Способ замораживания грунта
Патент 834311
Авторы
Способ замораживания грунта
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 834311
Союз Советскик
Социалистическия
Республик (51) М. Кл.(6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 18.06.79(2I ) 278 1905/29-33 с присоединением заявки РЙ
{23) Приоритет
Опубликовано 30.05.81. Бюллетень №20
Дата опубликования описания 03.06.81
Е 02D 3/11.5//
Е 022 27/35
Государственный комитет до делам изобретений н открытий (53) УД К 624. .139.62 (088.8) А. Е. Якунин, А. А. Цернант, Л. B. Рощупктян; ", .-".. .;Г !и Б. С. Фомичев 1 " (72) Авторы изобрете ни я
Новосибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного строительства (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ГРУНТА
Изобретение относится к строительству и предназначено. для замораживания обводненных грунтов оснований в северных районах страны..
Известен способ замораживания грунта с помощью размещенных в нем само 5 настраивающихся автоматически действующих колонок с использованием керосина в качестве теплоносителя 1).
В этом способе замораживание грунтов
1О осуществляется без изменения их теплотехнических характеристик. Это не дает возможности увеличить срок хранения грунта в мерзлом состоянии.
Наиболее близким к предлагаемому
15 является способ замораживания грунта, включающий размещение в грунте колонок, заполненных теплоносителем с предШествующим или последующим измене-. нием теплофизических свойств грунта эа счет пропитки его жидким .материалом с температурой затвердения, превышающей 0 С; Образовавшийся путем пропит0 ки грунта новый материал в виде асфаль2 та обладает отличными от грунта механическими и теплотехническими свойствами, что дает возможность при определенном подборе жидкого материала увеличить срок сохранения грунта в мерзлом сОстОянии (21 .
Однако при выполнении способа необходимо яметь дополнительно жидкий мате риал, причем материал, изготовленный искусственным путем, как, например, мазут . Кроме того, пропитка грунта жидким материалом, особенно грунта, находящегося в естественном состоянии, к тому же обводненному, представляет собой сложную задачу. При этом нагие тание под давлением в поры грунта вязкого жидкого материала, как, например, мазута, является недостаточно эффективным. Выемка грунта, а затем перемешивание его с жидким материалом с последующей укладкой на место в значительной степени усложняет производство работ, в связи с чем является менее эффективной.
ВНИИПИ Заказ 4O25/56 Тираж 693 Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 8343
Цель изобретения — упрощение производства работ.
Поставленная цель достигается тем, что в способе замораживания грунта, включающем размещение в грунте коло5 нок, заполненных теплоносителем, с предшествующим или последующим изменением теплофизических свойств грунта, - теплофизические свойства грунта изменяют путем уменьшения его влажности. о
При уменьшении влажности обводненный грунт переходит из двухфазной (минеральные частицы + вода) в трехфазную (минеральные частицы + вода + воздух) систему. После уменьшения влаж- 15 ности остающаяся вода в грунте располагается главным образом вокруг минеральных частиц и при замерзанинсвязывает их между собой. Имеющиеся поры в грунте после удаления из них воды заполняются воздухом, теплопроводность которого меньше теплопроводности воды. За счет этого уменьшается и общая теплопроводность грунта. Уменьшение теплопроводности грунта способствует увеличению срока сохранения его в мерзлом состоянии.
Предлагаемый способ включает следующие операции: размещение в грунте колонок, заполнение их теплоносителем и уменьшение влажности грунта, например, Зо понижением уровня грунтовых вод. Уменьшение влажности грунта может быть осуществлено как перед началом, так и после размещения колонок.
Процесс замораживания грунта проис35 ходит следующим образом.
С появлением отрицательных температур воздуха теплоноситель в колонках . приходит в движение, в результате чего частично обезвоженныи грунт заморажи40 вается. При наступлении положительных температур, т.е. летнего периода, движение теплоносителя в колонках прека\, кращается, прекращается и замораживание
Q5 грунта. В летний период происходит повышение температуры замороженного грунта; однако это повышение вследствие
" уменьшения теплопроводности грунта путем его частичного обезвоживания про исходит медленее, чем в обводненном грунте. В результате увеличивается срок сохранения грунта в мерзлом состоянии и срок
ll ф замораживания грунта. Это обстоятельство в наибольшей степени может быть реализовано в северных районах страны. Поскольку здесь летний период значительно меньше зимнего, то к началу следующей зимы температура замороженного грунта в естественном состоянии существенно ниже температуры грунта, замороженного без обезвоживания. В последующие годы температура замороженного грунта понижается до тех пор, пока не устанавливается тепловое раравновесие между замороженным грунтом и воздухом.
При этом для увеличения срока сохраНения грунта в мерзлом состоянии не требуется его пропитывать жидким материалом, например, мазутом. Кроме того, предлагаемый спасоб не требует изменения естественных свойств грунта, а также его структуры и механических характеристик. B ряде случаев изменение естественных свойств грунта противопоказано для возведения объекта на этих грунтах.
Увеличение срока сохранения грунта в мерзлом состоянии позволит облегчить конструкцию фундамента, уменьшить его размеры, а в свайных основаниях сократить число свай с одновременным упрощением технологии возведения сооружения.
Формула. изобретения
Способ замораживания грунта, включающий размещение в грунте колонок, заполненных теплоносителем,с предшествую щим . или последующим изменением тетеплофизических свойств грунта, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения производства работ, теплофизические свойства грунта изменяют путем уменьшения его влажности.
Источники информации принятые во .внимание при экспертизе
1. Гапеев С. И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением, Л., Стройиздат, L969, с. 65.
2. Авторское свидетельство СССР
)4î 654741, кл. Е 02D 3/12, l978.