Разработка технологии термического закрепления просадочных грунтов II типа на глубину до 25 м.

• Автор: Степура, Иван Васильевич
• Шифр специальности: 05.23.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Запорожье
• Количество страниц: 231 c. : ил

ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДА ТЕРМИЧЕСКОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Краткий исторический обзор развития метода термического закрепления грунтов

1.2. Анализ известных работ по термическому закреплению грунтов

1.3. Цель и задачи исследований

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ МЕТОДА ТЕРМИЧЕСКОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ

2.1. Методика исследования, оборудование и приборы

2.2. Выявление основных факторов, влияюцих на газопропускную способность скважин

2.2.1. О влиянии бурового инструмента

2.2.2. Оценка влияния диаметра скважин

2.2.3. Зависимость газопропускной способности скважин от начальной пористости и влажности грунта
2.3. Особенности сжигания топливных смесей в нагревательных скважинах .
2.3.1. Факторы, влияющие на розжиг горючей смеси в скважине
2.3.2. Исследование параметров факела горения топливных
смесей
2.4. Влияние технологических параметров на процесс термического закрепления грунтов
2.4.1. Роль и степень влияния параметров факела и избыточного давления в скважине
2.4.2. Влияние тепловой мощности скважин
2.5. Исследование условий формообразования термогрунтовых
2.5.1. Процесс сушки грунта
2.5.2. Изменение газопропускной способности скважин в процессе обжига грунта
2.5.3. Влияние неоднородных напластований грунта на форму термогрунтовых свай
2.5.4. Влияние условий обжига грунтов на радиальное распределение температур
2.6. Выводы
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Выбор методики математического моделирования
3.2. Обоснование газопропускной способности скважины
3.3. Моделирование длины факела горения топлива
3.4. Влияние продувки скважины сжатым воздухом на изменение
газопропускной способности
3.5. Оценка изменения газопропускной способности скважин в процессе обжига грунта
3.6. Модель продолжительности обжига
3.7. Выявление характера распределения температур по радиусу
3.8. Уточнение методики расчета радиуса термогрунтовой сваи
3.9. Исследование температуры газов в скважине
3 В ы воды
4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ТЕРМИЧЕСКОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ НА ГЛУБИНУ ДО М И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
4.1. Выбор диаметра и способа проходки нагревательных скважин
4.2. Управление фильтрацией теплоносителя при термическом закреплении просадочных толщ, мощность которых превышает длину факела
4.3. Разработка и совершенствование технологии сжигания топливных смесей
4.3.1. Устройство для сжигания топливных смесей
4.3.2. Розжиг факела и вывод скважины на рабочий режим
4 Управление параметрами факела
4.3.4 Результаты экспериментальной проверки разработанной технологии
4.4. Управление тепловой мощностью скважин
4.4.1. Предварительная продувка массива грунта сжатым воздухом
4.4.2. Выравнивание. ГПС скважин в толщах грунтов, сложенных неоднородными напластованиями
4.4.3. Вакуумирование массива грунта
4.5. Ускорение процесса сушки грунта
4.6. Система автоматического контроля и регулирования температуры в нагревательной скважине
4.7. Выводы
5. ОПЫТ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ И ЕЕ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
5.1. Внедрение разработанной технологии в капитальном строительстве X8I
5.2. Термическое закрепление грунтов оснований фундаментов эксплуатируемых зданий
5.3. Устройство подпорных стен и закрепление грунтовых откосов
5.4. Оценка техникоэкономической эффективности 1 разработанной технологии
5.5. Технологическая карта производства работ, границы и условия применимости метода термического закрепления грунтов
5.6. Возможные направления дальнейших исследований Х
5.7. Выводы
ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


При замачивании просадочных толщ, термозакрепление которых выполнено не на полную глубину, вследствие высокой водопроницаемости обожженных грунтов, вода проникает в нижние термонеобработанные слои, что и приводит к развитию в них просадочных явлений. При такой величине коэффициента просадочности изза недожега закрепляемой толщи, например только на 2 м, при ее замачивании просадки могут достигнуть более см. Таким образом, из приведенного анализа следует, что применение термического метода закрепления грунтов для подготовки оснований вновь строящихся зданий или для стабилизации деформаций оснований эксплуатируемых объектов на просадочных грунтах П типа мощностью м может быть эффективным только после обжига их на всю глубину. Глубина обжига грунтов. Большинством исследователей не рассматривались вопросы, направленные на разработку технологии, обеспечивающей обжиг просадочных грунтов на глубину м. Только отдельные исследователи делали попытки применять термический метод для закрепления просадочных грунтов оольшой мощности, но полная прорезка не была обеспечена. В. М. Карпенко, 0. А. Касперский, Ю. В. Лабзов, Л. Г. Мариупольский применили в г. Грозном. В результате обжига грунта впервые получен массив из закрепленного грунта диаметром и высотой около м при мощности просадочной толщи м. Обжиг осуществлялся из котлована, закрепление выполнено от 7 до м по глубине. В этой же работе приведена информация о применении в г. Серебряковском цементном заводе. Просадочные грунты имели мощность залегания м, закрепление выполнено на глубину 8 9,5 м. В. Л. Скрипко исследовал влияние температурных параметров топочного процесса на механизм формирования термически укрепленного массива. При этом скважины для обжига хотя и имели глубину м, однако полученные фактические данные, представленные на графиках рис. С, а на глубине м не превышала 0 С. Это свидетельствует о том, что фактическая глубина термогрунтовых свай не превысила м. Учитывая неооходимость полной прорезки просадочной толщи и возможности технологии термического закрепления, существовавшей на тот период времени, В. Л. Скрипко уделил основное внимание применению метода для закрепления просадочных грунтов П типа мощностью до м, просадочных грунтов I типа и глинистых непросадочных грунтов , что подтверждается разработанным им совместно с В. I типа просадочности 2б . Еще более убедительным подтверждением этому является уникальная работа по укреплению непросадочных грунтов откосов котлованов блока цехов Ворошиловградского трубопрокатного завода им. Якубовского, опыт которого описан министром Минтяжстроя УССР Г. К Лубенцом Ц . В. Л. Скрипко был инициатором применения термозакрепления грунтов на данном объекте, соавтором проекта и ответственным исполнителем по укреплению откосов. Работы по закреплению грунтов выполнены Харьковским ПромстройНШпроектом совместно с Запорожским отделением НИИСК и др. В. И. Матошин , на основании анализа экспериментальных и теоретических данных, показал, что глубина термообработки скважин зависит от соотношения скоростей горения газовоздушной смеси и ее перемещения по сечению скважины см. При этом глубина термоооработки может быть определена графически рис. В. И. Нт у 4 1ср 1. Ч,, 4Д
4 У V У7
. Рис. Распределение температур в нагревательной скважине
Рис. Схема для определения. Осм. При этом глубина термообработки грунтов определяется величиной отрыва факела горения топлива от сопла горелочного устройства. Отрыв факела представляет собой расстояние от сопла форсунки или горелки до уровня фронта воспламенения топлива. В. Л. Скрипко считает стр. С диаметр скважины, м. Эта зависимость может быть использована при обжиге грунтов на глубину до м. Таким образом, В. Л. Скрипко и В. И. Матошин предлагают обеспечить заданную глубину обжига грунтов за счет погружения факела путем его отрыва от горелочного устройства, а глубину термообработки оценивать суммой величины отрыва факела и его длины. За длину факела принимается расстояние температурного поля по глубине скважины между изотермами 0 С при горении топлива .