Штучне заморожування ґрунтів

Штучне заморожування ґрунтів полягає у створенні штучної міцної і водонепроникної огорожі будь-якої форми в плані із замороженого ґрунту, що перешкоджає проникненню ґрунтової води або водонасиченних нестійких ґрунтів у котлован при виконанні будівельних робіт. Для заморожування ґрунтів по периметру котловану через товщу водоносних ґрунтів бурять свердловини із заглибленням їх на 2... 3 в водотривкий шар, а потім у свердловини опускають заморожуючі труби (колонки), нижній кінець яких герметично заварюється у вигляді конуса. У колонку опускають труби меншого діаметру (живлять) з відкритим нижнім кінцем, що не доходить до дна на 40... 50 см. Живильні труби колонок підключають до спеціальних труб - розсолопроводів, сполучених з заморожуючою (холодильною) станцією. По трубах і колонках циркулює розчин хлористого кальцію (розсіл), що має здатність залишатися в рідкому стані при негативних температурах. На заморожуючій станції розсіл охолоджують і насосом нагнітають в розподільник, звідки він рівномірно розподіляється по живильним трубам колонок. Досягнувши дна стовпчика, розсіл під тиском піднімається вгору по зазору між живильною трубою і заморожуючою колонкою. При цьому проходить теплообмін, тобто розсіл забирає тепло у ґрунту, що оточує колонку, знижує його температуру і поступово її заморожує. Потім розсіл знову надходить в колектор і на заморожуючу станцію для нового охолодження, і цикл повторюється. В результаті навколо кожної зі шпальт утворюється масив замороженого ґрунту у вигляді циліндра, обсяг яких в процесі подальшого заморожування збільшується, і вони, змерзаючись, утворюють суцільний і замкнутий масив замороженого ґрунту навколо котловану. Щоб він не розморожувався, холодильна станція повинна працювати протягом усього періоду будівництва.

Розглянуті способи закріплення ґрунтів дозволяють на тривалий час (а при заморожуванні – на період будівництва споруд) значно підвищити стійкість, міцність і водонепроникність ґрунтів і в цілому значно поліпшити умови для виконання робіт в котлованах, а отже, усунути трудомістку і дорогу роботу з водовідливу і водопониження.

Контрольні запитання

1. З якою метою проводиться закріплення ґрунтів?

2. Яким чином розчини для закріплення подаються в ґрунт?

3. В чому суть термічного закріплення ґрунту?

4. Яке технологічне обладнання використовують при заморожуванні ґрунтів?