Способ устройства основания в вечномерзлых грунтах

 

Использование: в строительстве, при сооружении оснований в вечномерзлых грунтах. Сущность изобретения: монтируют охлаждающие вентиляционные каналы и создают мерзлую плиту в приповерхностной зоне грунта. Перед монтажом охлаждающих вентиляционных каналов по всей поверхности плиты под ней отрывают котлован. На дно котлована укладывают защитный слой, перекрывающий ослабленные зоны. Производят послойную обратную засыпку грунта в котлован с уплотнением каждого слоя. Устанавливают арматурные сетки, при этом монтаж охлаждающих вентиляционных каналов ведут поярусно. 2 ил.

Изобретение относится к строительству на вечномерзлых грунтах, в частности к наличию в них локальных ослабленных зон, таких как засоленный грунт, засыпанные хозяйственными отходами овраги с постоянно действующими фильтрационными потоками воды, линзы льда и т.д. и может быть использовано для строительства зданий и сооружений на таких неблагоприятных площадках.

Известен способ укрепления основания сооружений на вечномерзлых грунтах посредством воздушного охлаждения, включающий устройство грунтовой подсыпки с размещением внутри подсыпки вентилируемых каналов и труб [1] Недостатком этого способа является неполный учет особенностей возникающего при изгибе плиты из мерзлого грунта (промороженного приповерхностного слоя грунта, образующегося при укреплении слоисто-неоднородных оснований) ее напряженно-деформированного состояния, а именно формирования при изгибе отдельных предельных областей, наиболее подверженных разрушению.

Известен способ устройства основания в вечномерзлом грунте, включающий монтаж охлаждающих вентиляционных каналов и создание мерзлой плиты в приповерхностной зоне грунта [2] Недостатком этого способа при укреплении оснований, включающих локально-ослабленные области грунта, является невозможность регулирования температурным режимом грунтов по вертикальному сечению плиты.

Целью изобретения является упрочнение областей максимальных напряжений и деформаций, формирующихся при изгибе плиты.

Это достигается совмещением локального охлаждения с армированием.

На фиг. 1 изображено формирование напряженных зон в мерзлой плите при ее изгибе; на фиг. 2 конструкция мерзлой плиты.

Реализация способа создания предложенной плитной конструкции из мерзлого грунта предусматривает выемку грунта 1 по всей площади плиты, укладку защитного слоя 2 из глины или другого гидроизолирующего материала (грунта) и постепенную обратную засыпку старым (если надежный) или привозным грунтом с послойным уплотнением и размещением в необходимых местах рулонных арматурных сеток 3 и монтажом вент каналов 4.

Лучшее время года для производства земляных работ это зимний период, когда котлован не будет заливать грунтовыми водами. Кроме того, по мере постепенной обратной засыпки плита наберет запас холода. До наступления теплого периода весь грунт плиты и подсыпка должны быть уложены и покрыты теплоизолирующим слоем (керамзит, шлак и т.д.). С наступлением тепла начинается монтаж надземных конструкций, по ходу которого армированный грунт плиты по мере увеличения нагрузки на основание будет доуплотняться и постепенно включаться в работу.

Применение армирования позволяет распределить возникающие при изгибе плиты отрицательные горизонтальные напряжения с критического сечения над границей опоры или в середине пролета не только по сечению плиты в месте расположения арматуры, но и за счет сцепления частиц грунта льдом по значительному объему мерзлого грунта вокруг армированной области. В качестве арматуры с учетом специфики грунтов как сыпучей среды предполагается использование гибких рулонных геосеток или геотекстиля.

Усиление вечномерзлых оснований армированием как бы подстраховывает возможные, часто непредсказуемые, случаи нарушения запланированного температурного режима (аварии в теплосети и т.д.), но возникает необходимость искусственного регулирования температурой созданной плитной конструкции накопление запасов холода в зимний период и сохранение его в летний период. Эту роль в предлагаемой конструкции выполняют известные ранее и хорошо зарекомендовавшие себя вентилируемые каналы в сочетании с пространственными вентилируемыми фундаментами или вентподпольем.

Цель охлаждения с поверхности общее поддерживание грунта, образующего плитную конструкцию, в мерзлом состоянии по всей площади плиты. Роль вентилируемых каналов в локальном охлаждении отдельных областей грунта не столько в повышении прочности мерзлого грунта на растяжение, сколько в увеличении сцепления грунта с арматурой. Поэтому размещение вентилируемых каналов предусмотрено в разных уровнях. Особенно важно понизить температуру в нижних слоях плиты в центре пролета, так как по глубине от поверхности температура постепенно повышается до температуры талой зоны.

Уплотненный слой глины по подошве плиты предусматривает предотвращение возможной фильтрации воды из талой зоны, которая может резко ослабить нижний слой за счет засоления или теплопереноса.

Формула изобретения

СПОСОБ УСТРОЙСТВА ОСНОВАНИЯ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ, включающий монтаж охлаждающих вентиляционных каналов и создание мерзлой плиты в приповерхностной зоне грунта, отличающийся тем, что перед монтажем охлаждающих вентиляционных каналов по всей поверхности плиты под ней отрывают котлован, укладывают на его дно защитный слой, перекрывающий ослабленные зоны, производят послойную обратную засыпку грунта в котлован с уплотнением каждого слоя, устанавливают арматурные сетки, при этом монтаж охлаждающих вентиляционных каналов ведут поярусно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2