором и стенками скважины d - диаметр отверсти  в инъ-

екторе,

.У - удельна  масса грунта; Н - глубина заложени  скважины;

h - расчетна  глубина гидроразрыва ,

- угол внутреннего трени  закрепл ющей композиции, этом нагнетание закрепл ющей комции осуществл ют под давлением, дел емым из соотношени 

1

а D Ч

t. + Р

где Pj давление насьщ1ени 

- коэффициент пористости г

rpyHTaj D - средневзвешенный диаметр

зерен грунта а - рассто ние между трещинами

гидроразрыва J

Т, - предел текучести закрепл ющей композиции, Р - давление воды в порах грунта ,

а после окончани  насьщ1ени  грунта закрепл ющей композицией инъектор на участке упрочнени  вновь заполн ют нетвердеющей жидкостью, которую выдерживают в нем до начала гелеобразовани  закрепл ющей композиции под давлением, равным давлению насыщени .

2. Способ ПОП.1, отличающийс  тем, что в качестве нетвердеющей жидкости используют один из компонентов закрепл ющей композиции .

-is

Л «

1