SU1763572A1

SU1763572A1 - Способ укреплени массива грунта

Info

Publication number: SU1763572A1
Application number: SU904798010A
Authority: SU
Inventors: Михаил Федорович Хасин
Original assignee: Специализированный Проектно-Изыскательский И Экспериментально-Конструкторский Институт "Гидроспецпроект"
Priority date: 1990-03-02
Filing date: 1990-03-02
Publication date: 1992-09-23

Abstract

Использование: укрепление грунтов в основани х зданий и сооружений с помощью струйной технологии, Сущность изобретени : выполн ютс направл ющие скважины, из них размываетс грунт перемещаемыми стру ми укрепл ющего раствора с образованием колонн из укрепл емого грунта и изливом избытка растворогрунто- вой пульпы. Перед выполнением каждой направл ющей скважины образуют дополнительную скважину на рассто нии более радиуса действи струи. Избыток раство- рогрунтовой пульпы подают в одну или несколько дополнительных скважин. Приводитс математическа зависимость дл определени диаметра дополнительной скважины. Выполнение направл ющих скважин может быть осуществлено по сетке квадратов с размещением дополнительных скважин в промежутках между направл ющими скважинами. Приводитс математическа зависимость дл определени рассто ни между ос ми последних. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относитс к области строительства , в частности к укреплению слабых грунтов в основани х зданий и сооружений с использованием струйной технологии.

Цель изобретени - снижение затрат.

Способ по сн етс чертежами, на которых показано: на фиг. 1 - схема осуществлени способа в разрезе; на фиг. 2 - план дискретного расположени колонн укрепленного грунта; на фиг, 3 - план сплошного расположени колонн укрепленного грунта, на фиг. 4 - схема к расчету рассто ни между ос ми колонн.

Способ осуществл ют следующим образом .

В подлежащем укреплению массиве грунта 1 образуют дополнительную скважину 2 расчетным диаметром ЬДОп и глубиной

h. Затем образуют направл ющую скважину 3 диаметром do на полную глубину Н укреплени грунта и опускают в нее до забо струйный монитор 4 с боковыми соплами. Образование направл ющей скважины 3 возможно с помощью монитора 4, дл чего последний оснащают буровым наконечником и буровым приводом. От усть направл ющей скважины 3 в дополнительную скважину 2 прокладывают трубопровод или лоток 5. В монитор 4 подают под давлением укрепл ющий раствор (в сопровождении сжатого воздуха или без него), который истекает из боковых сопел в виде струй 6, и ведут подъем монитора 4 с вращением или без вращени . Перемеща сь, струи 6 укрепл ющего раствора размывают прилегающий к стенкам направл ющей скважины

Ч

О Сл СЛ Х| hO

грунт и перемешивают его с раствором, образу колонну из укрепленного грунта 7. При этом избыток растворогрунтовой пульпы 8 поступает из усть направл ющей скважины 3 в дополнительную скважину 2. Если бурение дополнительной скважины 2 осуществл ли, например, с промывкой, рас- творогрунтова пульпа 8 вытесн ет из скважины 2 наход щуюс в ней промывочную жидкость. По окончании образовани ко- лонны 7 весь излившийс избыток растворогрунтовой пульпы 8 заполн ет дополнительную скважину 2, образу в ней дополнительную колонну из укрепленного грунта.

Во избежание прорыва струй раствора

6из направл ющей скважины 3 в дополнительную скважину 2 рассто ние между ними должно превышать радиус размывающего действи струй 6,

Колонны из укрепленного грунта 7 могут быть выполнены с разной формой поперечного сечени - круглой, плоской, крестообразной, многолопастной и т.д., что достигаетс за счет конструкции и режима перемещени монитора 4. Дополнительные колонны 2 также могут быть выполнены с разной формой поперечного сечени ; при буровом способе выполнени они будут круглоцилиндрическими.

При осуществлении способа возможно применение нескольких дополнительных скважин 2 при выполнении каждой колонны

7или наоборот. Возможна также не пр ма подача избытка растворогрунтовой пульпы

8в дополнительную скважину 2, а с промежуточными накоплением ее в емкости в пределах времени до начала схватывани раствора.

Диаметр дополнительной скважины 2 определ ют по расчетной зависимости

dflon -

Н (1,273 -F

N h

А - n 4- w0 + 1

где h - глубина дополнительной скважины;

N - количество дополнительных скважин , используемых при образовании одной колонны из укрепленного грунта;

F, H - площадь поперечного сечени и глубина колонны;

do - диаметр направл ющей скважины;

А - коэффициент укреплени грунта;

Vp, Vrp - объемы укрепл ющего раство- ра и грунта в колонне;

п, Wo - пористость и объемна влажность грунта в дол х единицы.

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

(1

ч ( , В

П% + ц

(3)

где Ц - масса цемента в составе колонны;

Г - масса грунта в составе колонны;

уг - плотность (удельный вес) грунта;

УИ плотность (удельный вес) цемента;

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

При сплошном укреплении массива грунта, когда к нему предъ вл ютс требовани как прочности, так и водонепроницаемости , колонны 7 и 2 из укрепленного грунта должны быть состыкованы без зазоров между ними. Наиболее оптимально выполнение колонн 7 круглоцилиндрическими и расположение их осей по квадратной сетке, а дополнительных скважин (колонн) 2 - в промежутка ., между ними (по одной дополнительной скважине 2 на каждую колонну 7).

При этой схеме рассто ние между ос ми направл ющих скважин 3, а также между ос ми дополнительных скважин 2 определ ют по зависимости

Ь 0,5(йдоп + 2 D2 - ),

(3)

35

40

,

45

50

55

где D - диаметр колонны из укрепленного грунта.

Пример. Основание сооружени с динамическими нагрузками сложено песками и требует сплошного укреплени дл обеспечени модул деформации 1000 МПа. Глубина укреплени 10 м, Пески в естественном залегании имеют пористость ,4, объемную влажность ,05, Лабораторными и полевыми исследовани ми установили , что требуемый модуль деформации может быть получен при коэффициенте укреплени грунта ,5 с использованием цементного раствора . Укрепление грунта предусмотрено струйной технологией с помощью растворовоздушных струй, диаметр образуемых колонн укрепленного грунта равен ,5 м, диаметр направл ющих скважин ,1. Глубина дополнительных скважин прин та равной глубине укреплени ( м), количество дополнительных скважин на одну колонну ).

Диаметр дополнительных скважин по формуле (1),

10

2 0,5 - 0,4 - 0,05

1 Х10

(«

0,5 - 0,4 + 0,05 + 1

о.О

2ч

- 0.53 м

Рассто ние между ос ми направл ющих скважин и между ос ми дополнительных скважин по формуле (3):

,5(0,53+ V2 X 1,52 -0,532)1,29 м.

Работы по сплошному укреплению массива грунта начинают с бурени дополнительных скажин, а с отставанием от них по крайней мере на одну скважину ведут образование струйных колонн укрепленного грунта. Колонны и дополнительные скважины выполн ют в две очереди, через одну в каждом р ду (см, фиг. 3).

Бурение дополнительных скважин диа- метром 0,53 м осуществл ют, например, вращательным способом с промывкой и заполнением глинистым раствором. Бурение направл ющих скважин диаметром 0,1 м ведут вращательным способом с помощью бу- ровой струйной установки, в качестве бурового снар да используют струйный монитор .

После готовности первой дополнительной скважины, осуществл ют бурение на глубину 10 м соответствующей направл ющей скважины и прокладывают от ее усть трубу в дополнительную скважину (по одной из стрелок на фиг, 3). В наход щийс в направл ющей скважине струйный монитор подают под давлением цементный раствор и воздух и поднимают монитор с вращением , образу колонну укрепленного грунта диаметром 1,5 м. Избыток растворогрунто- вой пульпы поступает из направл ющей скважины в дополнительную, вытесн из нее глинистый раствор и образу дополнительную колонну укрепленного грунта. Аналогичный цикл осуществл ют на последующих парах скважин I очереди, а затем, после твердени в них растворогрунтовой смеси, ведут работы по скважинам II очереди , обеспечива сплошность укреплени массива грунта.

Технологический процесс укреплени массива грунта проходит с полным использованием растворогрунтовой смеси, что позвол ет сократить до необходимого минимума затраты укрепл ющего материа

Claims

ла, труда и энергии с получением требуемых свойств укрепл емого массива грунта. Формула изобретени 1, Способ укреплени массива грунта, включающий выполнение направл ющих скважин, размыв из них грунта перемещаемыми стру ми укрепл ющего раствора с образованием колонн из укрепл емого грунта и излив из скважин избытка растворогрунтовой пульпы, отличающийс тем, что, с целью снижени затрат, перед выполнением каждой направл ющей скважины образуют дополнительную скважину на рассто нии, превышающем радиус размывающего действи струи, а во врем излива избытка растворогрунтовой пульпы ведут подачу ее в одну или несколько дополнительных скважин, при этом диаметр dfl0n последней определ ют из зависимости

F

А - П + WQ

А - п 4- w0 +

Т - Й)

где h - глубина дополнительной скважины;

N - количество дополнительных скважин , используемых при образовании одной колонны из укрепл емого грунта;

F и Н - соответственно площадь поперечного сечени и глубина колонны:

do - диаметр направл ющей скважины;

А Vp/Vrp - коэффициент укреплени грунта;

Vp и Vrp - соответственно объемы укрепл ющего раствора и грунта в колонне;

п и W0 - соответственно пористость и объемна влажность грунта.
2. Способ по п. 1.отличающийс тем, что выполнение направл ющих скважин ведут с расположением их в плане по сетке квадратов, а образование дополнительных скважин осуществл ют в промежутках между направл ющими скважинами , при этом рассто ние b между ос ми последних принимают равным величине, определ емой по зависимости

b 0,5 (dAon +V2 D2 - dlon). где D - диаметр колонны из укрепл емого грунта.

«SI

t

. .:. - v - , съ

.V. . . -. г°

гч

и

со

(О

гSb

и -1

-.V / mf . V

ь

4

k,« t

Фие.4