Геотехника. Теория и практика
Термосваи для северных широт
Термосваями принято называть саморегулирующие охлаждающие устройства (СОУ) для охлаждения и замораживания грунтов, под основание зданий и сооружений. Установки бывают разных типов: жидкостные, с естественной конвекцией, парожидкостные.
Обычно они выполняются в виде коаксиальных (Соосных) труб, погруженных в грунт. В простейшем варианте это может быть скважина с опущенной в нее трубой меньшего диаметра. Такие скважины, пробуренные для последующего погружения в них свай, используются для искусственного замораживания грунта во многих районах Крайнего Севера России.
Кроме того, новый способ фундаментостроения позволяет сокращать в 2-3 раза сроки строительства, поскольку промораживание осуществляется одновременно с монтажом надфундаментных конструкций, уменьшаются затраты на промораживание, так как отпадает необходимость применения аммиачно-рассольных установок искусственного холода.
С помощью термосвай в Воркутинском регионе возведены шахты «Северная», «Южная», «Варгашорская». Кстати, термосваи помогли приостановить разрушение зданий насосной станции шахты «Северная». Было решено проморозить основание под зданием парожидкостными термосваями. Их установили вдоль всей наружной стены здания с шагом 2-3 метра. Глубину погружения свай определяли в зависимости от состояния вечно-мерзлого грунта.
Термосваи были изготовлены из стальной бесшовной трубы диаметром 108 миллиметров с горизонтальным оребрением конденсаторной части. В качестве хладагента использовался аммиак. В целом предприятие и строительные организации Воркуты от использования термосвай получили экономический эффект более 3 миллионов рублей.
Сегодня термосваи пользуются большим спросом у строителей нефтепроводов. Ведь все насосно-перекачивающие станции, необходимые производственные сооружения возводятся именно по термосвайной технологии. Вот и готовящийся к прокладке трансконтинентальный азиатско-тихоокеанский нефтяной трубопровод в своей северной части потребует огромное количество термосвай. Они помогут в два раза сократить срок его сооружения в вечномерзлых грунтах северных широт.
.
Илья АНДРЕЕВ, инженер-строитель Строительная газета №13 29.03.2004
Технология термостабилизации грунтов
Сезонно-действующие охлаждающие устройства (СОУ) предназначены для поддержания грунта в мерзлом состоянии, что обеспечивает устойчивость зданий, сооружений на сваях, а также сохраняет замерзший грунт вокруг опор ЛЭП и трубопроводов, вдоль насыпей железнодорожных путей и автомобильных магистралей. В основе технологии сезонно-действующих охлаждающих устройств лежит устройство передачи тепла (термосифон), которое в зимний период извлекает тепло из почвы и передает его в окружающую среду. Важной особенностью этой технологии является то, что она естественно-действующая, т.е. не нуждается во внешних источниках энергии.
Принцип работы всех видов сезонно-действующих охлаждающих устройств одинаков. Каждый из них состоит из герметичной трубы, в которой находится теплоноситель — хладагент: углекислота, аммиак и др. Труба состоит из двух секций. Одна секция размещается в земле и называется испарителем. Вторая, радиаторная секция трубы, расположена на поверхности. Когда температура окружающей среды опускается ниже температуры земли, где залегает испаритель, пары хладагента начинают конденсироваться в радиаторной секции. В результате снижается давление и хладагент в испарительной части начинает вскипать и испаряться. Этот процесс сопровождается переносом тепла из испарительной части в радиаторную.
Теплопередача с использованием термосифона
В настоящее время существует несколько типов конструкций сезонно-действующих охлаждающих устройств:
1) Термостабилизатор. Представляют собой вертикальную трубу термосифона, вокруг которой замораживается грунт.
2) Термосвая. Представляет собой вертикальную сваю с интегрированным термосифоном. Термосвая может нести некоторую нагрузку, например опору нефтепровода.
3) Глубинное сезонно-действующее охлаждающее устройство. Представляет собой длинную (до 100 метров) трубу термосифона с увеличенным диаметром. Такие охлаждающие устройства применяются для температурной стабилизации грунтов на большой глубине, например для термостабилизации дамб и плотин.
4) Наклонное сезонно-действующее охлаждающее устройство. Этот тип охлаждающего устройства отличается от термостабилизатора тем, что установка испарительной трубы выполняется под уклоном около 5%. В этом случае существует возможность установки наклонной испарительной трубы непосредственно под зданиями, возведенными на бетонных плитах.
5) Горизонтальное охлаждающее устройство. Особенностью горизонтального сезонно-действующего охлаждающего устройства является то, что оно устанавливается полностью горизонтально на уровне подготовленного насыпного основания. В этом случае здание возводится непосредственно на непросадочном грунте, расположенном на слое изоляции и испарительных трубах. Преимуществом горизонтальных охлаждающих устройств является возможность их использования в двух конфигурациях: на плитных и свайных фундаментах.
6) Система вертикальных охлаждающих устройств. Этот тип сезонно-действующих охлаждающих устройств похож на горизонтальное охлаждающее устройство, но в отличие от него, помимо горизонтальных испарительных труб, может содержать до нескольких десятков вертикальных испарительных труб. Преимуществом этой системы является более эффективное поддержание грунта в мерзлом состоянии. Недостатком вертикальных систем охлаждающих устройств является затруднительность их ремонта и обслуживания.
Термостабилизатор
Термосвая
Глубинное сезонно-действующее
охлаждающее устройство
Наклонное сезонно-действующее охлаждающее устройство
Горизонтальное охлаждающее устройство
Система вертикальных охлаждающих устройств
Термостабилизаторы грунтов в условиях вечной мерзлоты
Термостабилизаторы грунтов в условиях вечной мерзлоты.
Термостабилизаторы грунтов применяются при строительстве фундаментов в условиях вечной мерзлоты, что сократить объемы капиталовложений от 20% до 50% за счет увеличения несущей способности, сократить сроки строительства до 50% и площадь строительства до 50%, а также гарантировать безопасность любого самого сложного сооружения.
Общее описание:
Термостабилизаторы грунтов представлены четырьмя основными видами сезоннодействующих охлаждающих устройств (СОУ):
– горизонтальные естественнодействующие трубчатые системы (ГЕТ),
– вертикальные естественнодействующие трубчатые системы (ВЕТ),
– индивидуальные термостабилизаторы,
– глубинные СОУ.
Видео:
Термостабилизаторы грунтов имеют преимущества:
Применение данных технологий при строительстве фундаментов позволяет:
– поддерживать необходимую проектную температуру грунтов основания,
– сократить объемы капиталовложений от 20% до 50% за счет увеличения несущей способности,
– сократить сроки строительства до 50%,
– сократить площадь строительства до 50%,
– гарантировать безопасность любого самого сложного сооружения,
– в качестве хладагента используется аммиак или углекислота,
– режим работы с октября по апрель.
Применение:
– инженерные сооружения: резервуарные парки емкостей, устья газовых скважин, устья нефтяных скважин, факелы открытого типа, шламовые амбары, полигоны ТБО, парки химических реагентов, технические эстакады,
– здания: нефтеперекачивающие станции, газокомпрессорные станции, опорные базы промыслов, жилые комплексы, промышленные здания, здания общественно-гражданского назначения,
– гидротехнические сооружения: склоновые участки нефтегазопроводов, берегоукрепление, плотины, гидроузлы, дамбы, противофильтрационные, мерзлотные завесы.
Горизонтальные естественнодействующие трубчатые (ГЕТ) системы:
Система ГЕТ представляет собой герметично выполненное теплопередающее устройство, автоматически действующее в зимнее время за счет силы тяжести и положительной разницы температур между грунтом и наружным воздухом.
Система ГЕТ состоит из двух основных элементов: 1) охлаждающие трубы (испарительная часть), 2) конденсаторный блок. Охлаждающие трубы размещены в основании сооружения. Служат для циркуляции хладагента и замораживания грунта. Конденсаторный блок располагается над поверхностью грунта и соединяется с испарительной частью. Конденсаторный блок может быть удален от объекта до 100 м.
Система ГЕТ работает без электроэнергии в автоматическом естественном режиме. В зимний период в охлаждающих трубах происходит перенос тепла от грунта к хладагенту. Хладагент переходит из жидкой фазы в парообразную. Пар перемещается в сторону конденсаторного блока, где снова переходит в жидкую фазу, отдавая тепло через оребрение в атмосферу. Охлажденный и сконденсированный хладагент вновь стекает в испарительную систему и повторяет цикл движения. Конденсаторный блок заправляется на заводе необходимым количеством хладагента, достаточным для заполнения всей системы. Рабочее давление в системах составляет не более 4 атм.
Вертикальные естественнодействующие трубчатые (ВЕТ) системы:
Система ВЕТ — аналог системы ГЕТ, усиленный вертикальными трубами. Вертикальные трубы размещены в необходимых расчетных точках и соединены с конденсаторным блоком.
Особенность систем ВЕТ и ГЕТ — возможность осуществлять глубинное замораживание грунтов в самых недоступных местах или тех местах, где размещение надземных элементов нежелательно/невозможно. Все охлаждающие элементы расположены ниже поверхности грунта.
Системы ВЕТ и ГЕТ предназначены для эффективного поддержания заданного температурного режима вечномерзлых грунтов под фундаментами различных сооружений: резервуаров до 100 000 м3, автомобильных и железных дорог, зданий шириной до 120 м.
Индивидуальные термостабилизаторы грунтов:
Индивидуальный термостабилизатор выполнен как герметичная неразъемная сварная конструкция полной заводской готовности, заправленная хладагентом, с подземной испарительной частью и надземной конденсаторной.
Термостабилизатор устанавливается вертикально либо наклонно под углом до 45 градусов к вертикали, в непосредственной близости от нижнего конца свай в основаниях. Испарительная часть термостабилизатора находится в грунте и имеет защитное цинковое покрытие.
Предназначены для охлаждения талых и пластичномерзлых грунтов под зданиями с проветриваемым подпольем и без него, под эстакадами трубопроводов и для других сооружений с целью повышения их несущей способности. Применяются также для предупреждения выпучивания свай.
Общая длина индивидуального термостабилизатора 6-21 м, глубина подземной части – до 20 м, высота надземной конденсаторной части с алюминиевым оребрением — до 3 м.
Глубинные сезоннодействующие охлаждающие устройства:
Глубинное сезоннодействующее охлаждающее устройство (СОУ) – это герметичная неразъемная сварная конструкция, заправленная хладагентом.
В качестве хладагента для глубинных СОУ используется углекислота. Она заполняет всю промораживаемую высоту СОУ. Интенсивная циркуляция обеспечивается применением специальных внутренних устройств.
Глубина подземной части, в зависимости от объекта замораживания, может достигать 100 м. Высота надземной конденсаторной части — до 5 м.
Глубинные СОУ предназначены для замораживания и температурной стабилизации грунтов плотин, устьев скважин с целью обеспечения их эксплуатационной надежности, автомобильных дорог, замораживания локальных талых зон.
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com, http://www.npo-fsa.ru. Видео https://www.youtube.com/channel/UCc1o05Hz9mZQJ-VFl6YleIg. Фото и видео предоставлено ООО НПО «Фундаментстройаркос», http://www.npo-fsa.ru.
монтаж испытание термостабилизаторов грунта в климатической камере с помощью наклонно направленногобурения
поставка тендер закупка термостабилизаторы грунта зп
термостабилизатор грунтов 17 метров
термостабилизаторы грунта модели гктт 90 7000 принцип работы устройства тендер ванкор цена полюс
термостабилизаторы суо горизонтальные грунта цена
установка термостабилизаторов грунтов у тепловых камер теплосети
термостабилизаторы грунтов в условиях вечной мерзлоты монтаж цена купить тсг схема производство паяльника соу тк32 принцип работы пвх своими руками производство последние патенты