Способы охлаждения и замораживания грунтов. Охлаждение пластинчато-мерзлых грунтов производиться с целью превращения их в твердомерзлые и, соответственно, повышения их прочности и снижения деформационных свойств. Замораживание талых грунтов- с целью создания однородных мерзлотных условий на строительной площадке путем промораживания несквозных таликов. Охлаждение, замораживание осуществляется естественным (с помощью воздушных колонок и термосифонов) и искусственным ( с помощью холодильных машин) холодом. Охлаждение, замораживание в первом случае ведется только в зимний период, во втором- всесезонно.
Охлаждение, замораживание производится через буровые скважины, в которые опускаются замораживающие колонки. Пространство между стенкой скважины и колонки заполняется сухим песком, иногда местным грунтом. Скважины располагаются в шахматном порядке. Необходимое количество рядов скважин n зависит от ширины массива грунта Bf и радиуса охлаждения, замораживания rf : Bf/rf n 2. 5 4, 0 5, 5 7, 0 8, 5 10, 0 11, 5 13, 0 2 3 4 5 6 7 8 9 Глубина скважины принимается на 1 м больше глубины охлаждения, замораживания. Процесс охлаждения, замораживания считается законченным при достижении отрицательной температуры на 10 ниже расчетной по всей длине скважин.
Схема расположения замораживающих колонок
Воздушное охлаждение, замораживание осуществляется через замораживающую колонку, погружаемую в скважину. Колонка состоит из двух коаксиальных труб. Во внешнюю трубу за счет разряжения, создаваемого вентилятором, поступает холодный зимний воздух, который отсасывается через внутреннюю трубу. Скорость движения воздуха в кольцевом пространстве между трубами 2 -5 м/с. Охлаждение, замораживание грунтов воздушными установкамиколонками. 1 -скважина, 2 -колонка, 3 -грунт, 4 -песчанная засыпка
В последние годы при охлаждении пластичномерзлого грунта часто вместо внешней трубы колонки используется сама буровая скважина. Для этого на выровненную поверхность грунта устанавливается деревянный щит со скрепленной с ним трубой диаметром 120 -200 мм и всасывающим патрубком. Скорость воздуха в трубе 10 -12 м/с, а в кольцевом пространстве между ней стенкой скважины 2 -5 м/с. Центральная труба колонки или труба, опускаемая в скважину, с помощью гибкого шланга подключается к воздуховоду, ведущему к вентилятору. Вентиляторы подключаются так, чтобы охлаждающая система работала на разряжение. Охлаждение, замораживание грунтов воздушными установками- трубами. 1 -скважина, 2 -отсасывающая труба, 3 - грунт, 4 - входной патрубок с крышкой
Недостатки способа охлаждения, замораживания: - необходимость применения достаточно мощных вентиляторов, специального электрооборудования; - необходимость присутствия постоянного обслуживающего персонала; - большое потребление электроэнергии; -т. к. система является открытой, то при понижении температуры воздуха на внутренние поверхности труб выпадает конденсат, который, замерзая, образует слой льда на стенках колонки, со временем слой увеличивается и трансформируется в ледяную пробку, выводящую вентиляционную систему из строя.
Охлаждающие устройства зданий. 1. Вентилируемые наружным воздухом подполья 2. Вентилируемые трубы или каналы 3. Горизонтальные термосифоны Вентилируемые подполья- наиболее распространённый тип устройства благодаря простоте конструкции и надежности работы. Вентиляция подполья наружным воздухом производиться за счет ветрового напора через вентиляционные отверстия в цоколе здания или через щель между ростверком фундамента и поверхностью грунта.
При проектировании подполья придерживаются следующих правил: 1. Габаритную высоту подполья ( от поверхности грунта до низа ростверка) принимают не менее 1 м для зданий шириной до 24 м, и не менее 1, 5 м для зданий шириной более 24 м, и при любой ширине, если в подполье размещаются трубопроводы. 2. Вентиляционные отверстия в цоколе по возможности размещают равномерно по периметру здания с шагом не более 6 м; размеры отверстий не менее 0, 2 х0, 2 м, низ вентиляционных отверстий располагают на 0, 2 м выше поверхности снега. 3. При наличии в подполье внутренних перегородок в них устраивают вентиляционные отверстия, суммарная площадь которых должна превышать 25% от поверхности перегородки. 4. Поверхность грунта в подполье располагают на 10 -15 см выше поверхности прилегающей территории и придают ей уклон не менее 0, 01 от центра здания к выпускам 5. При наличии в подполье труб санитарно-технических коммуникаций под ними делают металлические лотки для отвода аварийных сбросов за контур здания.
В зданиях шириной более 24 м вентиляционных отверстий в цоколе недостаточно для проветривания всего подпольного пространства. Поэтому в центре таких зданий дополнительно устраивают вытяжные шахты, которые выводят на 0, 5 м выше конька крыши и оборудуют дефлекторами или крышными вентиляторами. Участки шахты, проходящие через отапливаемые помещения, теплоизолируют.
Вентиляционные трубы или каналы устраивают в случае больших нагрузок на пол первого этажа. Трубы (каналы) размещают в подсыпке из крупно скелетного материала, по поверхности которой располагают пол здания. Диаметр труб 0, 10, 3 м, расстояние между трубами -0, 5 -3, 0 м, глубина заложения труб- 0, 5 -1, 5 м. Трубы объединяют коллекторами. Укладывают трубы параллельно поперечным осям здания и обязательно в пределах слоя сезонного оттаивания. Трубы и коллекторы имеют уклон 0, 01 к выпускам для стока воды. Воздух в трубы или каналы попадает только в зимний период при помощи вентиляторов или дефлекторов. В это время происходит промораживание крупноскелетной подсыпки и охлаждение подстилающего основания. Летом вентиляционную систему отключают и грунт подсыпки оттаивает. Во избежание неравномерной осадки грунтов основания и деформации охлаждающей системы и полов здания сезонное оттаивание не должно распространяться ниже подошвы подсыпки (мощность слоя подсыпки = мощности слоя сезонного оттаивания). Недостатки: менее надежны из-за скопления на внутренних стенках труб и каналов конденсата, который, замерзая, образует ледяные пробки и ухудшает вентилирование.
Скачать презентацию Способы охлаждения и замораживания грунтов Охлаждение пластинчато-мерзлых грунтов
Naste.ppt