RU2552253C1 - Способ устройства плитного фундамента на сваях для резервуара с низкотемпературным продуктом - Google Patents
Способ устройства плитного фундамента на сваях для резервуара с низкотемпературным продуктом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2552253C1 RU2552253C1 RU2013152417/03A RU2013152417A RU2552253C1 RU 2552253 C1 RU2552253 C1 RU 2552253C1 RU 2013152417/03 A RU2013152417/03 A RU 2013152417/03A RU 2013152417 A RU2013152417 A RU 2013152417A RU 2552253 C1 RU2552253 C1 RU 2552253C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- freezing
- temperature
- piles
- soil
- permafrost
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Foundations (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к строительству, а именно к области сооружения оснований и фундаментов резервуаров в вечномерзлых грунтах. Способ устройства плитного фундамента резервуара с низкотемпературным продуктом в слабом вечномерзлом грунте, опирающегося на свайное поле, охлаждаемое дополнительным промораживанием массива вечномерзлого грунта, отличается тем, что дополнительное промораживание массива вечномерзлого грунта со сваями осуществляют глубинными термоэлементами методом принудительной регулируемой подачи в них хладагента заданной температуры от внешнего источника его охлаждения по закольцованным распределительным магистралям, а для замораживания грунтового основания под плитой в процессе хранения продукта используют его собственную отрицательную температуру, при этом через определенное время, когда ореол промерзания грунтового основания от воздействия низкотемпературного продукта в резервуаре достигнет расчетных температур, дополнительное принудительное промораживание глубинными термоэлементами частично или полностью прекращают. Технический результат состоит в повышении надежности плитного фундамента, повышении экономичности работ при эксплуатации плитных фундаментов в пластично-мерзлых и засоленных (слабых) вечномерзлых грунтах. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к строительству, области сооружения оснований и фундаментов резервуаров в вечномерзлых грунтах.
Прочность пластично-мерзлых и засоленных грунтов иногда недостаточна, чтобы выдержать давление от плитных фундаментов надземных сооружений.
В этих случаях плиты опирают на свайные поля из большого количества мощных длинных свай. Метод усиления плитных фундаментов свайными полями из большого количества свай, расположенных под фундаментами, изложен в СП 50-102-2003, М.,2004, с. 30-31. Грунтовое основание, усиленное сваями, иногда дополнительно охлаждают через отдельно стоящие трубки с охлаждающим газом (СОГ), но только в зимнее время. При положительных температурах наружного воздуха охлаждение вынужденно прекращается. Предельная глубина охлаждения грунта СОГ невелика и не превышает 12 м. При этом интенсивность охлаждения невелика и с глубиной уменьшается до нуля. Направленное регулирование интенсивности охлаждения СОГ невозможно.
Недостатком этого способа является невозможность осуществить промораживание слабого вечномерзлого грунтового основания на большую глубину, соответствующую расчетной глубине погружения свай в условиях Крайнего Севера и высокая себестоимость работ.
Он не учитывает также возможности полного прекращения дополнительного охлаждения грунтового снования через определенной время, когда требуемая низкая температура основания будет поддерживаться за счет образования ореола промерзания от воздействия низкотемпературного продукта в резервуаре.
Не учитывается также возможность уменьшения глубины погружения свай за счет значительного понижения температуры слабого вечномерзлого грунта при принудительном охлаждении.
Целью изобретения является:
- повышение экономичности работ при эксплуатации плитных фундаментов в пластичномерзлых и засоленных (слабых) вечномерзлых грунтах;
- повышение надежности плитного фундамента резервуара.
Цель достигается тем, что плитный фундамент резервуара с низкотемпературным продуктом в слабом вечномерзлом грунте, опирающийся на свайное поле, охлаждают дополнительным промораживанием массива вечномерзлого грунта глубинными термоэлементами методом принудительной регулируемой подачи в них хладагента заданной температуры от внешнего источника его охлаждения по закольцованным распределительным магистралям, а для замораживания грунтового основания под плитой дополнительно используют собственную отрицательную температуру охлажденного продукта, при этом через определенное время, когда ореол промерзания грунтового основания от воздействия низкотемпературного продукта в резервуаре достигнет расчетных температур, дополнительное принудительное промораживание глубинными термоэлементами прекращают.
Цель также достигается тем, что глубинные термоэлементы изготавливают в форме петель, устанавливаемых в предварительно пробуренные скважины и соединенных с магистралью, при этом скважины и траншеи после установки глубинных термоэлементов и магистралей засыпают, а дополнительное промораживание термоэлементами производят на глубину ниже подошвы свай на 6 диаметров свай.
Цель также достигается тем, что глубинные термоэлементы для охлаждения свайного поля разделяют на сектора, объединенные отдельными закольцованными распределительным магистралями, в которые, при необходимости усиления отдельных участков свайного основания, подается хладагент с более низкой температурой, чем в остальных секторах.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается всей совокупностью изложенных признаков. Это позволяет сделать вывод о соответствии признаку ″новизна″.
Сравнение не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию ″существенные отличия″.
На фиг.1 изображены плитный фундамент на слабом вечномерзлом грунте по предлагаемому способу, опирающийся на свайное поле, и проточные термоэлементы для принудительного охлаждения слабого грунта.
Надземный резервуар 1 с низкотемпературным продуктом установлен на плитном фундаменте 2, который через свайное поле из свай 5 опирается на слабый вечномерзлый пластично-мерзлый или сильнозасоленный грунт 4 (фиг.1a). Между нижней поверхностью плиты 2 и грунтовой поверхностью 3 имеется воздушное пространство для вентиляции и охлаждения поверхности 1 грунта в зимний период.
Температура вечномерзлого грунтового основания в процессе погружения свай значительно повышается. Это приводит к уменьшению несущей способности основания. Обычно после погружения свай грунт дополнительно охлаждают через отдельно стоящие трубки с охлаждающим газом (СОГ), но только в зимнее время. Как было показано выше, это длительный и малопроизводительный процесс, может продолжаться от нескольких месяцев до нескольких лет, а для длинных свай просто невозможен.
Предлагается промораживание массива вечномерзлого грунта 4 осуществлять методом принудительной регулируемой подачи хладагента 8 заданной температуры от источника его охлаждения (фиг.1а, 1b). Для этого необходимо использовать термоэлементы 6, соединенные с закольцованными распределительными магистралями 7. Постоянная бесперебойная подача хладагента позволяет ускорить процесс охлаждения грунта 4 в свайном поле из свай 5. В итоге вокруг свай получают грунтовый массив с заданной температурой и прогнозируемой расчетной прочностью.
После принудительного промораживания грунтового основания в резервуар заливают продукт с отрицательной температурой (например, сжиженный природный газ с температурой минус 160°С). В течение длительного многолетнего срока эксплуатации резервуара, благодаря теплообмену, этот продукт будет дополнительно охлаждать грунтовое основание свайного поля. При этом через определенное время, когда ореол промерзания 10 основания от воздействия низкотемпературного продукта в резервуаре достигнет достаточно низких температур, значения которых определяют теплотехническим расчетом, дополнительное принудительное промораживание глубинными термоэлементами частично, а затем и полностью, прекращают (фиг.1а).
Глубинные охладители 6 (фиг.1а) изготавливают из труб небольшого диаметра в форме петель (фиг.1b), устанавливают ниже слоя сезонного оттаивания грунта 11 в предварительно пробуренные скважины 9 и соединяют с закольцованной магистралью 7, при этом скважины и траншеи после установки глубинных охладителей и магистралей засыпают вынутым ранее грунтом. В целях обеспечения несущей способности свай нижний конец термоэлементов должен быть ниже подошвы свай на 6 диаметров свай. То есть должно соблюдаться условие (L3-L2>6DS), где DS - диаметр сваи (фиг.1а).
Хладоноситель поступает из охлаждающей установки (например, из агрегатов для сжижения газа), проходит по магистралям через охлаждаемые термоэлементы 6 и возвращается к охлаждающей установке для повторного цикла охлаждения. Теплотехническим расчетом определяется оптимальная длина магистрали.
Щеленарезными машинами устраивают узкие траншеи глубиной 1,0-2,0 м. В них прокладывают магистрали из транспортирующих теплоизолированных оцинкованных трубок и засыпают вынутым грунтом (фиг.1а). Магистрали оборудуют задвижками и приборами наблюдений и автоматического регулирования температуры замороженного грунта.
При контрольном нагружении резервуара могут возникнуть просадки отдельных участков свайного поля, вызванные неправильной технологией погружения или попаданием отдельных свай в грунтовые рассолы или локальные слабые грунты, не выявленные в процессе инженерно-геологических изысканий. Для этих случаев предлагается глубинные термоэлементы для охлаждения свайного поля разделить на секторы. Каждое из них объединяют автономными закольцованными распределительным магистралями, в которые, при необходимости усиления отдельных участков свайного основания, подается хладагент с более низкой температурой. Более низкая температура увеличит прочность основания в отдельном секторе. Местное укрепление слабых секторов свайного поля необходимо производить при первых же признаках просадки фундаментной плиты в процессе испытаний.
Claims (3)
1. Способ устройства плитного фундамента резервуара с низкотемпературным продуктом в слабом вечномерзлом грунте, опирающегося на свайное поле, охлаждаемое дополнительным промораживанием массива вечномерзлого грунта, отличающийся тем, что дополнительное промораживание массива вечномерзлого грунта со сваями осуществляют глубинными термоэлементами методом принудительной регулируемой подачи в них хладагента заданной температуры от внешнего источника его охлаждения по закольцованным распределительным магистралям, а для замораживания грунтового основания под плитой в процессе хранения продукта используют его собственную отрицательную температуру, при этом через определенное время, когда ореол промерзания грунтового основания от воздействия низкотемпературного продукта в резервуаре достигнет расчетных температур, дополнительное принудительное промораживание глубинными термоэлементами частично или полностью прекращают.
2. Способ устройства плитного фундамента резервуара по п. 1, отличающийся тем, что глубинные термоэлементы изготавливают в форме петель, устанавливаемых в предварительно пробуренные скважины и соединенных с магистралью, при этом скважины и траншеи после установки глубинных термоэлементов и магистралей засыпают, а дополнительное промораживание термоэлементами производят на глубину ниже подошвы свай на 6 диаметров свай.
3. Способ устройства плитного фундамента резервуара по п. 1, отличающийся тем, что глубинные термоэлементы для охлаждения свайного поля разделены на секторы, объединенные отдельными закольцованными распределительным магистралями, в которые, при необходимости усиления отдельных участков свайного основания, подается хладагент с более низкой температурой, чем в остальных секторах.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013152417/03A RU2552253C1 (ru) | 2013-11-27 | 2013-11-27 | Способ устройства плитного фундамента на сваях для резервуара с низкотемпературным продуктом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013152417/03A RU2552253C1 (ru) | 2013-11-27 | 2013-11-27 | Способ устройства плитного фундамента на сваях для резервуара с низкотемпературным продуктом |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2552253C1 true RU2552253C1 (ru) | 2015-06-10 |
Family
ID=53294847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013152417/03A RU2552253C1 (ru) | 2013-11-27 | 2013-11-27 | Способ устройства плитного фундамента на сваях для резервуара с низкотемпературным продуктом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2552253C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634765C1 (ru) * | 2016-09-16 | 2017-11-03 | Федеральное государственное бюджетное Учреждение науки - Институт мерзлотоведения им.П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук | Система для охлаждения и замораживания грунта |
RU2731343C2 (ru) * | 2019-02-26 | 2020-09-01 | Федеральное государственное казенное военное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени Генерала армии А.В. Хрулева" | Способ принудительного понижения температуры вечномерзлого грунта в основаниях свайных фундаментов опор эксплуатируемого моста |
RU2783457C1 (ru) * | 2022-06-30 | 2022-11-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Охлаждаемое свайное основание |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3788389A (en) * | 1971-08-25 | 1974-01-29 | Mc Donnell Douglas Corp | Permafrost structural support with heat pipe stabilization |
SU512268A1 (ru) * | 1974-12-23 | 1976-04-30 | Северное Отделение Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательского Института Оснований И Подземных Сооружений | Свайный фундамент |
RU2318098C1 (ru) * | 2006-04-10 | 2008-02-27 | Открытое Акционерное Общество "Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию энергетических систем и электрических сетей" "Энергосетьпроект" | Способ замедления процесса сезонного промерзания |
RU2393300C2 (ru) * | 2008-04-28 | 2010-06-27 | Евгений Николаевич Хрусталёв | Способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их устройства |
RU2416002C1 (ru) * | 2010-06-10 | 2011-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" | Система для температурной стабилизации основания сооружений на вечномерзлых грунтах |
RU2454506C2 (ru) * | 2010-10-08 | 2012-06-27 | Открытое Акционерное Общество "Фундаментпроект" | Охлаждающее устройство для температурной стабилизации многолетнемерзлых грунтов и способ монтажа такого устройства |
-
2013
- 2013-11-27 RU RU2013152417/03A patent/RU2552253C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3788389A (en) * | 1971-08-25 | 1974-01-29 | Mc Donnell Douglas Corp | Permafrost structural support with heat pipe stabilization |
SU512268A1 (ru) * | 1974-12-23 | 1976-04-30 | Северное Отделение Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательского Института Оснований И Подземных Сооружений | Свайный фундамент |
RU2318098C1 (ru) * | 2006-04-10 | 2008-02-27 | Открытое Акционерное Общество "Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию энергетических систем и электрических сетей" "Энергосетьпроект" | Способ замедления процесса сезонного промерзания |
RU2393300C2 (ru) * | 2008-04-28 | 2010-06-27 | Евгений Николаевич Хрусталёв | Способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их устройства |
RU2416002C1 (ru) * | 2010-06-10 | 2011-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" | Система для температурной стабилизации основания сооружений на вечномерзлых грунтах |
RU2454506C2 (ru) * | 2010-10-08 | 2012-06-27 | Открытое Акционерное Общество "Фундаментпроект" | Охлаждающее устройство для температурной стабилизации многолетнемерзлых грунтов и способ монтажа такого устройства |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634765C1 (ru) * | 2016-09-16 | 2017-11-03 | Федеральное государственное бюджетное Учреждение науки - Институт мерзлотоведения им.П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук | Система для охлаждения и замораживания грунта |
RU2731343C2 (ru) * | 2019-02-26 | 2020-09-01 | Федеральное государственное казенное военное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени Генерала армии А.В. Хрулева" | Способ принудительного понижения температуры вечномерзлого грунта в основаниях свайных фундаментов опор эксплуатируемого моста |
RU2783457C1 (ru) * | 2022-06-30 | 2022-11-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Охлаждаемое свайное основание |
RU2786189C1 (ru) * | 2022-07-27 | 2022-12-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ термостабилизации грунта вокруг свай |
RU2799222C1 (ru) * | 2023-03-24 | 2023-07-04 | Алигюшад Гасан Оглы Керимов | Фундамент для вертикального стального резервуара |
RU2816611C1 (ru) * | 2023-07-27 | 2024-04-02 | Общество с ограниченной ответственностью "НК "Роснефть" - Научно-Технический Центр" | Термостабилизатор грунта с подземным исполнением конденсаторной части |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lai et al. | A state-of-the-art review of sustainable energy based freeze proof technology for cold-region tunnels in China | |
US20170299279A1 (en) | Arrangement and method for storing thermal energy | |
CN104806253B (zh) | 一种矩形顶管通道之间开洞的施工方法 | |
CN205260038U (zh) | 盾构隧道端头箱型冻结壁加固结构 | |
CN110080202A (zh) | 一种基坑坑底水平冻结加固结构及施工方法 | |
Zueter et al. | Numerical study on the cooling characteristics of hybrid thermosyphons: Case study of the Giant Mine, Canada | |
RU2552253C1 (ru) | Способ устройства плитного фундамента на сваях для резервуара с низкотемпературным продуктом | |
CN110847151B (zh) | 一种冻结法修复隧道下穿空洞方法 | |
Hu et al. | Application of liquid nitrogen freezing to recovery of a collapsed shield tunnel | |
Nikolaev et al. | Low-temperature ground freezing methods for underground construction in urban areas | |
RU2529976C1 (ru) | Плитный фундамент в слабом вечномерзлом грунте | |
Terekhov et al. | Dynamics of Internal Pipeline Icing in Winter Period When Bringing It to Freezing | |
Yarmak | Permafrost foundations thermally stabilized using thermosyphons | |
JP4986031B2 (ja) | 低温岩盤貯槽 | |
JP5888727B2 (ja) | 低温液化ガスの地下凍結制御型貯蔵施設 | |
JPH06136738A (ja) | 地盤凍結工事方法 | |
RU2548284C1 (ru) | Способ устройства плитного фундамента резервуара с охлажденным продуктом в слабом вечномерзлом грунте | |
CN210049225U (zh) | 一种基坑坑底冻结加固结构 | |
RU155180U1 (ru) | Конструкция для термостатирования грунтов под зданиями и сооружениями | |
Auld et al. | Application of artificial ground freezing | |
JP2005195110A (ja) | 地下式低温タンク施設およびそれに適用する地盤凍結防止方法 | |
RU2818341C1 (ru) | Способ строительства и устройства свай в зонах вечной мерзлоты с использованием термостабилизационных муфт | |
RU197180U1 (ru) | Устройство для температурной стабилизации оснований сооружений | |
RU2122119C1 (ru) | Способ крепления устья ствола шахты в многолетнемерзлых породах | |
RU2789556C1 (ru) | Способ предотвращения слияния ореолов протаивания вокруг скважин в многолетнемерзлых породах |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191128 |