RU2616029C1 - Method of thermal stabilization of soil base of pile foundation of pipe supports - Google Patents
Method of thermal stabilization of soil base of pile foundation of pipe supports Download PDFInfo
- Publication number
- RU2616029C1 RU2616029C1 RU2015155689A RU2015155689A RU2616029C1 RU 2616029 C1 RU2616029 C1 RU 2616029C1 RU 2015155689 A RU2015155689 A RU 2015155689A RU 2015155689 A RU2015155689 A RU 2015155689A RU 2616029 C1 RU2616029 C1 RU 2616029C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composite material
- soil
- pipeline
- soils
- recess
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
- E02D3/11—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil by thermal, electrical or electro-chemical means
- E02D3/115—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil by thermal, electrical or electro-chemical means by freezing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплотехнике в области строительства, а именно к термостабилизации грунтовых оснований свайных фундаментов опор трубопровода и трубопроводов подземной прокладки, расположенных на многолетнемерзлых грунтах.The invention relates to heat engineering in the field of construction, and in particular to thermal stabilization of the soil foundations of pile foundations of pipe supports and underground pipelines located on permafrost soils.
Известен способ устройства основания в вечномерзлых грунтах [патент на изобретение RU 2034955 С1, опубл. 10.05.1995, МПК: E02D 3/12], включающий монтаж охлаждающих вентиляционных каналов и создание мерзлой плиты в приповерхностной зоне грунта. Перед монтажом охлаждающих вентиляционных каналов по всей поверхности плиты под ней отрывают котлован, укладывают на его дно защитный слой, перекрывающий ослабленные зоны, производят послойную обратную засыпку грунта в котлован с уплотнением каждого слоя и устанавливают арматурные сетки. Монтаж охлаждающих вентиляционных каналов ведут поярусно.A known method of the device base in permafrost [patent for the invention RU 2034955 C1, publ. 05/10/1995, IPC: E02D 3/12], including the installation of cooling ventilation ducts and the creation of a frozen plate in the near-surface zone of the soil. Before installing cooling ventilation ducts, a foundation pit is torn off under the entire surface of the slab, a protective layer covering its weakened areas is laid on its bottom, layer-by-layer backfilling of the soil is made into the foundation pit with compaction of each layer, and reinforcing mesh is installed. Installation of cooling ventilation ducts is carried out in tiers.
Недостатком известного решения является высокая себестоимость и трудоемкость работ по устройству основания в вечномерзлых грунтах. Кроме того, в зимний период времени, при высокой влажности и колебаниях температур воздуха могут наблюдаться образования конденсата на внутренних стенках охлаждающих вентиляционных каналов, приводящие к формированию «ледяной пробки».A disadvantage of the known solution is the high cost and the complexity of the work on the device foundation in permafrost soils. In addition, during the winter period of time, with high humidity and fluctuations in air temperatures, condensation may occur on the inner walls of the cooling ventilation ducts, leading to the formation of an “ice plug”.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ осуществления устройства грунтового основания для здания или сооружения на вечномерзлых грунтах [патент на полезную модель RU 94992 U1, опубл. 10.06.2010, МПК: E02D 27/35, E02D 3/00], заключающийся в том, что производят интенсивное замораживание грунтов основания путем регулярной расчистки территории застройки от снега в зимний период. Производят работы по устройству гидроизоляционного слоя по материнскому грунту основания: укладывают гидроизоляционный материал в заранее подготовленный котлован. Укладывают слой песчаного грунта, обработанного заранее приготовленным известным водным раствором поливинилового спирта (ПВС) послойно, с уплотнением и укладкой слоя изотропного армирующего элемента в середине слоя песчаного грунта. Обработка слоя песчаного грунта водным раствором ПВС с помощью растворосмесителя повышает предельно-длительную прочность смерзания раствора с фундаментом. При этом используют соотношение: 1 см раствора пропитывает 2,5-3 см грунта. Переувлажненный грунт предварительно дренируют. Для перевода основания фундамента и самого фундамента в рабочее состояние закрепляющий состав замораживают и выдерживают при температуре окружающих мерзлых грунтов в течение не менее пяти суток до полного завершения процессов кристаллизации ПВС в мерзлом грунтовом растворе.The closest analogue of the claimed invention is a method of implementation of the device of the soil base for a building or structure on permafrost [utility patent RU 94992 U1, publ. 06/10/2010, IPC: E02D 27/35, E02D 3/00], which consists in the fact that they intensively freeze the soil of the base by regularly clearing the construction area from snow in the winter. Work on the installation of a waterproofing layer on the parent soil of the base: they put the waterproofing material in a previously prepared foundation pit. Lay a layer of sandy soil treated with a pre-prepared known aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA) in layers, with compaction and laying of a layer of an isotropic reinforcing element in the middle of a layer of sandy soil. Processing a layer of sandy soil with an aqueous PVA solution using a mortar mixer increases the maximum long-term freezing strength of a mortar with a foundation. In this case, use the ratio: 1 cm of the solution impregnates 2.5-3 cm of soil. Waterlogged soil is pre-drained. To transfer the base of the foundation and the foundation itself to the working state, the fixing composition is frozen and kept at the temperature of the surrounding frozen soils for at least five days until the crystallization of the PVA in the frozen ground solution is complete.
Пока грунт, обработанный ПВС, находится в талом состоянии и на нем выполняют работы по монтажу фундаментной плиты. Прочность слоя песчаного талого грунта основания, обработанного ПВС, усиливают путем армирования изотропным армирующим элементом, например георешеткой «TENSAR». Армирование производят следующим образом: после укладки половины высоты слоя песчаного грунта укладывают слой георешетки «TENSAR», после чего заканчивают укладку слоя песчаного грунта.So far, the soil treated with PVA is in a thawed condition and the foundation plate is being installed on it. The strength of the layer of sandy thawed soil of the base treated with PVA is enhanced by reinforcing with an isotropic reinforcing element, for example, a TENSAR geogrid. Reinforcement is performed as follows: after laying half the height of the sandy soil layer, lay the TENSAR geogrid layer, and then finish laying the sandy soil layer.
К недостаткам наиболее близкого аналога можно отнести применение токсичного химического раствора для повышения предельно длительно-длительной прочности смерзания раствора с фундаментом, перераспределение водного раствора по разрезу слоя грунта за счет гравитационных сил и его аккумулирование на гидроизолирующем основании до начала промораживания закрепляющего состава. Также данное устройство характеризуется значительными экономическими затратами на формирование основания фундамента и отсутствием параметрических характеристик закрепляющего раствора.The disadvantages of the closest analogue include the use of a toxic chemical solution to increase the extremely long-lasting freezing strength of a mortar with a foundation, the redistribution of an aqueous solution along a section of a soil layer due to gravitational forces, and its accumulation on a waterproofing base before freezing of the fixing composition. Also, this device is characterized by significant economic costs for the formation of the base of the foundation and the lack of parametric characteristics of the fixing solution.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является предотвращение просадки грунтовых оснований свайных фундаментов опор трубопровода и трубопроводов подземной прокладки при формировании ореолов оттаивания и осадке льдистых грунтов.The problem to which the claimed invention is directed is to prevent subsidence of the soil bases of the pile foundations of the pipe supports and underground pipelines during the formation of thawing halos and precipitation of icy soils.
Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного изобретения, является повышение надежности конструкции при строительстве свайных фундаментов опор трубопровода и трубопроводов подземной прокладки, расположенных на многолетнемерзлых грунтах, а также безопасной эксплуатации магистральных нефтепроводов на проектных режимах в течение заданного срока на территории распространения многолетнемерзлых грунтов (ММГ).The technical result achieved by using the claimed invention is to increase the reliability of the structure during the construction of pile foundations of pipe supports and underground pipelines located on permafrost soils, as well as the safe operation of oil pipelines in design conditions for a specified period of time on the territory of permafrost distribution (MMG) .
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что при осуществлении способа термостабилизации грунтов оснований свайных фундаментов опор трубопровода и трубопроводов подземной прокладки производят выемку льдистых грунтов в основаниях свайных фундаментов опор трубопровода, трубопроводов подземной прокладки и укладку в выемку композитного материала, установку по меньшей мере двух термостабилизаторов грунта по краям выемки, при этом композитный материал имеет состав при соотношении компонентов, мас. %:This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that when implementing the method of thermal stabilization of soils of the foundations of pile foundations of the pipe supports and underground pipelines, excavation of icy soils at the bases of the pile foundations of the pipe supports, underground pipelines and laying in the excavation of the composite material, installation at least two soil heat stabilizers along the edges of the excavation, while the composite material has a composition with a ratio of components, wt. %:
илиor
причем для пропитки полимера выбирают жидкий теплоноситель, характеризующийся высокой теплоемкостью и низкой температурой замерзания до -25°С.moreover, for the polymer impregnation, a liquid coolant is selected, characterized by high heat capacity and low freezing temperature up to -25 ° C.
Кроме того, охлаждение композитного материала производят с применением термостабилизаторов грунта либо за счет сезонного промораживания грунтов.In addition, the cooling of the composite material is carried out using soil thermal stabilizers or due to seasonal freezing of soils.
Дополнительно, перед укладкой композитного материала в выемку укладывают геотекстильный материал.Additionally, before laying the composite material in the recess lay geotextile material.
Кроме того, композитный материал закладывают при минимальном значении влажности в диапазоне 0-10%.In addition, the composite material is laid with a minimum moisture value in the range of 0-10%.
Дополнительно, для подготовки композитного материала производят последовательно обезвоживание и сушку песчаного грунта, смешивание компонентов композитного материала и подачу композитного материала для укладки в выемку.Additionally, for the preparation of the composite material, sandy soil is dehydrated and dried sequentially, the components of the composite material are mixed, and the composite material is fed for laying in a recess.
Заявленное изобретение поясняется чертежом (фиг.1), на котором изображено основание свайных фундаментов опор трубопровода и трубопроводов подземной прокладки, и позициями обозначены:The claimed invention is illustrated in the drawing (figure 1), which shows the base of the pile foundations of the pipe supports and pipelines of the underground installation, and the positions indicated:
1 - свайный фундамент;1 - pile foundation;
2 - грунтовое основание;2 - soil base;
3 - домкратная установка;3 - jack installation;
4 - льдистый грунт;4 - icy soil;
5 - геотекстильный материал;5 - geotextile material;
6 - мерзлое основание выемки оттаявшего грунта;6 - frozen base of the thawed soil excavation;
7 - композитный материал;7 - composite material;
8 - песчаный грунт;8 - sandy soil;
9 - термостабилизатор грунта.9 - soil thermal stabilizer.
На начальном этапе способа термостабилизации грунтов оснований свайных фундаментов 1 опор трубопровода и трубопроводов подземной прокладки проводят работы по снятию нагрузки свайного фундамента 1 на грунтовое основание 2, путем фиксирования свайного фундамента 1 в вертикальном положении, например, при помощи домкратной установки 3. После этого производят выемку оттаявших льдистых грунтов 4. Затем проводят укладку геотекстильного материала 5 на мерзлое основание выемки оттаявшего грунта 6, расположенное под свайным фундаментом 1.At the initial stage of the method of thermal stabilization of the soil of the foundations of
Далее проводят подготовку композитного материала 7, состоящего из песчаного грунта 8, вспененного модифицированного полимера (на чертеже не показан), например, низкопентанового полистирола, пропитанного жидким теплоносителем (на чертеже не показан), например, модифицированным глицериновым антифризом, характеризующимся высокой теплоемкостью и низкой температурой замерзания до -25°C. Композитный материал 7 может иметь два варианта состава в соответствии с Таблицей 1.Next, prepare a
Для подготовки композитного материала 7 производят последовательно обезвоживание и сушку песчаного грунта 8, смешивание компонентов композитного материала 7 и подачу композитного материала 7 для укладки в выемку. Подготовленный композитный материал 7 укладывают на геотекстильный материал 5, который затем сшивают по краям с образованием замкнутой полости с композитным материалом 7 внутри. Затем при помощи домкратной установки 3 свайный фундамент 1 опускают на подготовленную подушку из композитного материала 7. Композитный материал 7 закладывают при минимальном значении влажности в диапазоне 0-10%, что предотвращает возможность развития морозного пучения и осадки грунтовых оснований 2 в пределах глубины залегания слоя сезонного промерзания-оттаивания.To prepare the
После установки свайного фундамента 1 на подушку из композитного материала 7 проводится засыпка основания свайного фундамента 1 и подушки из композитного материала 7 песчаным грунтом 8.After installing the
Затем для охлаждения композитного материала 7 и поддержания в мерзлом состоянии льдистого грунта 4 вблизи свайного фундамента 1 устанавливают по меньшей мере два термостабилизатора грунта 9 с противоположных краев выемки. Каждый термостабилизатор грунта 9 устанавливают на расстоянии 0,3-0,7 м от края заложения композитного материала 7. Охлаждение композитного материала 7 производят с применением термостабилизаторов грунта 9, либо за счет сезонного промораживания грунтов.Then, for cooling the
В результате достигается повышение надежности конструкции при строительстве свайных фундаментов опор трубопровода и трубопроводов подземной прокладки, расположенных на многолетнемерзлых грунтах, а также безопасной эксплуатации магистральных нефтепроводов на проектных режимах в течение заданного срока на территории распространения многолетнемерзлых грунтов.As a result, increased reliability of the structure is achieved during the construction of pile foundations of pipeline supports and underground pipelines located on permafrost soils, as well as the safe operation of oil pipelines in design conditions for a specified period of time on the territory of permafrost distribution.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015155689A RU2616029C1 (en) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | Method of thermal stabilization of soil base of pile foundation of pipe supports |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015155689A RU2616029C1 (en) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | Method of thermal stabilization of soil base of pile foundation of pipe supports |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2616029C1 true RU2616029C1 (en) | 2017-04-12 |
Family
ID=58642357
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015155689A RU2616029C1 (en) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | Method of thermal stabilization of soil base of pile foundation of pipe supports |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2616029C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3217791A (en) * | 1964-07-30 | 1965-11-16 | Erwin L Long | Means for maintaining perma-frost foundations |
RU2034955C1 (en) * | 1991-12-26 | 1995-05-10 | Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова | Method of arranging a groundwork in the permafrosts |
RU2390621C1 (en) * | 2008-12-08 | 2010-05-27 | Открытое Акционерное Общество "Фундаментпроект" | Method of design position control of connection pipelines of gas or oil producers within permanently frozen soil areas |
RU94992U1 (en) * | 2009-11-24 | 2010-06-10 | Александр Юрьевич Лебедев | DEVICE FOR PRIMING BASIS FOR BUILDING OR STRUCTURE ON PERMANENTLY FROZEN SOILS |
RU2416002C1 (en) * | 2010-06-10 | 2011-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" | System for temperature stabilisation of structures foundation on permafrost soils |
-
2015
- 2015-12-25 RU RU2015155689A patent/RU2616029C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3217791A (en) * | 1964-07-30 | 1965-11-16 | Erwin L Long | Means for maintaining perma-frost foundations |
RU2034955C1 (en) * | 1991-12-26 | 1995-05-10 | Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова | Method of arranging a groundwork in the permafrosts |
RU2390621C1 (en) * | 2008-12-08 | 2010-05-27 | Открытое Акционерное Общество "Фундаментпроект" | Method of design position control of connection pipelines of gas or oil producers within permanently frozen soil areas |
RU94992U1 (en) * | 2009-11-24 | 2010-06-10 | Александр Юрьевич Лебедев | DEVICE FOR PRIMING BASIS FOR BUILDING OR STRUCTURE ON PERMANENTLY FROZEN SOILS |
RU2416002C1 (en) * | 2010-06-10 | 2011-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" | System for temperature stabilisation of structures foundation on permafrost soils |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN203403426U (en) | Supporting structure of expensive earth road cutting side slope | |
CN103410159A (en) | Expansive soil cut slope support structure and construction method thereof | |
US10465357B1 (en) | System and method for stabilization of structures by control of soil moisture content | |
CN104264557A (en) | Semi-filling and semi-excavating ecological subgrade structure and construction method | |
CN104314088A (en) | Seasonal permafrost region self-thermoregulation returning energy-consuming slope supporting structure and construction method | |
CN103485354B (en) | Frame-aeration cooling anchor pipe structure for keeping frozen soil slope stable and construction method | |
CN109403360B (en) | Roadbed slope freeze-thaw collapse prevention and control method based on dot matrix type assisted integration drainage | |
CN111576451B (en) | Expansive soil cutting slope prevention and control structure and construction method thereof | |
Sanger | Foundations of structures in cold regions | |
Hamilton | Effects of environment on the performance of shallow foundations | |
RU2616029C1 (en) | Method of thermal stabilization of soil base of pile foundation of pipe supports | |
CN204703189U (en) | A kind of cutting barricade being applicable to crevice water, diving growth | |
RU2039158C1 (en) | Method for erecting piles in permafrost ground | |
CN103306290B (en) | Permafrost region pole and tower foundation foundation soil returns fast and freezes backfill construction method | |
CN108166455A (en) | A kind of construction method and structure of High-cold regions excavation channel anti-freeze expansion | |
RU141393U1 (en) | HEAT-INSULATED FOUNDATION | |
CN114703872B (en) | Maintenance system for soil slope in permafrost region and construction method | |
Wu et al. | Soil-bioengineering for slope stabilization in Ohio | |
RU2802766C1 (en) | Multilayer mat for device of road embanking and method for its manufacture | |
CN217378985U (en) | Anti-freezing and anti-expansion gravity retaining wall structure | |
RU2538006C2 (en) | Structure to prevent frost heaving of soil | |
RU2552741C2 (en) | Foundation under column grid | |
RU165499U1 (en) | FRAMES AND STAIN SUPPORT WITH SHADOW-SHAPED SUMMARY OF THE TEMPORARY BRIDGE | |
Смоляницкий | Factors of stability of natural-technical system | |
GB2557869A (en) | Instant foundation slab for building(s) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |