Строительные технологии

Устройство котлованов и водопонижение

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Замораживание грунтов применяется при сооружении глубоких котлованов или шахт. При замораживании прилегающего массива грунта образуется вертикальная водонепроницаемая стенка, под защитой которой осуществляется его разработка.

Применение метода замораживания грунта становится все более

целесообразным по мере увеличения глубины сооружаемого котлована.

При глубинах более 35 м метод замораживания является единственно

возможным. Этот метод может также применяться в мелкозернистых

грунтах, в которых химическое инъецирование весьма сомнительно.

Однако он является весьма энергоемким и дорогим.

Применение метода рассчитано исключительно на замораживание

грунта вокруг сооружаемого котлована. При повышенном поступлении

воды в котлован необходимо сооружение вокруг него специального

ограждения» стенки которого могут быть замороженным грунтом. Дно

котлована должно быть покрыто слоем бетона или защищено 

инъекционным раствором образующим водонепроницаемую завесу. Пробяема-

гичным является применение метода замораживания в условиях 

сильных течений грунтовых вод, так как притекающий поток воды будет

непрерьшно подводить новые количества тепла. Эффективность метода

замораживания в этих условиях зависит от количества подводимого

тепла и скорости потока грунтовых вод. Более детальные разработки

по этому вопросу приводятся в работе

Преимуществом метода замораживания грунта является ю, что

после сооружения котлована и прекращения подачи охлаждающего

раствора грунт возвращается в первоначальное естественное состояние

без каких-либо нарушений и изменений.

Для строительства глубоких котлованов применяется двухэтапное

и одноэтапное замораживание.

Двухэтапное замораживание грунта. На расстоянии от 05 до 1,0 м

от края котлована (в некоторых случаях на расстоянии от 1,0 до 1,3 м)

в грунте пробуриваются скважины диаметром от 150 до 250 мм. Так как

извлечение труб при бурении скважины на большую глубину крайне

затруднительно и дорого, то бурение осуществляется без обсадных труб

с применением тик со тронных жидкостей. В каждое из пробуренных

отверстий затем вводятся закрытые с нижнего конца стальные трубы,

которые называются замораживаюндими.

Оборудование, необходимое для замораживания грунта, состоит из

морозильной установки, одного расположенного в котловане 

холодильника для двойной системы труб охлаждения и замораживающих колонок,

в двухэтапном процессе замораживания грунта применяется 

охлаждающая жидкость как среда ддя передачи и переноса охлаждающего

реагента. В компрессорной установке производится сжатие 

охлаждающего реагента, которым может быть аммиак или углекислый газ. При

этом происходит сильное нагревание газа. В присоединенном 

последовательно конденсаторе газ охлаждается водой, при этом происходит его

переход в жидкое состояние. Затем эта жидкость вводится в трубы ох-

ладителя» т.е. в скважины в которых давление снижается, и жидкий газ

переходит опять в газообразное состояние. Во время этого процесса

происходит интенсивный отбор тепла от стенок труб и окружающей 

породы. Трубчатьтй шланг находится в специальном рефрижераторе, 

заполненном охлаждающей жидкостью, которая вследствие отбора тепла

охлаждается до требуемой температуры

Охлаждающая жидкость при помощи насоса прокачивается через

подводящие и кольцевые трубопроводы диаметром от 60 до 100 мм и

грунта или слоя бетона, уложенного подводным методом 

бетонирования движется по ним со скоростью от 0,5 до 0,7 м/с, достигая подошвы труб,

опущенных в скважины. По трубам относительно большего диаметра

жидкость затем поднимается вверх со скоростью от 0,03 до 0,05 м/с

и возвращается в кольцевой трубопровод, откуда опять направляется

в замораживающие колонки.

При медленном подъеме охлаждающей жидкости по трубам в 

скважинах от окружающего их грунта отнимается тепло. В качестве 

охлаждающей жидкости может применяться двойное соединение хлорида и

гидроксида с температурой замерзания -35°С или хлорид кальция. 

Охлаждающая жидкость, средства охлаждения и производительность 

охлаждающей установки должны соответствовать друг другу.

Одноэтапное замораживание грунта. При применении этого способа

охлаждающее свойство используемой жидкости передается на 

специальный охлаждающий раствор, используемый в качестве теплоносителя.

В связи с этим в трубы, опущенные в скважины, нет необходимости

вставлять внутренние трубы, обеспечивающие подачу раствора к 

нижним точкам. Жидкий хладонт при давлении от 6,5 до 7 МПа подводится

к закрытым охладительным трубам, опущенным в скважины. Там 

раствор переходит в газообразное состояние под давлением от 0,6 до

1,0 МПа. В начале процесса замораживания эта жидкость отсасывается

компрессором и уплотняется, затем охлаждается и переходит в 

жидкое состояние. Жидкая охлаждающая среда затем вводится в трубы-

охладители в скважинах, где переходит опять в газообразное состояние.

При этом от окружающего скважину грунта интенсивно отбирается 

тепло, обеспечивающее его замораживание. Жидкость, перешедшая в 

газообразное состояние, начинает движение по новому кругу.

 Водопонижение. ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ В ВОДОНАСЫЩЕННЫХ ГРУНТАХ И ...

 ИСКУССТВЕННОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ. Закрепляют грунты для создания ...

 СПОСОБЫ ИСКУССТВЕННОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ. Земляные работы

 Арктические трубопроводы. МОНТАЖ АРКТИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ

 Комплексный технологический процесс. Установки с вакуумным ...

 Застройка. Поддержание эксплуатационных свойств существующей застройки

 Разрушение или деформации оснований и фундаментов. Влияние ...

 Углещелочной химреагент УЩР. Бурение скважин, монтаж ...

 МЕХАНИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ БУРЕНИЯ - виды вращательного способа бурения ...

 Строительная классификация грунтов - грунты скальные и нескальные