SU1733567A1

SU1733567A1 - Способ укреплени грунта

Info

Publication number: SU1733567A1
Application number: SU894764911A
Authority: SU
Inventors: Михаил Федорович Хасин
Original assignee: Специализированный Проектно-Изыскательский И Экспериментально-Конструкторский Институт "Гидроспецпроект"
Priority date: 1989-11-30
Filing date: 1989-11-30
Publication date: 1992-05-15

Abstract

Изобретение относитс к строительству , в частности к укреплению слабых грунтов в основани х зданий и сооружений с помощью струйной технологии, и направлено на сокращение затрат материала и энергии . Это достигаетс тем, что образование скважин ведут диаметром, определ емым из зависимости d (1-n+Wye -A)1/2, а укрепл ющий раствор ввод т в грунт в объеме, определ емом по зависимости Vp л D2H/4 A/(1-n+W ), где I - дальность размыва грунта от стенки скважины, диаметр колонны из укрепленного грунта D d+2l; H - высота колонны; а - коэффициент степени удалени грунта при образовании скважины; п - пористость грунта в дол х единицы; W - влажность грунта; ус- объемный вес скелета грунта; А - коэффициент укреплени грунта (Vp/Vr); Vp и Vr-объем раствора и грунта в колонне. 3 ил. СО

Description

Изобретение относитс к строительству , в частности к укреплению слабых грунтов в основани х зданий и сооружений с помощью струйной технологии.

Цель изобретени - сокращение затрат материала и энергии.

На фиг.1 схематически изображено укрепление грунта и скважин, по варианту бурени скважины расчетного диаметра; на фиг. 2 - то же, по варианту струйного расширени скважины до расчетного диаметра; на фиг. 3 - то же, по варианту механического расширени скважины до расчетного диаметра .

Способ осуществл ют следующим образом .

В укрепл емом грунте образуют скважину 1 расчетного диаметра d с удалением из нее грунта до полной глубины укреплени . В скважину 1 опускают до забо струйный монитор 2 с боковыми соплами 3, подают через них струи укрепл ющего, например цементного, раствора 4 и ведут подъем монитора 2 с вращением или поворотами его вокруг продольной оси. Струи укрепл ющего раствора 4 разрушают грунт в стенках скважины 1 и перемешиваютс с ним, образу растворогрунтовую пульпу, котора после затвердевани образует колонну укрепленного грунта 5 диаметром D. Растворогрунтова пульпа образуетс в объеме, равном объему колонны 5, и не изливаетс на поверхность. Дл этого укрепXI со со ел о XI

л ющий раствор 4 подают в объеме Vp, определ емом по расчетной зависимости.

Диаметр скважины d и объем подачи укрепл ющего раствора Vp определ ют по расчетным зависимост м:

оУТ

а

1 - n + W ус + А 1

Vr

о2н.

1 - n + W ус + А

где D d+2l - диаметр колонны укрепленного грунта;

I - дальность размыва грунта струей раствора от стенки скважины;

Н - глубина колонны укрепленного грунта;

а 1,0-0,5 - коэффициент степени удалени грунта при образовании скважины;

n - пористость грунта в естественном залегании, в дол х единицы;

W - влажность весова грунта;

ус - объемный вес скелета грунта в естественном залегании, г/см ;

А Vp/Vr - коэффициент укреплени грунта;

Vp, Vr - объемы раствора и грунта в колонне укрепленного грунта.

Расход подачи раствора Qp определ ют по зависимости

п УрУпга

°р -н-w

где vn - скорость продольного перемещени монитора.

Коэффициент а- 1,0 при полном удалении грунта из скважины 1 и уменьшаетс до а 0,5 при неполном его удалении.

Коэффициент укреплени грунта А может быть выражен через весовое соотношение цемента и грунта в составе колонны укрепленного грунта:

fyrO-nX +f), И)

где ц - масса цемента в составе колонны укрепленного грунта;

г - масса грунта в составе колонны укрепленного грунта;

уг - плотность (удельный вес) грунта;

УЦ - плотность (удельный вес) цемента;

в/ц - водоцементное отношение (консистенци ) укрепл ющего раствора.

Образование скважины 1 может быть осуществлено по нескольким вариантам. Первый из них (фиг. 1)-бурение скважины 1 расчетным диаметром d. Этот вариант в св зи с увеличенным диаметром бурени может быть использован при свободной дл производства работ поверхности грунта. В случа х укреплени грунта под существующим

10

зданием или сооружением бурение скважины целесообразно вести малым диаметром do и затем расшир ть ее до расчетного диаметра d. Диаметр do должен превышать диаметр опускаемого в скважину монитора 2. Расширение скважины может быть осуществлено с помощью дополнительных струй 6 воды или воздуха с абразивным материалом , например, песком (фиг.2). В случае использовани вод ных дополнительных струй 6 подачу струй раствора 4 можно вести в сопровождении воздуха. Дл этого монитор 2 должен иметь дополнительные каналы и боковые сопла. Расширение сква- 15 жины от диаметра d0 до расчетного диаметра d может быть осуществлено также с помощью механического раздвижного расширител 7 с удалением разрушенного грунта потоком воды или воздуха (фиг.З). В двух последних вариантах удаление грунта при расширении скважины может быть неполным , что учитываетс коэффициентом а в расчетной зависимости диаметра скважины .

Бурение скважины 1 можно вести с помощью монитора 2, который оснащаетс дл этого буровым наконечником 8.

Пример. Дл укреплени лессового просадочного грунта предусмотрено создание группы колонн укрепленного грунта по указанной технологии. Лессовый грунт имеет удельный вес УГ 2,7 г/см3, объемный вес скелета ус 1,36 г/см3, пористость п 0,45 и естественную влажность W 0,2, Колонны укрепленного грунта предусмотрены глубиной Н 10 м с прочностью материала на сжатие 10 кгс/см2. Лабораторными исследовани ми и опытными работами установили , что заданна прочность может быть получена при весовом соотношении цемента и грунта ц/г 0,3, а дальность размыва грунта затопленной высоконапорной струей цементного раствора оставл ет I 0,2 м. Бурение скважин предусмотрено проводить расчетным диаметром d с полным удалением грунта (а 1), а укрепление грунта - цементным раствором консистенции в:ц 1.

Определ ем коэффициент А по формуле (4):

,3х2,7(1-0,45)х(--М)0,59.

20

25

30

35

40

45

50

Определ ем диаметр скважины d по 55 формуле (1), прин в D d+2l d+0,4 м:

dKd+0.4)YT + 0 j х 1136 + Г откуда d 0,47 м.

Диаметр колонны укрепленного грунта составит D 0,47 + 0,40 0,87 м.

Определ ем объем раствора Vp на одну колонну укрепленного грунта поформуле(2) и расход подачи раствора QP по формуле (3) при скорости подъема монитора vn 0,2 м/мин:

314х0.87гх10

0.59

1 -0.454-0.2x1.36+0.59

-2,48м1

Qp 2.48x0.2 0iQ5M3/MMH

Рассчитанные параметры используют дл технологического процесса укреплени грунта. В грунте образуют скважину глубиной 10м, диаметром 0,47 м; бурение ведут с удалением грунта промывкой с использованием монитора, оснащенного буровым долотом. После достижени заданной глубины прекращают подачу промывочной жидкости и через боковые сопла монитора начинают подачу высоконапорных струй укрепл ющего цементного раствора консистенции в/ц 1 с расходом 0,05 м3/мин. Привод т монитор во вращение и ведут его подъем со скоростью 0,2 м/мин, при этом из скважины изливаетс промывочна жидкость , вытесн ема образующейс под ней растворогрунтовой пульпой. В результате после твердени раствора образуетс колонна укрепленного грунта диаметром 0,87 м.

Технологический процесс образовани колонны укрепленного грунта проходит без излива растворогрунтовой пульпы, что позвол ет сократить до необходимого минимума затраты укрепл ющего материала, труда и энергии с получением требуемых свойств укрепленного грунта.

0

Claims

Формула изобретени Способ укреплени грунта, включающий образование скважины с удалением грунта и подачу укрепл ющего раствора перемещаемой снизу вверх поворачиваемой вокруг оси скважины струей с образованием колонны укрепленного грунта, отличающийс тем, что, с целью сокращени затрат материала и энергии, образование скважины ведут диаметром, определ емым из зависимости

d DYlа

1 - n + W ус + А

а подачу раствора осуществл ют в объеме, определ емом по зависимости

Vn

JTD2H

20

1 - n + W ус + А

5

0

5

где d - диаметр скважины;

D - диаметр колонны из укрепл емого грунта, равный d+2l;

I - дальность размыва грунта струей раствора от стенки скважины;

Н - высота колонны из укрепленного грунта;

а - коэффициент степени удалени грунта при образовании скважины, равный 0,5-1,0;

n - пористость грунта в естественном залегании в дол х единицы;

W - влажность весова в естественном залегании;

ус - объемный вес скелета грунта;

А - коэффициент укреплени грунта, равный Vp/Vr;

Vp, Vr - объем раствора и грунта в колонне.

В

Фиг. 1