Устройство для защиты грунта от пучения

.:,л 093 НА 51 .":,). Техниче Н ническии институт белла и А,Г;Репин ие, промерзающих а фундаменты соору, с, 159.льство СССР 06, 1977,ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОЛИСАНИЕ ИЗОБ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(46) 07,07.93. Бюл, М 2 (71) Читинский политех (72) В.С.Петров, В.А,Ба (56) Орлов В,О. Пучен грунтов и его влияние н жения. Л.: СтройиздатАвторское свидете М 628208, кл. Е 01 СЗ Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, обеспечивающим защиту грунтов от пучения,Цель изобретения - устранение деформаций фундаментов, вызванных действием нормальных и касательных сил пучения в условиях глубокого сезонного промерзания грунтов,Защита грунта от пучения заключается в искусственном изменении условий тепло- обмена на границе атмосфера-.грунт в целях уменьшения интенсивности проявления данного процесса.Устранение деформаций фундаментов, вызванных действием нормальных и касательных сил пучения обеспечивается за счет изменения условий их формирования при помощи покрытия из светопроэрачной пленки, расположенной с постоянным воздушным зазором между поверхностью грунта и пленкой, что резко изменяет условия теплообмена на границе атмосфера-грунт и формирует в грунте под пленкой обезвоженную зону с последующим быстрым промер(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГРУНТА ОТ ПУЧЕНИЯ(57) Использование: в области строительства. Сущность изобретения; устройство включает покрытие, размещенное над защищаемым участком грунта, Покрытие выполнено, из светопрозрачной пленки толщиной Ь = (0,08-0,1) мм. Размещено покрытие относительно поверхности грунта с зазором, Высота зазора составляет (5 - 7) 10 Ь,.а сторона покрытия составля 2ет(5-7) 10 и. 2 ил.4 занием грунта и образованием массивной криогенной текструры в резулвтате чего происходит снижение сил пучения в 3-5 раз.На фиг. 1 изображено устройство с фундаментом, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1.Устройство для защиты грунта от пучения включает обрешетку 1, светопрозрачную пленку 2, воздушный зазор 3.Монтаж и работа устройства осуществляется следующим образом.После устройства фундамента в летнее время производится планировка со срезкой растительного слоя. Затем вокруг фундамента устанавливается обрешетка 1, на которую укрепляется светопрозрачная пленка 2 с постоянным зазором 3.Светопрозрачная пленка 2 относительно свободно пропускает коротковолновую солнечную радиацию и практически полностью задерживает длиниааолновое изучение поверхности земли. Таким образом, между пленкой и поверхностью грунта в воздушном зазоре 3 возиикает мощныйоранжерейный эффект, сопровождающийся конденсацией паров влаги на пленке и поверхности грунта.Конденсация влаги не препятствует проникновению коротковолновой радиации, а в своа очередь способствует увеличению оранжерейного эффекта. В результате, обустроенное в летний период. пленочное покрытие (не позднее смены знака тепло- оборотов на поверхности) приводит к формированию в воздушном зазоре 3 между пленкой и грунтом высокого влагосодержа" ния, вплОть до 1-2 см водной пленкиПри переходе температуры воздуха через нуль в сторону отрицательчых значений начинается переход конденсированной влаги в твердое состояние - пед, Этот переход сопровождается интенсивным выделением скрытойтеппотц фазовых превращений.Выделяемая теплота при кристаллизации льда препятствует промерзанию грунтов, Кроме того, в силу резкого увеличения градиентов по термодинамическому потенциалу (в абсолютных значениях увеличение происходит более чем на порядок) осуществляется инте 1 сивная миграция впагй из верхних горизонтов грунта к поверхности, где сформировался спОЙ льда. Таким образом, в начальный период ггерахода температуры воздуха через нуль градусов в сторону отрицательных значений происходит, с одной стороны, кристаллизация льда под пленкой, выделяемая теплота которого уравновешивается с теплотоком через пленку в грунт и препятствует промерэанию грунта, а с дру. гой, за счет миграции воды из верхних горизонтов грунта к поверхности происходит обезвоживание грунта, Как показали результатц натурных наблюдений за промерзанием пылеватой супеси задержка в начале промлрзония грунтов под пленочными покрытиями йо сравнению с естествен. ными условиями составила 25-30 сут, 3 аэтот период зона обезвоживания грунта достигла 0,6 м, слой льда под пленкой составил 0,05-0,07 м по мощности, а температура воздуха понизилась до устойчивой -20- 25 С. Последующий прогресс выражался в быстром промерэании грунта с образованием массивной криогенной текстуры,Дпя полиэтиленовой пленки толщиной0,1 мм, имеющую оптические характеристики: коэффициент пропускания КВ радиации - 0,727; коэффициент. отражения КВ радиации - 0,164; коэффициент пропусканиядпинноволновой радиации - 0,399 и для пцлеватой супеси с обьемной влажностью42 ф, величина воздушного зазора должна в500-700 раз превосходить толщину пленки,а сторона квадратной площади пленочногопокрытия должна превосходить толщину в100000 раэ. Сравнение результатов наблюдений показало, что если в естественных10 условиях интегральная величина пучениясоставила 0,129, м, то под пленкой 0,04 м.Толщина полиэтиленовой пленки в пределах 0,08-0,1 мм является оптимальнойдля рассматриваемой задачи, Увеличение15 толщины пленки более 0,1 мм приводит кухудшению ее оптических характеристик сточки зрения воздействия на процесс пучения: например, для толщины 0,18 мм коэффициент пропускания КВ радиации - 0,486,20 коэффициент отражения КВ радиации -0,212. Уменьшение толщины пленки менее0,1 мм также нежелательно вследствие резкого уменьшения механических характеристик пленки на разрыв при воздействии25 ветровых нагрузок.В предлагаемом изобретении положительный эффект:заключается в следующем.- , возможность защиты грунта от пучения (уменьшая его интенсивность путем из 30 менения обстановки и условий теплообменана границе атмосфера-грунт, а также создания обезвоженной зоны);-снижение до минимума нормальных икасательных сил пучения, действующих на35 фундамент;- обеспечить устойчивость фундаментов зданий, сооружений, возводимого наморозоопасных основаниях;- простота технологии устройства и зкс 40 плуатации пленочных покрытий;- низкая стоимость предлагаемого устройства,Ф ор мул а изобретен ияУстройство для защиты грунта от пуче 45 ния, включающее покрытие, размещенноенад защищаемым участком, о т л и ч а ю ще.е с я тем, что, с целью повышения надежности защиты, покрытие выполнено из светопрозрвчной пленки толщиной 0,08-0,1 мм50и размещено относительно. поверхности грунта с. зазором, причем высота зазора составляет (5 - 7)10 й, а стороны покрытия со 2ставляют (5-7)1 О Ь, где й - толщина пленки.5Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5