Устройство для защиты оснований и фундаментов сооружений, возводимых в вечномерзлых грунтах, от грунтовых вод

 

СОюз С089тских

Социалмстических

Республик (iii642437 (6!) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено17.06.74 (21) 2034545/29-33 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 1 5,01..79.Бюллетень % 2

Дата опубликования описания 18.01,79 (5I) М. Кл

Е 02 D 31/00

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н открытий (53} УДК69.034. .9 5 (088.8) В. Н, Иванов, И. И. Кравчук и К. С. Гринб рг Ц-НОЧЗМ ) ;;

ПЯТ т-1тр Етc> :, Государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт граждаттскоя.".;Е, "."1 . авиаиии Ленаэропроект (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ

СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ НА BE×HÎÌÅÐÇËÛÕ ГРУНТАХ, ОТ ГРУНТОВЫХ ВОД

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для защиты от грунтовых вод оснований и фундаментов зданий, дорог, взлетно-посадочных полос и т.п. сооружений на вечномерзлых грунтах.

Известно устройство для защиты оснований и фундаментов сооружений от грунтовых вод, представляющее собой подземный водонепроницаемый барьер, образованный путем смешения грунта с различными химическими добавками j! j

Однако прн сооружении таких устройств относительно большой объем работ составляет перевалка вечномерзлого грунта, что крайне затруднительно, а в некоторых случаях практически невыполнимо. Кроме того, >5 добавки, вводимые в грунт дороги, недостаточно морозостойки и долговечны.

Известно также устройство для защиты оснований и фундаментов сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, от грунгв товых вод, размещаемое ""о стороны притока грунтовых вод к защищаемому сооружению, включаюгцее горизонтальный слой упрочпенного грунта и размещенный нод ним . горизонтальный экран из теплоизоляционного материала, заключенного в гидроизоляционную оболочку (2j.

Последнее из указанных известных устройств является наиболее близким к предложенному изобретению.

Это устройство представляет собой слой теплоизоляции, равномерно размещенной на вечномерзлом грунте. Сверху слой теплоизоляции прикрыт слоем, выполненным из упрочненного грунта и защищающим от механических повреждений. Под слоем теплоизо-. ляции расположен барьер мерзлого грунта, образовавшийся в результате поднятия границы вечной мерзлоты. Устройство расположено со стороны притока грунтовых вод к защищаемому сооружению и снабжено сис-, темой отвода грунтовых вод. Для уменьшения толщины (высоты) теплоизоляционного слоя используют наравне с естественным материалом, например мхом, дерном, и искусственный теплоизоляционный материал,, обладающий высоким теплосопротивлением (например, пенопласт), а для исключения влагонасыщения его герметизируют гидроизоляционной оболочкой, например полиэтиленовой пленкой.

6424;37

Недостатком известного устройства для защиты от грунтовых вод является то, что теплоизолянионный слой имеет одинаковую толщину по всей ширине барьера из мерзлого грунта, в частности, как над вершиной, так и со сторонь! притока грунтовых Вод.

Следствием этого является образование симметричного пологого поперечного профиля барьера из мерзлого грунта, т.е. образование развитой поверхности теплообмепа между барьером и грунтовыми водами при прохож- @

19 денни последних по указанной поверхности барьера на слив в дренажную систему.

В результате рабочая поверхность барье.ра интенсивно вытаивает под воздействием грунтовых вод, включая и его вершину, таким образом снижая его высоту и обуславлиная перелив грунтовых вод к защищаемому от них сооружению, что значительно спнжает эффективность защиты.

Цель изобретения — повышение эффективности защиты путем уменьшения теплопритока к образующемуся под горизонтальным экраном барьеру из мерзлого грунта., Цель достигается тем, что устрОйство для защиты основания и фундаментов сооружений, и>зводимых на вечномерзлых грунтах, от грунтовых вод, размещаемое со стороны

25 притока грунтовых вод к защищаемому сооружению, включающее горизонтальный слой упрочненного грунта и размещенный под ним горизонтальный экран из теплоизоляционного материала, заключенного в гидроизоляционну о оболочку, .снабжено верти-; кальным экраном из теплоизоляционного материала, заключенного в гидроизоляционную оболочку, примыкающим к горизонтальному экрану и размещенным перед образующимся под горизонтальным экраном барьером из мерзлого грунта со стороны притока грунтовых вод, причем участок горизонтального экрана от места примыкания к нему вертикального экрана до его конца, расположенного со стороны притока грунтовых вод, выполнен переменной уменьшающейся толщины.

На чертеже изображено предложенное устройство, поперечный разрез.

Описываемое устройство содержит слой упрочненного, например цементом, грунта 1;. затем под указанным слоем расположен слой гидроиаоляции 2, например, в виде полиэтиленовой пленки, а внутри гидронзоляции расположены теплоизоляционные экраны (например, в виде пенопластовых плит); горизонтальный экран 3 и вплотную к нему со стороны притока грунтовых вод вертикальный экран боковой теплоизоляции 4. Причем горизонтальный экран со стороны притока грунтовых вод выполнен с уменьшением толщины от боковой изоляции к периферии.

Далее под горизонтальным экраном 3 на глубине, допустимой для протаивания (т.е. выше подпорного уровня грунтовых вод для данных условий), и за вертикальным экраном 4 со стороны притока грунтовых вод сформирован барьер 5 из мерзлого грунта, а с другой стороны вертикального экрана 4 вдоль него расположена система отвода грунтовых вод (на чертеже не показана).

Исходная толщина слоя теплоизоляционного материала в горизонтальном экране определяется в результате моделирования на гидроинтеграторе процесса создания и эксплуатации барьера из мерзлого грунта и назначается из соотношения

8=Bhn (1-й- — ), А ! где tt> — толщина слоя теплоизоляционного материала в см, при коэффициенте теплопроводнмости ее в пределах 0,035 — 0,045 ккал/м.

° час. град.

В и С вЂ” коэффициенты пропорциональности, изменяющиеся соответственно в пределах от 20 до 40 и от 0,4 до 3,6 при глубине заложения горизонтального экрана, изменяющейся в пределах от 0,3 до 0,5 м, и при допускаемой глубине оттаивания под экраном, изменяющейся в пределах от 0 до

0,6 м;

1* Ел и = ††- -й — — климатический фактор, величина которого изменяется в пределах от

0 до 2,5, здесь t — средняя температура поверхности грунта за период, в течение которого она больше 0 С, C; — период, в течение которого больше 0 С, в часах; — температура грунта на глубине в зоне нулевой годовой амплитуды, в С.

Испо>1ьзуют устройство следующим образом.

Прежде всего в подготовленную в грунте траншею укладывают герметично упакованный, например в полиэтиленовую пленку, вертикальный экран 4, затем. укладывают горизонтальный экран 3, также герметично упакованный в гидронзоляцию 2, сверху укладывают укрепленный грунт I, в основном выполняющий роль защиты от механических повреждений как несущий нагрузку, например, от перемещающегося по нему транспорта.

Технико-экономическая эффективность изобретения состоит в том, что благодаря боковой теплоизоляции и уменьшению толщины части горизонтальной теплоизоляции со стороны притока грунтовых вод, а так>ке благодаря выявленной зависимости для толщины изоляции, оно позволяет: сохранить высоту барьера из мерзлого грунта и тем самым значительно уменьшить вероятность перелива грунтовых вод к защищаемому сооружению;. уменьшить поверхность контакта в основании барьера из мерзлого грунта с теплонесущими грунтовыми водами за счет получения крутого профиля барьера со стороны притока грунтс/вых вод; увеличить емкость для грунтовых вод перел барьером за счет получения крутого профиля в основании барьера; изготовить боковую теплоизоляцию практически из материала, 642437

Формула изобретения

Составитель Г. Гавришук

Редактор В. Трухин Техред О. Луговая Корректор А. Власенко

Заказ 77 l 4/31 Тираж 7 Г6 Подписное

ЦНИИ ИИ Государственного комитета СССР но делан изобретений и открьенй

I 13035, Москва. Ж-З5. Раун)ская наб.. д. 4/5

Филиал Hill> Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 полученного от уменьшения толщины горизонтальной теплоизоляции, тем самым не увеличивая стоимости изоляции.

Все это позволяет значительно повысить эффективность защиты основании и фундаментов сооружений от грунтовых вод.

Устройство для защиты оснований и фундаментов сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, от грунтовых вод, размещаемое со стороны притока грунтовых вод к защищаемому сооружению, включающее горизонтальный слой упрочненного грунта и размещенный под ним горизонтальный экран из теплоизоляционного материала, заключенного в гидроизоляционную оболочку, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности защиты путем. уменьшения теплопритока к образук>щемуся под горизонтальным экраном барьеру из мерзлого грунта, устройство снабжено вертикальным экраном из теплоизоляционного материала; заключенного в гидроизоляционную оболочку, примыкающим к горизонтальному экрану и размещенным перед образующимся барьером нз мерзлого грунта со стороны притока грунтовых вод, причем участок горизонтального экрана от места примыкания к нему вертикального экрана до его конца,.расположенного со стороны притока грунтовых вод, выполнен переменной уменьшающейся толщиhbl.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Патент Японии Ж 7363 — 34, кл. 86 АО, 1959.

2. Белли Ю. А. и др. Здания и сооружения на Крайнем Севере, Стройиздат, М вЂ” Л, !

964, с. 50 — 58.