(9.3)
где d0 - внутренний диаметр стенки; Rм - расчетное сопротивление мерзлого грунта сжатию, зависящее от вида грунта и его отрицательной температуры в стенке [18].
Искусственное понижение отрицательных температур применяют для усиления многолетнемерзлого состояния грунтов в основаниях сооружений.
Эффективное понижение температуры мерзлых грунтов может быть достигнуто с помощью вентилируемых буровых скважин или пустотелых свай, устраиваемых на глубину охлаждаемой зоны основания в качестве вертикальных элементов стока тепла из грунта в атмосферу. В качестве хладоносителя, циркулирующего через полость скважины или сваи (рис. 9.22, а), чаще используют наружный зимний воздух. Охлаждение грунтов этим способом эффективно лишь при низких температурах воздуха (рис. 9.22, б): ниже –20 °С для глинистых грунтов и ниже –10…15 °С - для песчаных. При более высоких температурах воздуха время, потребное для охлаждения грунта вокруг скважины, резко возрастает [12].
Рис. 9.22Охлаждение мерзлых грунтов скважиной с циркулирующим холодным воздухом
а - схема обустройства охлаждающей скважины, б - время охлаждения заданного объема грунта в зависимости от температуры наружного воздуха
1 - всасывающие трубки, 2 – шланг, 3 – щит, 4 - циркуляционная труба,
5 - для песков, 6 - для глинистых грунтов.
Для охлаждения высокотемпературных вечномерзлых грунтов, а также для восстановления мерзлого состояния оснований, протаявших по той или иной причине во время эксплуатации сооружений, широко применяют автоматические самонастраивающиеся охлаждающие установки (СОУ), которые бывают двух типов: парожидкостные и жидкостные.
Парожидкостная установка (рис. 9.23, а) представляет собой стальную трубу, погруженную в зону охлаждения грунта, с выступающей оребренной наружной частью (радиатор). В полости трубы под давлением 0,4 МПа находится сжиженный газ-пропан или аммиак. При снижении температуры радиатора установки ниже температуры охлаждаемого грунта у её нижнего конца происходит кипение и испарение пропана, пары которого поднимаются, унося с собой тепло из грунта в верхнюю, более охлажденную часть трубы. Здесь пропан, охлаждаясь до температуры наружного воздуха, конденсируется на стенках трубы и стекает в её нижнюю часть. При положительных температурах наружного воздуха (в летнее время) вертикальная циркуляция пропана в трубе прекращается сама по себе и теплообмен грунта с атмосферой через установку останавливается.
|
Рис. 9.23 Самонастраивающиеся охлаждающие установки (СОУ) а – парожидкостная, б - жидкостная 1- стальные трубы, 2 - ребристый радиатор, 3 - штуцер для контроля рабочей жидкости, 4 - жидкий пропан, 5 – керосин. |
Жидкостные СОУ (рис. 923,б) чаще изготавливают двухтрубными из труб разного диаметра, соединённых в замкнутую систему, в которой происходит циркуляция жидкости - керосина. В трубе меньшего диаметра керосин охлаждается быстрее, чем в трубе большего диаметра, и плотность его в тонкой трубе больше. Это и является причиной циркуляции керосина в холодный период года: по тонкой трубе - вниз, по трубе большего диаметра - вверх. В летний период охлаждённый керосин находится в нижней части установки и плотность его здесь больше, чем в верхней, более нагретой части, в результате чего установка из теплообмена автоматически отключается.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Березанцев В.Г. Расчет оснований сооружений. - Л.: Стройиздат, 1970. 208 с.
2. Глотов Н.М., Силин К.С. Строительство фундаментов глубокого заложения. - М.: Транспорт, 1985. 247 с.
3. Горбунов-Посадов М.И., Маликова Т.А., Соломин В.И. Расчет конструкций на упругом основании. - М., 1984. 679 с.
4. ГОСТ 25100 - 95 Грунты. Классификация. Стройиздат. М. 1995
5. Коновалов П.А. Основания и фундаменты реконструируемых зданий. 4-е изд.перераб. и доп. - М.: ВНИИНТПИ, 2000. 318 с.
6. Костерин Э.В. Основания и фундаменты. - М.: Высш. школа, 1990. 430 с.
7. Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений / Под ред. Б.И. Далматова; 3-е изд. - М.: АСВ, 2006. 428 с.
8. Механика грунтов, основания и фундаменты / Под ред. С.Б. Ухова - 2 –ое изд. - М.: Высш. школа., 2002. - 566 с.
9. Основания и фундаменты мостов: Справочник / Под ред. Силина К.С. - М.: Транспорт. 1990. 240 с.
10. Основания и фундаменты транспортных сооружений / Под ред. Г.П. Соловьева. - М.: Транспорт, 1995. 336 с.
11. Основания, фундаменты и подземные сооружения: Справочник проектировщика / Под ред. Е.А. Сорочана и Ю.Г. Трофименкова. М.: Стройиздат, 1985. 480 с.
12. Пусков В.И. Основания и фундаменты транспортных сооружений. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2001 214 с.
13. Силин К.С., Глотов Н.М., Завриев К.С. Проектирование фундаментов глубокого заложения М.: Транспорт, 1981. 252 с.
14. Смородинов М.И., Федоров Б.С. Устройство фундаментов и конструкций способом стена в грунте. - М., 1976.
15. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений / Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1985. 40 с.
16. СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы / Госстрой СССР. М., 1988. 200 с.
17. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты / Госстрой СССР. М., 1986. 48 с.
18. СНиП 2.02.04-88. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах / Госстрой СССР. М., 1990. 55 с.
19. СНиП II-7-81. Строительство в сейсмических районах. - М., Стройиздат. 1982. 91 с.
20. СП 32-104-98. Проектирование земляного полотна железных дорог колеи 1520 мм. - М., Стройиздат. 1999.
21. СП 50-102-2003. Проектирование и устройство свайных фундаментов. - М., Стройиздат. 2004. 70 с.
22. СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений. - М., Стройиздат. 2004. 130 с.
23. Тер-Мартиросян З.Г. Механика грунтов. - М.: АСВ, 2005. - 488 с.
24. Цытович Н.А. Механика грунтов. - М.: Высшая школа, 1983. - 268 с.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
