Замораживание грунтов

Замора́живание грунтов

Искусственное охлаждение грунтов в природном залегании до отрицательных температур в целях их закрепления и достижения необходимой водонепроницаемости. В результате охлаждения грунта вокруг выработки образуется прочное льдогрунтовое ограждение (перемычка), преграждающее доступ воде или плывунам в выработку. З. г. применяется при возведении фундаментов зданий и сооружений, строительстве шахт, метрополитенов, противофильтрационных завес, плотин, доков, подземных хранилищ и др. сооружений, а также в борьбе с оползнями (См. Оползни). Замораживание — наиболее совершенный способ закрепления водонасыщенных грунтов; его можно применять при различных глубинах, сочетаниях грунтов, скоростях движения грунтовых вод и степени их минерализации.

Для создания льдогрунтового ограждения (рис.) по контуру выработки или котлована бурят скважины, в которые затем опускают замораживающие колонки, а в них — питающие трубы. В колонках циркулирует охлажденный на замораживающей станции рассол (раствор соли хлористого кальция). В процессе непрерывного теплообмена с рассолом грунт, окружающий колонку, охлаждается и замерзает, образуя вокруг колонок льдо-грунтовые цилиндры. Постепенно цилиндры увеличиваются в диаметре и соединяются между собой, превращаясь в сплошное ограждение. По выходе из замораживающих колонок рассол направляют через коллектор на замораживающую станцию, где его снова охлаждают при помощи холодильных машин (См. Холодильная машина) различной производительности.

Различают следующие основные методы З. г.: с параллельным или последовательным включением скважин; зональный, локальный (из забоя ствола) и ступенчатый.

К новым методам З. г., разработанным в СССР и получающим распространение в практике строительства подземных сооружений, относятся: методы безрассольного и воздушного З. г., способы замораживания в грунтах с проточной водой, метод горизонтального замораживания и др. Наряду с этим освоены: устройство котлованов без крепления с использованием замороженных грунтов в качестве ограждающих конструкций, дифференцированный способ З. г. и др.

Лит.: Трупак. Н. Г., Замораживание горных пород при проходке стволов, М., 1954; его же, Замораживание грунтов в строительстве, М., 1970; Дорман Я. А., Искусственное замораживание грунтов при строительстве метрополитенов, М., 1971.

Я. А. Дорман.

Образование льдогрунтового ограждения: 1 — замораживающая колонка; 2 — питательная трубка; 3 — замороженная зона; 4 — контрольная скважина; 5 — форшахта; 6 — распределитель; 7 — коллектор; 8 — конденсатор; 9 — замораживающая станция; 10 — компрессор; 11 — насосы рассольные; 12 — испаритель.