Способ замораживания грунта

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 834311 Союз СоветскияСоциалистическийРеспублик(22) Заявлено 18,06,79(21) 278 1905/29-33с присоелинением заявки РЙ(23)ПриоритетОпубликовано 30.05,81, Бюллетень 20Дата опубликования описания 03.06.81 Е 023 3/11.5//Е 022 27/35 Государственный комитет по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретени я Новосибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного строительства(54) СПОСОБ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ГРУНТА 1Изобретение относится к строительству и предназначено для замораживанияобводненных грунтов оснований в северных районах страны,.Известен способ замораживания грунта с помощью размещенных в нем само 5настраивающихся автоматически действующих колонок с использованием керосина в качестве теплоносителя Г 1,В этом способезамораживание грунтов1 Оосуществляется без изменения их теплотехнических характеристик. Это не даетвозможности увеличить срок хранениягрунта в мерзлом состоянии.Наиболее близким к предлагаемому15является способ замораживания грунта,включающий размещение в грунте колонок, заполненных теплоносителем с предШествующим или последующим измене-.нием теплофизических свойств грунта эасчет пропитки его жидким .материаломс температурой затвердения, превышающей 0 С; Образовавшийся путем пропитОки грунта новый материал в виде асфаль 2та 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. Выемке 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 4025/56 Тираж 693 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 8343Бель изобретения - упрощение производства работ.Поставленная цель достигается тем, что в способе замораживания грунта, включающем размещение в грунте коло 5 нок, заполненных теплоносителем, с предшествующим или последующим изменением теплофизических свойств грунта, тепдо- физические свойства грунта изменяют путем уменьшения его влажности. 0При уменьшении влажности обводненный грунт переходит из двухфазной (минеральные частицы + вода) в трехфазную (минеральные частицы + вода +ювоздух) систему. После уменьшения влаж ности остающаяся вода в грунте располагается главным образом вокруг минеральных частиц и при замерзанинсвязывает их между собой, Имеющиеся лоры в грунте после удаления из них воды заполняются 20 воздухом, теплопроводность которого меньше теплопроводности воды. За счет этого уменьшается и общая теллопроводность 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 проис 35 ходит следующим образом.С появлением отрицательных температур воздуха теллоноситель в колонках . приходит в движение, в результате чего частично обезвоженныи грунт заморажич 40 вается. При наступлении положительных температур, т.е, летнего периода, движение теплоносителя в колонках прекаь кращается, прекращается и замораживаниеД 5 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 11 фзамораживания 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. В 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 предшествующим . или последующим изменением тетеплофизических свойств грунта, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения производства работ, тепло- физические свойства грунта изменяют путем уменьшения его влажности.Источники информации 1 принятые во .внимание при экспертизе1. Галеев С. И, Укрепление мерзлых оснований охлаждением, Л Стройиздат, 1969, с. 65.2. Авторское свидетельство СССР Мо 654741, кл. Е 022 3/12, 1978,