Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

ЗАМОРА́ЖИВАНИЕ ГРУНТО́В

  • рубрика
  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 10. Москва, 2008, стр. 226

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: Э. М. Добров

ЗАМОРА́ЖИВАНИЕ ГРУНТО́В, ис­кус­ст­вен­ное ох­ла­ж­де­ние грун­тов в ус­ло­ви­ях при­род­но­го за­ле­га­ния до от­ри­ца­тель­ных тем­пе­ра­тур с це­лью их уп­ро­че­ния и дос­ти­же­ния не­об­хо­ди­мой сте­пе­ни во­до­не­про­ни­цае­мо­сти. З. г. при­ме­ня­ет­ся при строи­тель­ст­ве шахт, тон­не­лей, пло­тин, до­ков, фун­да­мен­тов зда­ний и со­ору­же­ний и др. В ре­зуль­та­те З. г. в мас­си­ве соз­да­ёт­ся вре­мен­ная льдог­рун­то­вая сте­на (пе­ре­мыч­ка), за­щи­щаю­щая вы­ра­бот­ку от про­ник­но­ве­ния грун­то­вых вод, плы­ву­нов, ополз­ней и пр. Для об­ра­зо­ва­ния льдог­рун­то­вой сте­ны по кон­ту­ру пред­по­ла­гае­мо­го со­ору­же­ния бу­рят сква­жи­ны, в ко­то­рые за­тем опус­ка­ют за­мо­ра­жи­ваю­щие тру­бы с за­кры­ты­ми ниж­ни­ми кон­ца­ми, а в них – пи­таю­щие тру­бы (мень­ше­го диа­мет­ра, не до­хо­дя­щие до дна за­мо­ра­жи­ваю­щих труб). Та­кое ус­трой­ст­во на­зы­ва­ет­ся за­мо­ра­жи­ваю­щей ко­лон­кой. Ох­ла­ж­дён­ная в хо­ло­диль­ной ус­та­нов­ке жид­кость (как пра­ви­ло, рас­тво­ры со­лей, напр. хло­ри­да каль­ция, с темп-рой за­мер­за­ния до –55 °C) про­ка­чи­ва­ет­ся по пи­таю­щей тру­бе ко дну за­мо­ра­жи­ваю­щей тру­бы и за­тем под­ни­ма­ет­ся вверх по коль­це­во­му про­стран­ст­ву, об­ра­зо­ван­но­му ме­ж­ду эти­ми тру­ба­ми. По вы­хо­де из за­мо­ра­жи­ваю­щих ко­ло­нок на­гре­тый рас­сол сно­ва ох­ла­ж­да­ет­ся. В про­цес­се не­пре­рыв­ной цир­ку­ля­ции рас­со­ла и его те­п­ло­об­ме­на с грун­том, ок­ру­жаю­щим ко­лон­ку, по­след­ний по­сте­пен­но ох­ла­ж­да­ет­ся и за­мер­за­ет, об­ра­зуя во­круг ко­ло­нок льдог­рун­то­вые ци­лин­д­ры, ко­то­рые при даль­ней­шем ох­ла­ж­де­нии со­еди­ня­ют­ся ме­ж­ду со­бой и пре­вра­ща­ют­ся в сплош­ную льдог­рун­то­вую сте­ну. Рас­стоя­ния ме­ж­ду за­мо­ра­жи­ваю­щи­ми сква­жи­на­ми при об­ра­зо­ва­нии льдог­рун­то­вых стен во­круг ство­лов шахт при­ни­ма­ют­ся в пре­де­лах 0,8–1,1 м, при об­ра­зо­ва­нии льдог­рун­то­вых пе­ре­мы­чек 1,5–3 м. За­мо­ра­жи­ваю­щие тру­бы обыч­но име­ют диа­метр 100–125 мм, пи­таю­щие тру­бы – 25–32 мм.

Для ох­ла­ж­де­ния рас­со­ла при­ме­ня­ют­ся хо­ло­диль­ные аг­ре­га­ты хо­ло­до­про­из­во­ди­тель­но­стью от 100 до 900 Вт; на за­мо­ра­жи­ва­ние 1 м3 грун­та (в за­ви­си­мо­сти от сте­пе­ни во­до­на­сы­ще­ния и его на­чаль­ной темп-ры) рас­хо­ду­ет­ся от 30 до 60 Вт/м3. Проч­ность льдог­рун­то­вой сте­ны за­ви­сит от темп-ры за­мо­ра­жи­ва­ния, ми­не­ра­ло­гич. и гра­ну­ло­мет­рич. со­ста­ва грун­та, со­дер­жа­ния во­ды в грун­те и на­ли­чия в ней рас­тво­ров со­лей. С по­ни­же­ни­ем темп-ры проч­ность за­мо­ро­жен­ных грун­тов, как пра­ви­ло, уве­ли­чи­ва­ет­ся в боль­шей (во­до­нос­ные пес­ки) или мень­шей (гли­ны, суг­лин­ки) сте­пе­ни.

З. г. ве­дёт на­ча­ло от ес­теств. за­мо­ра­жи­ва­ния, при­ме­няв­ше­го­ся ещё в 19 в. в гор­ном де­ле, при зо­ло­то­до­бы­че и про­ход­ке ство­лов шахт че­рез на­сы­щен­ные во­дой пес­ки (В. З. Вла­сов, 1893), а так­же при со­ору­же­нии кот­ло­ва­нов для мос­то­вых опор и труб на строи­тель­ст­ве За­бай­каль­ской и Амур­ской же­лез­ных до­рог. Пер­вый опыт ис­кусств. З. г. при про­ход­ке ство­лов шахт был осу­ще­ст­в­лён в 1883 (руд­ник «Ар­чи­бальд» в Ма­где­бург­ском ок­ру­ге, Гер­ма­ния). В СССР спо­соб искусств. З. г. впер­вые был при­ме­нён в 1928–29 при про­ход­ке ка­лий­ной шах­ты в г. Со­ли­камск, а за­тем в 1933 – на строи­тель­ст­ве Моск. мет­ро­по­ли­те­на. Этим ме­то­дом прой­де­ны все на­клон­ные шах­ты для эс­ка­ла­то­ров Моск. мет­ро­по­ли­те­на, мно­гие из ко­то­рых дос­ти­га­ют глу­би­ны 40–70 м.

З. г. мож­но при­ме­нять как в сла­бых, так и в креп­ких во­до­нос­ных по­ро­дах при лю­бой глу­би­не за­ле­га­ния; яв­ля­ет­ся осн. спо­со­бом за­кре­п­ле­ния грун­тов в слож­ных гид­ро­гео­ло­гич. ус­ло­ви­ях. Рас­хо­ды по З. г. со­став­ля­ют 10–30% стои­мо­сти осн. со­ору­же­ния, при­чём стои­мость ра­бот по бу­ре­нию и мон­та­жу за­мо­ра­жи­ваю­щих сква­жин со­став­ля­ет от 40 до 60% об­щей стои­мо­сти за­кре­п­ле­ния грун­та.

Лит.: Тру­пак Н. Г. За­мо­ра­жи­ва­ние грун­тов в строи­тель­ст­ве. М., 1970.

Вернуться к началу