Устройство для замораживания грунта Советский патент 1982 года по МПК E02D3/115 

Н,а чертеже изображено описываемое устройство, продольный разрез.

Описываемое устройство для замораживания грунта состоит ,из герметичного корпуса 1, коакаиально уста;новлен1ной в нам разделительной трубы 2, между верхней и нижней секциями которой размен ено перепускное приспособление 3. Корэтус 1 заполнен теплоносителем 4 и частично погружен в грунт 5, причем его надземная является теплоотдающей, а подземная - тбплособ,ирающей. Нилдаяя часть корпуса выполнена с Г|рушевидным уширепием 6, состоящим из внешней 7 и внутренней 8 стенок, которые установлены относительно друг друга с постоянным .зазором 9. Причем внутренняя сге1нка 8 своими верхней и нмжпей кромкамп примыкает к нижней секпии разделител1 Н()й трубы 2.

Устройство устанавливается на слабых грунтах, например, на болтах, с инвентарной понтонной плопдадки 10. Для обеспечения погружеиня устройства в грунт используют метод подмыва, для чего около корпуса устанавливают трубу 11, верхний конец которой соединен с водяным насосом (на чертеже не показан), а нижний заведен в нолость уширения 6, образованпую внутренней стенкой 8. Само уширение 6 вынолняют с насадками 12, внутренняя поверхность которых покрыта несмерзаемым с водой составом. Желательно, чтобы хотя бы одна насадка была доведена до середины полости. По трубе 11 напорная вода ноступает в полость уширения 6, нз нее в насадки 12. Напорными струями из насадок 12 слабые грунты размываются и кориус заглубляется в грунт 5. При достижении требуе.мой величины заглубления ундпрепия корпуса в грунт подачу напорной воды в трубу 11 прекращают. Корпус замыкают на П(.)нтопной ,адке 10 п за.швают ;5 него теплоноситс.Из 4.

Пр,и наступлении холодов теплоноснтель приходит в дв-ижение. Начинается работа по замораживйнию грунта. Охлал денный стенками надаемиой теплоотдающей части корпуса теплонооитель становится более плотиЫМ и стекает вниз. Через перепускное приспособление 3 он поступает в нижнюю секцию трубы 2, опускается по ней вниз и изли;в ается из нижнего торна трубы в зазор 9. Натреваясь от внешней стенки 7 уширения 6, теплоноситель становится менее плотным и аюднимается вверх по зазору 9 и по зазору 13, образоваипому корпусом 1 и разделительной грубой. За счет ушнренпя 6 в нижней теплособирающей части корпуса омываемая теплоносителем поверхность станок корпуса увеличена и нуть движения теплоносителя удлинен. Все это обвслечивает большой съем тепла с поверхности корпуса в уш;ирени1и 6. Эта часть ко|риуса охлаждается более интенсивно, а следовательно.

более интенсивно охлаждается и грунт, примыкающий к уширению 6. Из уширенной 6 части теплоноситель подымается вверх, перепускным приспособлением 3 направляется в верхнюю секцию трубы 2, излпвается из ее верхнего торца, охлаждается и снова опускается вниз.

При нротекани|и в заворе 9 уширения G холодным теплоносителем охлаждается

и внутренняя стенка 8. От нее охлаждается II Начинает за|Мерзать вода IB полости уширення 6. Давление в ней повышается. Поскольку образовавшийся лед в насадках 12 не имеет сцепления (смерзания) с

внутренними стенками насадок, покрытыми нес.мерзаемым с водой составом, ле;Д выдавливается водой из насадок. Давление в полости уширения 6 падает. Так происходит неоднократно, пока вся вада в поласти не замерзает. Если не предусмотреть описанное явление, замерзающей водой могло бы разорвать стенку 8 и нарушить нор:мальную циркуляцию теплоносителя в нижней части корпуса. Обезопаоить от дефор маций стенку 8 можно н другим путем. После установки корпуса на нужную глубину, после прекращения подачи воды по трубе 11 продуть ее и полость уширения 6 воздухом или газами. Для этого достаточно подключить верхний торец трубы 11 к вы.хлопной трубе вездехода или крана. Последней стадией является воз.кмеипс на корпусе 1 сооружения.

Делается это после .некоторого времени эксплуатации устройства, когда вокруг ущирения 6 и всей подземной теплоотдающей части 1 корпуса образовалась .мерзлота с достаточной несущей способностью, размыкают корпус иа понтонной площадке, убирают понтонную площадку для повторного использования. На корпусе возводят сооружение. Характер работ зависит от вида сооружения, его назначения и конструкции.

Необходимо заметить, что уширение 6 должно быть размещено в грунте ниже границ деятельного слоя, чтобы замерзший вокруг уширения массив грунта не оттаял за летний период.

Технико-экономическая эффективность аписаниой конструкции устройства заключается в замораживании большего объема грунта в нижней части корпуса, за предела1мл деятельного слоя грунта.

Изобретение может быть использовано для укрепления оснований сооружения, например искусственных сооружений, зданий, набережных, геодезических знаков и т. п.

Формула изобретения

Устройство для замораживания грунта,

включающее часпнчно размещенный в

грунте я заполненный теплоносителем корriyc и коаксиально установленную в нем разделительную трубу с перепускным приспособлением, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства при использования его в качестве опоры сооружения, возводимого на слабых грунтах, нижняя часть корпуса выполнена уширенной двустенчатой, причем ее внутренняя стенка размеш;еяа относительно внешней стенки с постоянным зазором .и своими верхней и нижней кромками примыкает к разделительной трубе. Источниюи информации, принятые во внимание ери экспертизе:

1.Гапеев С. И., Укрепление мерзлых ооноваиий охлаждением. Л., «Стройиздат, 1969, с. 18-20.

2.Авторское свидетельство СССР № 516783, кл. Е 02 D 3/12, 1974 (прототип) .