Способ замораживания грунта

О П И С А Н И Е п) 61752ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 26,09.75 (21) 2176069/29-3 1) М;Кл 022 м заявкис присоединен23) Приоритет43) Опубликовано Государствеииый комит овета Министров СССпо делам изобретеиийи открытий.07,78. Бюллетень15) Дата опубликования описания 11.07,78 54) СПОСОБ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ГРУ Изобретение относится к области строительства в условиях распространения вечномерзлых и водонасыщенных грунтов и может быть использовано преимущественно в свайном фундаментостроении.ЭИзвестен способ замораживания грунта, согласно которому в грунт погружают трубы и вентилируют холодный воздух 11,Однако известный способ непригоден для производства работ при наступлении поло жительных температур наружного воздуха, а также требует длительной занятости оборудования при вмораживании каждой сваи.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ за мораживания грунта, включающий погружение в грунт сваи и заполнение ее незамерзающей жидкостью 21. Недостатками этого способа являются малая скорость промораживания грунта вокруг сваи, а так З же невозможность их морозильного действия в летнее время.Цель изобретения - повышение эффективности замораживания.Достигается это тем, что после заполне ния полости сваи незамерзающей жидкостью в нее погружают инвентарный теплообменник, соединенный с холодильной установкой, и прокачивают через теплообменник хладагент. Кроме того, в грунт погру жают группу свай, в каждую из которых устанавливают инвентарный теплообменник и соединяют все теплообменники с холодильной установкой. В грунт погружают группу свай, а инвентарный теплообменник последовательно перемещают из одной сваи в другую,11 олую сваю, металлическую или из железобетона с арматурой в виде стальной трубы, постоянно устанавливают в талый грунт, а ее внутреннюю полость заполняют незамерзающей жидкостью, преимущественно керосином. Для ускоренного вмораживания сваи в незамерзающую жидкость попружают инвентарный теплообменнпкрекуператор, например змеевик, и принудительно прокачивают через него хладагент.В зимнее время хладагент после теплообменника подают на естественное охлаждение, например, с помощью радиатора, а в летнее время - на искусственное с помощью холодильной машины.После достаточной передачи холода теплообменник вынимают из незамерзающей 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 или почти непрерывной его работе в дан617521 Составитель Е. ПутилинРедактор 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, Раушская наб., д. 4/5Сапунова, 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 в 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 средой 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 преиму 1 цественно 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 спо 10 15 20 25 30 35 40 45 50 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 - 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 изобретения1. 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 СССР78300, кл. Е 020 3/10, 14,06.48.2, Гапеев С. И, Укрепление мерзлых грунтов охлаждением, Л., Стройиздат, 1969, с, 91 - 92.