Спосіб термічного укріплення грунту

Изобретение относится к термическому укреплению грунтов в строительстве, в частности к укреплению влажных грунтов под фундаментами эксплуатируемых зданий и сооружений. Изобретение направлено на обеспечение укрепления влажных грунтов под неравномерно оседающими фундаментами зданий и сооружений. Это достигается тем, что в пробуренных по сторонам фундамента скважинах создается поле положительных температур в виде радиационного излучения, а в скважинах с другой стороны фундамента - вакуум со сбором и отводом воды. Сбор и отвод водяных паров и нагрев грунта ведут заводками снизу вверх. Каждую заходку в скважинах сбора и отвода водяных паров герметизируют по ее границам. По окончании работ скважины заполняют негашеной известью. По мере перехода с одной захватки на другую поле положительных температур и вакуумирование в каждой скважине попеременно заменяются. 1 ил.,1 табл. с 1 132OJ 30 Изобретение относится к термическому укреплению грунтов в строительстве, в частности к укреплению влажных грунтов под фундаментами эксплуатируемых зданий и сооружений. 5 Цель изобретения - обеспечение укрепления влажных грунтов под неравномерно оседающими фундаментами зданий и сооружений. На чертеже изображена технологиW ческая схема размещения оборудования при укреплении грунта под фундаментом. Термическое укрепление грунта по (5 предлагаемому способу осуществляют технологической установкой, которая состоит из устройства 1 для нагрева массива грунта 2, выполненного в виде электрического нагревателя 3,смонтированного в рабочем объеме скважины к на сборной подвеске 5, которая закреплена в устье скважины 4 на крышке 6, имеющей заборный патрубок 7. Нагреватель 3 посредством сбор25 ных токоароводов 8, закрепленных в скважине 4 на подвеске 5 изоляторами 9, подключен через печной трансформатор 10 и шкаф 11 питания и управления к силовой электролинии 12. Для сбора и отвода парообразной влаги из укрепляемого массива грунта 2 используется устройство 13, выполненное в виде сборного вакуумпровода 14, закрепленного в устье второй скважины 15 с помощью крыш35 ки !6, через которую он подключается к вакуумнасосу 17 с водоотделителем 18 и к вакуумметру 19, при этом конец 20 вакуумпровода 14, помещенный в рабочий объем скважины 15", обору40 дован эластичными отсекателями 21, закрепленными на нем с помощью кронштейнов 22 и соединенными между собой гибким трубопроводом 23, проходящим через крышку 16. Вакуумпровод ^5 14 имеет перфорацию 24. Через шкаф 2 грунта 2, сбора и отвода парообразной влаги из него. Скважины 4 и 15 оборудуют устройствами 1 и 13 в следующей последовательности. На сборной подвеске 5 в скважину 4 опускают электрический нагреватель 3 и сборные гокопроводы 8, закрепленные на подвеске с помощью изоляторов 9. При достижении нагревателем 3 укрепляемой заходки (№ 1, № 2 и т.д.) подвеску 5 закрепляют в устье скважины 4 крышкой 6, через которую пропускают изолированные концы токопроводов 8 и подключают к шинам трансформатора 10. В скважину 15 опускают сборный вакуумпровод 14, на конце которого предварительно закреплены с помощью кронштейнов 22 отсекатели 21 в виде эластичных оболочек и гибкий трубопровод 23, подключенный к отсекателю. При достижении концом 20 первоначально заходки № 1, вакуумпровод 14 закрепляют в устье скважины 15 с помощью крышки 16, через которую вакуумпровод 14 подключают к вакуумнасосу •17 с водоотделителем 18 и вакуумметру 19. При этом отсекатеди располагают по границам обрабатываемой заходки. Через крышку 16 пропускают трубопровод 23, который вместе с вакуумнасосом 17 через запорную арматуру 25 подключают к напорному питающему водопроводу 26. Через открытую арматуру 25 вода из водопровода 26 поступает в вакуумнасос 17 с жидкостным поршнем, а по трубопроводу 23 - в отсекатели 21. При этом отсекатели 21 под давлением воды расширяются и герметизируют заходку по ее границам. Регулирование количества и давления воды производят с помощью запорной арматуры 25. После того, как установка подготовлена 11 питания и управления вакуумнасос к работе, с помощью шкафа 11 питания 17 подключен к силовой электролинии и управления включают вакуумнасос 17, 12 через запорную арматуру 25. Вакуум а затем автоматически отключается насос 17 и трубопровод 23 подключены 50 печной трансформатор 10, напряжение к напорному водопроводу 26. от которого по токопроводам 8 передается на нагреватель 3. Последний, Способ осуществляют следующим обнагреваясь, образует радиационное разом. излучение, которое нагревает грунт и С двух сторон оседающего фунда^ испаряет влагу в заходке, мента 29 бурят на проектную глубину После включения в работу вакуумзакрепления скважины 4 и 15, которые насоса 17 через вакуумпровод 14 в обзатем оборудуют соответственно устрабатываемой заходке скважины 15 созройствами 1 и 13 для нагрева массива 1J2O33O но проседающими фундаментами произдается разрежение, благодаря чему водственного здания на глубине 20 м. происходит сбор и отвод парообразной Фундаменты, отдельно стоящие, развлаги из массива грунта 2. При этом мером 4-4 м, с глубиной заложения парообразная влага, собираясь в скважине 15, через перфорацию 24 поступа-$ 2 м. Укрепляемые грунты - лессы и лессовидные суглинки влажностью, равет по вакуумпроводу 14 через вакуумной 10-25%, с числом пластичности насос 17 во влагоотделитель 18, из 5-18 и пористостью - 41-50%. которого воздух сбрасывается в атмосферу, а вода - в ливневую канализаС двух сторон фундамента 27 были цию. 10 пробурены буровой установкой УГВ-50 М скважины k и 15 диаметром 240 мм на Под действием вакуумного поля в глубину 21 м в количестве 4 шт. Затем системе: "нагревательная" скважина 4 скважины 4 и 15 были оборудованы в укрепляемый массив грунта 2 - "вапределах рабочей заходки устройствакуумная"скважина 15 возникает направми Т и 13 для нагрева массива грунта ленная принудительная конвекция паро- 15 2 и сбора и отвода из него парообразобразной влаги и интенсивность проной влаги. цесса укрепления резко возрастает. В устройстве 1 в качестве нагреПри этом всасываемый поток воздуха вателя 3 использован спиральный начерез патрубок 7 превращается в сквагреватель длиной 5 м из сплава марки жине 4 в активный высокотемпературный Х23ЮЗТ с рабочей температурой 1200 С, теплоноситель, который в пределах раимеющей зону термической обработки бочей заходки фильтруется по порам 6 м. Укрепление грунта 2 по глубине грунта, обжигает его, насыщается влавыполняют тремя заходками высотой гой и переносится с помощью устройст-,, 6 м, равной зоне термической обрава 13 на поверхность. В результате ботки нагревателя 3. направленной фильтрации укрепление Питание нагревателя 3 осуществлягрунта 2 происходит только под фунлось печными трансформаторами 10 (тидаментом 27. па ТПО, ТПТ и ТОС-3) мощностью 100Массив грунта 2 по глубине укреп30 250 кВа. При этом устройство 1 подляется эаходками ( Н , 8 2 и т.д.) * ключали к трансформатору 10 паралв направлении снизу вверх, для чего лельно. устройства 1 и 13 перестанавливают с Создание в вакуумпроводе 14 разодной заходки на другую путем изменережения осуществлялось с помощью вания длины подвески 5, токопроводов 8 куумнасосов 17 (типа РМК-3, РМК-4) с и вакуумпровода 14, которые собирают жидкостным поршнем. При этом устройиз секций одинаковой длины. ство 13 подключали к вакуумнасосу 17 Первоначально нагреватель 3 разтоже параллельно. мещают в скважине 4, а вакуумпровод Питающее напряжение нагревателей 14 - в скважине 15. При ведении ук40 было в пределах 20-36 В, при этом сирепления грунта на следующей заходке ла тока составила 1000-1500 А. нагреватель 3 и вакуумпровод 14 меУкрепление осуществлялось для няют в скважинах 4 и 15 местами с ликвидации присадочных свойств грунсоответствующими переключениями,связанными с нагревателем 3 и вакуум-, тов под оседающими фундаментами, поэтому на внешнем контуре массива 2 проводом 14, оборудования. При этом достигалась температура в пределах на каждой заходке получают укреплен30О-6ОО°С. ные массивы грунта 2, контуры которых Полученные результаты приведены показаны на фиг.1 пунктирной линией. в таблице. Процесс укрепления на каждом этапе продолжается до тех пор, пока на 50 внешнем контуре массива грунта 2 в пределах оси фундамента 27 не будет достигнута расчетная температура. После обжига массива грунта 2 скважины тампонируются комовой нега- 55 шеной известью. П р и м е р . Осуществлялось укрепление влажных грунтов под неравномер Способ Показатели Известный Глубина укрепления, м Предлагаемый 20 320330 ІЄТ рОдилЖспис і Способ Показатели Известный Объем грунта, обожженного вокруг одной скважины, мэ 30 Предлагаемый 100 Затраты на 1 м 3 обожженного грунта сущей способности. Предлагаемый способ (по сравнению с известными) обеспечивает укрепление 5 влажных грунтов под неравномерна проседающими фундаментами зданий и сооружений на глубину 20 м и более. При этом продолжительность работ сокращается в 1,5-1,8 раза, а расход '" электроэнергии и трудоемкость работ на единицу укрепгтенного грунта снижается на 40-50%. Ф о р м у л а Времени,ч 9,6 5,2 Электроэнергии, кВт. ч 800 400 Труда, ч.дн. 20 . 0,83 0,4 25 Скважины 4 и 15 после обжига тампонировались негашеной комовой из•0 3 вестью с уплотнением се трамбовкой, которой была оборудована буровая установка УГВ-50М,негашеная известь в случае замачивания основания под фундаментом 27 гасится,увеличивается в объеме и заполняет поры обожженного грунта, 35 что способствует стабилизированию влажноетного режима укрепленного ос и з о б р е т е н и я Способ термического укрепления грунта, включающий образование скважин, создание в одних скважинах поля положительных температур и вакуума со сбором и отводом водяных паров в других, нагрев грунта и заполнение скважин материалом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения укрепления влажных грунтов под неравномерно оседающими фундаментами зданий и сооружений, образование / скважин ведут с двух сторон фундамента, создание поля положительных температур осуществляют путем радиационного излучения электронагревателей, нагрев грунта, сбор и отвод водяных паров производят заходками снизу вверх, а в качестве материала для заполнения скважины используют негашеную известь, причем каждую заходку в скважинах сбора и отвода водяных паров герметизируют по ее границам. 1320330 В атмосферу Редактор А.Ревин Составитель А.Прямков Техред В.Кадар Корректор А.Зимокосов Заказ 2621/28 Тираж 606 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, А