RU211086U1 - Benchmark for soils in areas of permafrost and deep seasonal thawing - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам по обеспечению геодезических измерений и применяется для определения высотной привязки зданий и сооружений и для контроля осадок в процессе их эксплуатации, в особенности при использовании его в пучинистых грунтовых условиях. Для повышения устойчивости репера для грунтов в районах многолетней мерзлоты и глубокого сезонного протаивания, в репере для грунтов в районах многолетней мерзлоты и глубокого сезонного протаивания установленный в скважину, содержащий металлический сердечник с маркой наверху, с якорем на конце, разделенный на надземную и подземную части, соединенный с противопучинным приспособлением, и заполнитель для полости, образованной между металлическим стержнем и скважиной, согласно полезной модели металлический сердечник выполнен полым по всей длине до якоря, который изготовлен в виде шнека, а в надземной его части сбоку расположено отверстие для установки вовнутрь металлического стержня по всей его длине до якоря противопучинного приспособления, в качестве которого использован термостабилизатор, состоящий из герметичного трубчатого корпуса с надземной конденсаторной частью и подземной испарительной частью, внутренняя полость которой заполнена хладагентом до уровня сезонного протаивания грунта и его испарения, при этом подземная часть металлического сердечника, начиная от якоря и до верхнего уровня хладагента, выполнена перфорированной, а надземная конденсаторная часть термостабилизатора через боковое отверстие металлического стержня репера выведена наружу, жестко соединена с его надземной частью хомутами или сваркой и расположена выше его марки под углом к горизонту, причем полость между металлическим стержнем репера и скважиной заполнена песком.

The utility model relates to devices for providing geodetic measurements and is used to determine the height reference of buildings and structures and to control sediment during their operation, especially when used in heaving soil conditions. To increase the stability of the benchmark for soils in areas of permafrost and deep seasonal thawing, in the benchmark for soils in areas of permafrost and deep seasonal thawing, installed in a well, containing a metal core with a mark at the top, with an anchor at the end, divided into aboveground and underground parts, connected to the anti-rocking device, and a filler for the cavity formed between the metal rod and the well, according to the utility model, the metal core is made hollow along the entire length up to the anchor, which is made in the form of an auger, and in its aerial part on the side there is a hole for installing the metal rod inside along its entire length up to the anchor of the anti-flood device, which is used as a thermal stabilizer, consisting of a sealed tubular body with an above-ground condenser part and an underground evaporative part, the internal cavity of which is filled with refrigerant to the level of seasonal thawing of the soil and its evaporation, while the underground part of the metal core, starting from the anchor and to the upper level of the refrigerant, is perforated, and the above-ground condenser part of the heat stabilizer through the side hole of the metal rod of the benchmark is brought out, rigidly connected to its above-ground part by clamps or welding and is located above it marks at an angle to the horizon, and the cavity between the metal rod of the benchmark and the well is filled with sand.

Description

Полезная модель относится к устройствам по обеспечению геодезических измерений и применяется для определения высотной привязки зданий и сооружений и для контроля осадок в процессе их эксплуатации, в особенности при использовании его в пучинистых грунтовых условиях.The utility model relates to devices for providing geodetic measurements and is used to determine the height reference of buildings and structures and to control sediment during their operation, especially when used in heaving soil conditions.

Из уровня техники известно устройство для термостабилизации грунтов (патент РФ №150908, кл. E02D 3/115, 2015 г.), содержащее герметичный трубчатый корпус с надземной частью, выступающей над поверхностью грунта. Внутренняя полость корпуса заполнена дозированным количеством легкокипящей жидкости. Устройство для термостабилизации грунтов может быть размещено в полости трубчатой сваи устанавливаемой в основании сооружения, грунт вокруг которой подлежит термостабилизации.A device for thermal stabilization of soils is known from the prior art (RF patent No. 150908, class E02D 3/115, 2015), containing a sealed tubular body with an above-ground part protruding above the soil surface. The internal cavity of the housing is filled with a metered amount of low-boiling liquid. A device for thermal stabilization of soils can be placed in the cavity of a tubular pile installed at the base of the structure, the soil around which is subject to thermal stabilization.

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности использования его в качестве репера.The disadvantage of the known device is the inability to use it as a benchmark.

Известен репер, установленный в скважину, содержащий металлический сердечник с конусообразным наконечником и якорем на конце, жестко скрепленный по всей боковой поверхности с пластмассовой обоймой, внешняя поверхность которой смазана незамерзающим материалом ниже уровня сезонного промерзания грунта (УСПГ), на сердечник с обоймой надета с возможностью скольжения и наличием свободного пространства пластмассовая трубчатая оболочка, по длине превышающая УСПГ, внешняя поверхность которой смазана незамерзающим материалом и обернута пластмассовой пленкой и заполнитель полости (см. патент РФ №2402748, МПК G01C 15/04, опубл. 27.10.2010, Бюл. №30).Known benchmark installed in the well, containing a metal core with a cone-shaped tip and an anchor at the end, rigidly fastened over the entire side surface with a plastic clip, the outer surface of which is lubricated with non-freezing material below the level of seasonal soil freezing (USPG), on the core with the clip put on with the possibility slip and the presence of free space plastic tubular shell, the length of which exceeds the USPG, the outer surface of which is lubricated with an antifreeze material and wrapped with a plastic film and a cavity filler (see RF patent No. 2402748, IPC G01C 15/04, publ. thirty).

Также известен репер для грунтов в районах многолетней мерзлоты и глубокого сезонного протаивания установленный в скважину, содержащий металлический сердечник с маркой на верху, с якорем на конце, разделенный на надземную и подземную части, соединенный с противопучинным приспособлением и заполнитель для полости образованной между металлическим стержнем и скважиной (патент РФ №178546, кл. GO 1C 15/04, 2018 г. - прототип).Also known is a benchmark for soils in areas of permafrost and deep seasonal thawing installed in a well, containing a metal core with a mark on the top, with an anchor at the end, divided into above-ground and underground parts, connected to an anti-flood device and a filler for a cavity formed between a metal rod and well (RF patent No. 178546, class GO 1C 15/04, 2018 - prototype).

Недостатком известного репера является сложность его исполнения, так как для анкеровки якоря требуется применение ударного механизма, что не всегда доступно. Кроме того, в грунтах в районах многолетней мерзлоты и глубокого сезонного протаивания снижается устойчивость репера из-за отсутствия возможности термостабилизации этих грунтов.The disadvantage of the known benchmark is the complexity of its execution, since the anchoring of the anchor requires the use of a percussion mechanism, which is not always available. In addition, in soils in areas of permafrost and deep seasonal thawing, the stability of the benchmark decreases due to the lack of the possibility of thermal stabilization of these soils.

Техническим результатом является повышение устойчивости репера для грунтов в районах многолетней мерзлоты и глубокого сезонного протаивания.The technical result is to increase the stability of the benchmark for soils in areas of permafrost and deep seasonal thawing.

Технический результат достигается тем, что в репере для грунтов в районах многолетней мерзлоты и глубокого сезонного протаивания, содержащий металлический сердечник с маркой наверху, с якорем на конце, разделенный на надземную и подземную части, соединенный с противопучинным приспособлением и заполнитель для полости образованной между металлическим стержнем и скважиной, согласно полезной модели металлический сердечник выполнен полым по всей длине до якоря, который изготовлен в виде шнека, а в надземной его части сбоку расположено отверстие для установки вовнутрь металлического стержня по всей его длине до якоря противопучинного приспособления, в качестве которого использован термостабилизатор, состоящий из герметичного трубчатого корпуса с надземной конденсаторной частью и подземной испарительной частью, внутренняя полость которой заполнена хладагентом до уровня сезонного протаивания грунта и его испарения, при этом подземная часть металлического сердечника, начиная от якоря и до верхнего уровня хладагента, выполнена перфорированной, а надземная конденсаторная часть термостабилизатора через боковое отверстие металлического стержня репера выведена наружу, жестко соединена с его надземной частью хомутами или сваркой и расположена выше его марки под углом к горизонту.The technical result is achieved by the fact that in the benchmark for soils in areas of permafrost and deep seasonal thawing, containing a metal core with a mark at the top, with an anchor at the end, divided into above-ground and underground parts, connected to an anti-heaving device and a filler for a cavity formed between the metal rod and well, according to the utility model, the metal core is hollow along the entire length up to the anchor, which is made in the form of an auger, and in its above-ground part there is a hole on the side for installing the metal rod inside along its entire length up to the anchor of the anti-heaving device, which is used as a heat stabilizer, consisting of a sealed tubular body with an above-ground condenser part and an underground evaporative part, the inner cavity of which is filled with refrigerant to the level of seasonal thawing of the soil and its evaporation, while the underground part of the metal core, starting from the anchor and to the top its refrigerant level, is perforated, and the above-ground condenser part of the heat stabilizer through the side hole of the metal rod of the benchmark is brought out, rigidly connected to its above-ground part by clamps or welding, and is located above its grade at an angle to the horizon.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фигуре представлена конструкция репера для грунтов в районах многолетней мерзлоты и глубокого сезонного протаивания.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, where the figure shows the design of the benchmark for soils in areas of permafrost and deep seasonal thawing.

Репер для грунтов в районах многолетней мерзлоты и глубокого сезонного протаивания установлен в скважину 1. Репер содержит металлический сердечник 2 с маркой 3 на его верхней части, якорь 4 на конце металлического стержня 1, который разделен на надземную 5 и подземную 6 части. Металлический сердечник 2 имеет полость по всей его длине до якоря 4, который изготовлен в виде шнека. В надземной части 5 металлического стержня 2, сбоку расположено отверстие 7 для установки через него термостабилизатора в полость металлического стержня 2 по всей его длине до якоря 4. Термостабилизатор состоит из герметичного трубчатого корпуса 8 с надземной конденсаторной частью 9 и подземной испарительной частью 10, внутренняя полость которой заполнена хладагентом до уровня сезонного протаивания грунта и его испарения. Подземная часть 6 металлического сердечника 1, начиная от якоря 4 и до верхнего уровня хладагента, расположенного в термостабилизаторе, выполнена с перфорацией 11, а надземная конденсаторная часть 9 термостабилизатора через боковое отверстие 7 репера выведена наружу, жестко соединена с его надземной частью 5 с помощью сварки 12 или хомутов и расположена выше его марки 3 под углом горизонту. Полость между металлическим с сердечником 2 репера и скважиной 1 может быть заполнена песком.A bench mark for soils in areas of permafrost and deep seasonal thawing is installed in well 1. The benchmark contains a metal core 2 with mark 3 on its upper part, an anchor 4 at the end of a metal rod 1, which is divided into aboveground 5 and underground 6 parts. The metal core 2 has a cavity along its entire length up to the anchor 4, which is made in the form of a screw. In the aboveground part 5 of the metal rod 2, on the side there is a hole 7 for installing a heat stabilizer through it into the cavity of the metal rod 2 along its entire length up to the armature 4. The heat stabilizer consists of a sealed tubular body 8 with an aboveground condenser part 9 and an underground evaporative part 10, the inner cavity which is filled with refrigerant to the level of seasonal thawing of the soil and its evaporation. The underground part 6 of the metal core 1, starting from the anchor 4 and up to the upper level of the refrigerant located in the heat stabilizer, is made with perforation 11, and the above-ground condenser part 9 of the heat stabilizer through the side hole 7 of the benchmark is brought out, rigidly connected to its above-ground part 5 by welding 12 or collars and is located above its mark 3 at an angle to the horizon. The cavity between the metal core 2 of the benchmark and the well 1 can be filled with sand.

Репер для грунтов в районах многолетней мерзлоты и глубокого сезонного протаивания работает следующим образом.The benchmark for soils in areas of permafrost and deep seasonal thawing works as follows.

После проходки скважины 1, в нее опускают металлический сердечник 2 репера и с помощью якоря 4, выполненного в виде шнека вкручивают в дно скважины 1, анкеруя тем самым якорь. Полость между металлическим сердечником 2 репера и скважиной 1 может быть заполнена песком или местным грунтом. Работа термостабилизатора осуществляется при разности температур между грунтами и атмосферным воздухом, за счет фазовых превращений хладагента (перемещения под действием гравитационных сил «жидкость вниз - пар вверх», от надземной конденсаторной части 9 к подземной испарительной части 10 и обратно). Хладагентом, например может являться вода, способная изменять свое физическое состояние «жидкость-пар» при наличии температурного градиента между атмосферным воздухом и грунтами. Функционирование термостабилизатора, установленного внутри репера, происходит естественным образом в зимний период за счет отрицательных температур воздуха, а в летнее время (при положительных температурах воздуха) переходит в состояние покоя вследствие прекращения циркуляции хладагента. В зимний период при низких температурах воздух конденсируется в надземной конденсаторной части 9, затем естественным путем стекает в нижнюю, испарительную часть 10, охлаждает хладагент и отбирает теплоту грунта, через перфорацию 12 металлического сердечника 2, охлаждая его до температуры замерзания, и одновременно испаряясь, попадает в конденсаторную часть 9.After sinking well 1, a metal core 2 of the benchmark is lowered into it and, with the help of an anchor 4, made in the form of an auger, it is screwed into the bottom of the well 1, thereby anchoring the anchor. The cavity between the metal core 2 of the benchmark and the well 1 can be filled with sand or local soil. The operation of the heat stabilizer is carried out at a temperature difference between soils and atmospheric air, due to phase transformations of the refrigerant (moving under the action of gravitational forces "liquid down - steam up", from the above-ground condenser part 9 to the underground evaporative part 10 and back). The refrigerant, for example, can be water, capable of changing its physical state "liquid-vapor" in the presence of a temperature gradient between atmospheric air and soil. The functioning of the thermal stabilizer installed inside the benchmark occurs naturally in the winter due to negative air temperatures, and in the summer (at positive air temperatures) it goes into a state of rest due to the cessation of the refrigerant circulation. In winter, at low temperatures, the air condenses in the above-ground condenser part 9, then flows naturally into the lower, evaporative part 10, cools the refrigerant and takes away the heat of the soil, through the perforation 12 of the metal core 2, cooling it to the freezing temperature, and at the same time evaporating, it enters in the condenser part 9.

Заявляемое техническое устройство обеспечивает необходимую устойчивость репера при воздействии морозного пучения в пучинистых грунтовых условиях, за счет того, что надземная конденсаторная часть 9 термостабилизатора расположена на высоте до 1 метра и выше марки 3 репера, высота которой 0,2 м. Такое расположение конденсаторной части 9, это позволяет обеспечить более качественную устойчивость репера, так как будет сохраняться равенство температур атмосферного воздуха и хладагента, который охлаждает грунт на глубине его протаивания, предотвращая пучение грунта.The claimed technical device provides the necessary stability of the benchmark when exposed to frost heaving in heaving soil conditions, due to the fact that the above-ground condenser part 9 of the heat stabilizer is located at a height of up to 1 meter and above brand 3 of the benchmark, the height of which is 0.2 m. This arrangement of the capacitor part 9 , this makes it possible to ensure better stability of the benchmark, since the temperature of the atmospheric air and the refrigerant, which cools the soil at the depth of its thawing, will remain equal, preventing soil heaving.

Claims (1)

Репер для грунтов в районах многолетней мерзлоты и глубокого сезонного протаивания, содержащий металлический сердечник с маркой наверху, с якорем на конце, разделенный на надземную и подземную части, соединенный с противопучинным приспособлением, и заполнитель для полости, образованной между металлическим стержнем и скважиной, отличающийся тем, что металлический сердечник выполнен полым по всей длине до якоря, который изготовлен в виде шнека, а в надземной его части сбоку расположено отверстие для установки вовнутрь металлического стержня по всей его длине до якоря, противопучинного приспособления, в качестве которого использован термостабилизатор, состоящий из герметичного трубчатого корпуса с надземной конденсаторной частью и подземной испарительная частью, внутренняя полость которой заполнена хладагентом до уровня сезонного протаивания грунта, при этом подземная часть металлического сердечника, начиная от якоря и до верхнего уровня хладагента, выполнена перфорированной, а надземная конденсаторная часть термостабилизатора через боковое отверстие металлического сердечника репера выведена наружу, жестко соединена с его надземной частью сваркой или хомутами и расположена выше его марки под углом к горизонту.Benchmark for soils in areas of permafrost and deep seasonal thawing, containing a metal core with a mark at the top, with an anchor at the end, divided into above-ground and underground parts, connected to an anti-flood device, and a filler for the cavity formed between the metal rod and the well, characterized in that that the metal core is made hollow along the entire length to the anchor, which is made in the form of an auger, and in its aerial part on the side there is a hole for installing the metal rod inside along its entire length to the anchor tubular housing with an above-ground condenser part and an underground evaporative part, the internal cavity of which is filled with refrigerant to the level of seasonal thawing of the soil, while the underground part of the metal core, starting from the anchor and to the upper level of the refrigerant, is perforated, and the above-ground the condenser part of the heat stabilizer through the side hole of the metal core of the benchmark is brought out, rigidly connected to its above-ground part by welding or clamps and is located above its mark at an angle to the horizon.

Images