КОНСТРУКЦИЯ НАСЫПНОГО ОХЛАЖДАЕМОГО ОСНОВАНИЯ СООРУЖЕНИЙ И СПОСОБ ТЕМПЕРАТУРНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ Российский патент 2000 года по МПК E02D3/115 

Изобретение относится к строительству оснований, возводимых на многолетнемерзлых и слабых грунтах.

Известна конструкция оснований сооружений на многолетнемерзлом грунте, включающая свайный фундамент и проветриваемое подполье. [Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах. Ленинград: Стройиздат (Ленинградское отделение), 1977 г., с. 551].

Недостатком такой конструкции оснований сооружений является высокая материалоемкость: использование железобетонных свай и высокие затраты на монтажные работы при погружении свай в многолетнемерзлые грунты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является конструкция насыпного охлаждаемого основания сооружений, включающего систему температурной стабилизации многолетнемерзлого грунта, включающую охлаждающие трубы, отсыпку, теплоизоляцию и конденсаторную часть и способ воздействия насыпного охлаждаемого основания, включающий укладку охлаждающих труб, которые соединены с конденсаторной частью, отсыпку над ними грунта, установку теплоизоляции, причем охлаждающие трубы укладывают, как минимум, с двухкратным резервированием. [Г. М. Долгих, А.В. Байканов и др. Эффективный метод строительства оснований сооружений на многолетнемерзлых грунтах. Ж. "Газовая промышленность" N 9. М.: Недра, 1991, с. 16-17].

Недостаток этой конструкции заключается в низкой ремонтопригодности охлаждающих труб и, как следствие, необходимости резервирования дополнительных охлаждающих труб под отсыпкой.

Целью изобретения является повышение надежности процесса промораживания многолетнемерзлого грунта и ремонтопригодности охлаждаемого основания.

Для этого в предлагаемой конструкции насыпного охлаждаемого основания сооружений, включающий охлаждающие трубы, соединенные с конденсаторной частью и размещенные над ними слой теплоизоляции и отсыпку грунта, охлаждающие трубы, заполненные низкокипящей жидкостью, размещены внутри защитных труб, выполненных с заглушенным торцом с одной стороны и открытым торцом с другой, и полостью, заполненной теплопроводной жидкостью, причем защитные трубы расположены под отсыпкой грунта и слоем теплоизоляции с уклоном 0 - 10^o к продольной оси основания в сторону заглушенных торцов, а открытые торцы выведены за пределы контура отсыпки грунта. Сущность способа температурной стабилизации многолетнемерзлых грунтов осуществляется с использованием предлагаемой конструкции насыпного охлаждаемого основания сооружений и включает размещение охлаждающих труб под отсыпку грунта, соединение их с конденсаторной частью и укладку слоя теплоизоляции, охлаждающие трубы устанавливают внутри защитных труб через открытые торцы последних с возможностью извлечения и замены дефектных участков.

На фиг. 1 изображена конструкция насыпного охлаждаемого основания сооружений, общий вид; фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 1.

Конструкция насыпного охлаждаемого основания сооружений включает защитные трубы 1 с заглушенным торцом 2 с одной стороны и открытым торцом 3 с другой, при этом охлаждающие трубы 4 размещены внутри защитных труб 1, отсыпку грунта 5 и слой теплоизоляции 6 над защитными трубами 1, конденсаторную часть 7, соединенную с охлаждающими трубами 4. Полость 8 защитных труб 1 заполнена теплопроводной жидкостью, а конденсаторная часть 7 и охлаждающие трубы 4 заполнены низкокипящей жидкостью. Защитные трубы 1 под отсыпкой грунта 5 размещены с уклоном 0 -10^o к продольной оси основания в сторону заглушенных торцов 2, а открытые торцы 3 защитных труб 1 выведены за пределы контура отсыпки грунта 5.

Возведение описанного основания осуществляется следующим образом. На выбранном участке многолетнемерзлого грунта размещают защитные трубы 1 и закрепляют с небольшим уклоном (0-10^o) к продольной оси основания в сторону заглушенного торца 2, а открытые торцы 3 выводят за пределы контура отсыпки грунта 5. Затем производят отсыпку грунта 5 поверх защитных труб 1 и на поверхность укладывают слой теплоизоляции 6 с целью предотвращения растепления отсыпки грунта 5, в процессе эксплуатации допускается устанавливать тепловую изоляцию и на откосах отсыпки грунта 5 устанавливают конденсаторную часть 7. Затем внутри защитных труб 1 устанавливают охлаждающие трубы 4. Полость 8 охлаждающих труб 1 заполняют теплопроводной жидкостью, например дизельным топливом, и соединяют охлаждающие трубы 4 с конденсаторной частью 7.

Конденсаторную часть 7 и охлаждающие трубы 4 заполняют низкокипящей жидкостью, например пропаном. При понижении температуры атмосферного воздуха и температуры грунта начинается циркуляция газожидкостного потока в системе; конденсаторная часть 7 - охлаждающие трубы 4, сопровождающаяся отбором тепла от многолетнемерзлого грунта, примыкающего к защитным трубам 1. Отсыпка грунта 5 охлаждается, и грунт отсыпки 5 переходит в мерзлое состояние. В теплый период года слой теплоизоляции 6 препятствует растеплению грунта отсыпки 5.

При выявлении нарушения герметичности, деформации и других дефектов в одной или нескольких охлаждающих трубах 4, препятствующих нормальной работе системы температурной стабилизации многолетнемерзлых грунтов, дефектный участок охлаждающей трубы 4 локализуют, затем извлекают его из защитной трубы 1, производят необходимый ремонт дефектного участка или заменяют его и устанавливают обратно. Затем определяют герметичность охлаждающей трубы 4, и в случае, если герметичность не нарушена (нарушение герметичности охлаждающей трубы 4 определяют по появлению пузырьков газа в теплопроводной жидкости в полости 8), в охлаждающей трубе 4 возобновляется циркуляция газожидкостного потока.

Размещение защитных труб 1 под отсыпкой грунта 5 с уклоном к продольной оси основания в сторону заглушенного торца 2, выведение открытых торцов 3 труб 1 за пределы отсыпки грунта 5 и размещение охлаждающих труб 4 внутри защитных труб 1 позволяет при необходимости производить ремонт или замену охлаждающих труб 4 в процессе эксплуатации основания сооружений.

Таким образом, предлагаемое техническое решение решает проблему ремонтопригодности, за счет чего повышается эффективность замораживания грунта и увеличивается срок сохранения грунта в мерзлом состоянии.

Описываемый способ замораживания грунта достаточно прост в обслуживании, надежен в эксплуатации и не требует применения дорогостоящего оборудования.

Изобретение относится к области строительства, а именно к основаниям, возводимым на многолетнемерзлых и слабых грунтах. Конструкция насыпного охлаждаемого основания сооружений включает охлаждающие трубы, соединенные с конденсаторной частью, и размещенные над ними слои теплоизоляции и отсыпку грунта. Новым в конструкции является то, что охлаждающие трубы, заполненные низкокипящей жидкостью, размещены внутри защитных труб, выполненных с заглушенным торцом с одной стороны и открытым торцом с другой, и полостью, заполненной теплопроводной жидкостью. Защитные трубы расположены под отсыпкой грунта и слоем теплоизоляции с уклоном 0 - 10^o к продольной оси основания в сторону заглушенных торцов, а открытые торцы выведены за пределы контура отсыпки грунта. Способ температурной стабилизации многолетнемерзлых грунтов включает размещение охлаждающих труб под отсыпку грунта, соединение их с конденсаторной частью и укладку слоя теплоизоляции. Охлаждающие трубы устанавливают внутри защитных труб через открытые торцы последних с возможностью извлечения и замены дефектных участков. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности процесса промораживания многолетнемерзлого грунта и ремонтопригодности охлаждаемого основания. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

1. Конструкция насыпного охлаждаемого основания сооружений, включающая охлаждающие трубы, соединенные с конденсаторной частью, и размещенные над ними слои теплоизоляции и отсыпку грунта, отличающаяся тем, что охлаждающие трубы, заполненные низкокипящей жидкостью, размещены внутри защитных труб, выполненных с заглушенным торцом с одной стороны и открытым торцом с другой, и полостью, заполненной теплопроводной жидкостью, причем защитные трубы расположены под отсыпкой грунта и слоем теплоизоляции с уклоном 0 - 10^o к продольной оси основания в сторону заглушенных торцов, а открытые торцы выведены за пределы контура отсыпки грунта. 2. Способ температурной стабилизации многолетнемерзлых грунтов, включающий размещение охлаждающих труб по отсыпку грунта, соединение их с конденсаторной частью и укладку слоя теплоизоляции, отличающийся тем, что охлаждающие трубы устанавливают внутри защитных труб через открытые торцы последних с возможностью извлечения и замены дефектных участков.