Способ замораживания грунта

 

О П И С А Н И Е „„6l162I

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Coca Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 26.09.75 (21) 2176069/29-33 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М; Кл.з Е 02D

3/12

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.07.78. Бюллетень № 28 (53) УДК 624.139 (088.8) (-15) Дата опубликования описания 11.07.78

t с (54) СПОСОБ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ГРУНТА

Изобретение относится к области строительства в условиях распространения вечномерзлых и водонасыщенных грунтов и может быть использовано преимущественно в свайном фундаментостроении.

Известен способ замораживания грунта, согласно которому в грунт погружают трубы и вентилируют холодный воздух (1) .

Однако известный способ непригоден для производства работ при наступлении положительных температур наружного воздуха, а также требует длительной занятости оборудования при вмораживании каждой сваи.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ замораживания грунта, включающий погружение в грунт сваи и заполнение ее незамерзающей жидкостью (2). Недостатками этого способа являются малая скорость промораживания грунта вокруг сваи, а также невозможность их морозильного действия в летнее время.

Цель изобретения — повышение эффективности замораживания.

Достигается это тем, что после заполнения полости сваи незамерзающей жидкостью в нее погружают инвентарный теплообменник, соединенный с холодильной установкой, и прокачивают через теплообменник хладагент. Кроме того, в грунт погружают группу свай, в каждую из которых устанавливают инвентарный теплообменник и соединяют все теплообменники с холодильной установкой. В грунт погружают

5 группу свай, а инвентарный теплообменник последовательно перемещают из одной сваи в другую.

Полую сваю, металлическую или из железобетона с арматурой в виде стальной

10 трубы, постоянно устанавливают в талый грунт, а ее внутреннюю полость заполняют незамерзающей жидкостью, преимущественно керосином. Для ускоренного вмораживания сваи в незамерзающую жидкость

15 погружают инвентарный теплообменнпкрекуператор, например змеевик, и принудительно прокачивают через него хладагент.

В зимнее время хладагент после теплообменника подают на естественное охлаж2) дение, например, с помощью радиатора, а в летнее время — на искусственное с помощью холодильной машины.

После достаточной передачи холода теплообменник вынимают из незамерзающей

25 жидкости и переносят к следующим сваям.

В случае маломощной холодильной машины, вмораживание сваи осуществляют от начала и до конца с одной установки в нее теплообменника, т. е. при непрерывной

30 или почти непрерывной его работе в дан617521

Составитель E. Путилин

Редактор А. Соловьева Техред И. Михайлова Корректор И. Позняковская

Подписное

Заказ 1269/15 Изд. № 538 Тираж 820

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Сапунова, 2

Типография, пр. ной свае в течение 10 — 30 ч. Вмораживание группы свай осуществляют поочередно, в течение соответственно нескольких суток или недель, или применяют несколько таких агрегатов — теплообменник с холодильной машиной — для одновременного замораживания этих свай. Однако s таком случае более экономически выгодно заменить их одной мощной холодильной машиной, у которой производительность даже в десятки раз превышает возможный средний отбор тепла сваей от грунта, и нагрузить ее на одновременное вмораживание соответствующего числа свай.

При этом, если потери холода в многочисленных шлангах от машины к теплообменникам в сваях будут слишком велики, то прибегают к поочередной подаче охлаждающего агента к теплообменникам, в течение не более 10 — 30 мин в каждый теплообменник, осуществляя импульсный режим охлаждения свай. В результате этого потери холода уменьшаются, так как теплообмен с внешней оредой у неработающих в данный момент шлангов практически отсутствует. Тем самым достигается максимально возможная для данного оборудования степень охлаждения грунта. Переключение подачи хладагента на разные теплообменники может быть легко автоматизировано.

В случае, когда сваи сильно рассредоточены и сеть шлангов получается слишком громоздкой, предпочтительнее осуществить работу с помощью одного теплообменника.

Чтобы обеспечить полную загрузку машины, т. е. постоянный отбор этим теплообменником большого теплового потока, теплообменник в течение процесса замораживания регулярно через каждые 10 — 30 мин, в зависимости от мощности агрегата и объема жидкости в свае, переносят последовательно от сваи к свае в пределах замораживаемой группы свай, тем самым тоже осуществляя импульсный режим их охлаждения.

Важнейшей особенностью такого режима является то, что используют каждый раз начальный момент взаимодействия теплообменника с жидкостью в свае, когда отбор тепла идет преимущественно на охлаждение незамерзающей жидкости от температуры, близкой к окружающему грунту, до температуры, близкой к охлаждающему агенту — целесообразный предел — на 0,5 С и более выше температуры агента.

Кроме свай, сферой использования спо10

55 соба является укрепление больших массивов грунта замораживанием как при работах на поверхности, так и при создании котлованов, стволов шахт и прочих выработок. В этом случае вместо свай применяют трубчатые изделия в виде небольших дренажных труб. Их расставляют в грунте — вертикально или наклонно, рядами, а затем заполняют керосином и охлаждают с помощью соответствующих узких змеевиков-теплообменников, согласно описанному способу. В результате в грунте остается хорошо развитая теплообменная система в виде направленной вниз «щетки» из сосудов с незамерзающей жидкостью.

Основными преимуществами описываемого способа перед известными являются высокая эффективность замораживания, а также исключение многократных потерь ценных металлоизделий, вмороженных в грунт. Эти потери составляют в известных способах около 2 — 4 Н м (Н вЂ” погруженная длина сваи). Это позволяет удешевить свайные и иные работы на водонасыщенных и вечномерзлых грунтах и сберечь большое количество дефицитного металла, а также позволяет значительно расширить масштабы таких работ и ускорить сроки строительства.

Формула изобретения

1. Способ замораживания грунта, включающий погружение в грунт полой сваи и заполнение ее незамерзающей жидкостью, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности замораживания, после заполнения полости сваи незамерзающей жидкостью в нее погружают инвентарный теплообменник, соединенный с холодильной установкой, и прокачивают через теплообменник хладагент.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в грунт погружают группу свай, в каждую пз которых устанавливают инвентарный теплообменник и соединяют все теплообменники с холодильной установкой.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в грунт погружают группу свай, а инвентарный теплообменник последовательно перемещают из одной сваи в другую.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 78300, кл. E 02D 3/10, 14.06.48.

2. Гапеев С. И. Укрепление мерзлых грунтов охлаждением. Л., «Стройиздат», 1969, с. 91 — 92.