Совершенствование плазменной технологии глубинного термического укрепления грунтовых оснований зданий и сооружений

• Автор: Архипов, Василий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.23.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 182 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ф Общая характеристика работы.

1. Термическое укрепление грунтовых оснований при строительстве зданий и сооружений.
1.1. Исторические аспекты и существующие технологии глубинного термического укрепления грунтовых оснований.

1.2. Основные выводы, цель и задачи исследования

2. Теоретические предпосылки совершенствования плазменной технологии глубинного укрепления грунтовых оснований.

2.1. Моделирование технологического процесса термического

. воздействия на грунтовое основание.

2.2. Закономерности изменения фазового состава, структуры и свойств

грунтов при интенсивном термическом воздействии .

Выводы по второй главе.

3. Экспериментальное обоснование параметров технологического процесса термического укрепления грунтовых оснований.
3.1. Характеристики плазменного оборудования и стендов
3.2. Методика исследования параметров технологического процесса
Ф 3.3. Модернизация генератора плазмы
3.4. Исследование технологических параметров термического укрепления
грунтовых оснований плазмотронами коаксиальной схемы.
Выводы по третьей главе.
4. Опытнопроизводственная проверка результатов исследования .
4.1. Изготовление термогрунтовых свай
4.2. Результаты испытаний и обследований экспериментального свайного
поля .
Выводы по четвертой главе.
ф 5. Технологические решения и оценка их эффективности
5.1. Технологические решения и организация работ при укреплении фунтовых оснований на строительной площадке.
5.2. Оценка эффективности предлагаемых решений
Выводы по пятой главе.
Общие вы воды.
Список литературы


Суть этого способа заключается в следующем: в форсунку или горелку, расположенную в устье скважины или опущенную непосредственно в скважину, подается одновременно горючее и сжатый воздух. Сжигание горючего производится при избыточном давлении 0,-0, МПа. Кроме воздуха, необходимого для процесса сгорания топлива, в скважину подается некоторое количество холодного воздуха для регулирования температуры продуктов сгорания. Подача воздуха осуществляется компрессором, воздуходувками или вентиляторами высокого давления. Для увеличения эффекта термического упрочнения пород, в раскаленные продукты сгорания вводят химические добавки в твердом, пылевидном, жидком, газообразном состоянии. В процессе обработки грунта возможно регулирование термического режима путем подачи разного количества воздуха на 1 кг сжигаемого топлива. Для усиления фильтрации раскаленного воздуха в грунтовый массив естественного сложения в скважине постоянно поддерживается избыточное давление, что достигается герметизацией устья скважины. В процессе экспериментального строительства было установлено что, при глубине скважины свыше м возможность получить укреплённое основание с необходимыми геометрическими параметрами затруднительно. Это происходит по двум причинам: из-за невозможности растянуть факел на всю глубину скважины и из-за существенного изменения свойств грунтов по глубине. В г. Сущность модернизации заключается в создании перемещающегося реактора для термообработки, по высоте скважины. Посредством отсекателя (металлические секции трубы мм), с металлическими ножами, устанавливается верхняя граница реактора, нижняя граница устраивается из тампонажного грунта (рис. Способ Литвинова получил признание и с некоторыми усовершенствованиями используется и в настоящие время. Рис. Границы применение способа И. М. Литвинова тождественны с методом H. A. Осташева и A. A. Стороженко, с двумя добавлениями. Во-первых, максимальная температура продуктов сгорания не должна превышать температуру плавления укрепляемого грунта. В случае оплавления стенок скважины создаются непреодолимые трудности для продолжения работ. Во-вторых, метод пожаро- и взрывоопасен. Д.С. Слободкин, впервые предложил электротермический метод глубинного укрепления грунтового основания. Сущность, метода заключается в том, что по контуру проектируемой выработки в толщи плывунов устанавливаются П-образные графитовые нагреватели (рис. Рис. При соответствующем напряжении, силе тока и времени его действия, по контуру выработки возникает расплавленная зона породы, которая после остывания образует термогрунтовое тело. Технологическая особенность электроплавления плывунов состоит в следующем: при подключении электрического тока к нагревателю температура его через 3-5 минут, достигает 0-0 °С, а через 8- минут - С. Такое быстрое нарастание температуры нагревателя обуславливает энергичное испарение воды. Образующийся вокруг нагревателя пар частично выходит в атмосферу, а частично в сторону от нагревателя по порам плывуна, отжимая воду. Исследования свойств остывшего расплава показали, что по высоте и в радиальном направлении он неоднороден, имеет зональную структуру и пористость, увеличивающуюся в направлении снизу вверх. В верхней части массива обычного образуется полость, так как расплавленная масса, имеет большую плотность и, уменьшаясь в объеме, стекает вниз. Прочность при сжатии остывшего пористого расплава достигает - МПа. Плавление водонасыщенных плывунов было впервые выполнено трестом Калининуголь при проходке шахты (результаты описаны Д. С. Слободкиным). Широкого внедрения в практику строительства этот способ не получил, поскольку имеет малую степень гибкости по созданию оснований определенной геометрии. Невозможно избежать образование полости, от огневой усадки, в верхней части укрепляемого массива, что создает дополнительные трудности при возведении основания. В период - годы А. П. Юрданов разработал около 0-ти изобретений направленных на совершенствования методов глубинной термической обработки грунтов [, , , 2] (рис.