Способ снижения воздействия касательных сил морозного пучения на свайные фундаменты
Теплота фазовых переходов воды Силы морозного пучения Пучинистые грунты Сваи
Для обеспечения устойчивость  свайных фундаментов  на пучинистых грунтах разработаны различные  способы защиты их от морозного пучения. Наибольшее  распространение получили  способы защиты свайных фундаментов от выпучивающего действия касательных сил морозного пучения  обмазывание  вязкими не смерзающими материалами и пропитка гидрофобными веществами  боковой поверхности фундаментов, а также наклеивание на этой поверхности полимерных пленок. 
Основной недостаток этих способов обусловлен  недолговечностью сохранения защитных свойств применяемых материалов. 
Наиболее близким к предлагаемому решению по своей сущности является «Способ замедления  процесса сезонного промерзания».  Искусственное замедление процесса естественного сезонного промерзания окружающего фундамент грунта производят путем нагревания грунта с помощью  сезоннодействующих устройств для охлаждения и замораживания грунта с размещением испарителя в талых грунтах ниже глубины сезонного промерзания, а конденсатора ниже дневной поверхности  в слое сезонного промерзания. В результате замедления процесса сезонного промерзания уменьшается  суммарная величина касательных сил морозного пучения. 
Недостатками способа являются:
– трудоемкость и высокая стоимость  изготовления   теплоаккумулирующих устройств;
–высокая вероятность повреждения конденсатора и соединительных теплопроводов, расположенных в зоне периодического промерзания и оттаивания грунтов;
– возможность применения способа для защиты свайных фундаментов от морозного пучения только в районах развития сезонного промерзания грунтов, т.е. при наличии естественного источника тепла.
Технический результат, заключающийся в устранении недостатков способа,   достигается использованием в качестве источника тепла пресной воды, выделяющей при замерзании 335 кДж/кг тепла. В полость, образованную стенками трубчатой металлической сваи и прочной перегородкой, устраиваемой внутри сваи на уровне границы сезонного промерзания и сезонного оттаивания,  заливают пресную воду до уровня дневной поверхности через заправочный штуцер с крышкой, расположенный на боковой поверхности надземной части сваи, а контроль за уровнем воды в полости осуществляют  с помощью контрольного штуцера с крышкой, расположенного на уровне дневной поверхности. После установления отрицательных температур наружного воздуха в процессе замерзания воды в полости выделяется теплота фазового перехода воды, равная 335 кДж/кг, которая по стенкам металлической сваи, обладающей высокой теплопроводностью, непрерывно поступает в окружающие  фундамент грунты. В результате этого границы замерзания воды в полости и окружающего сваю грунта отстают от границы естественного замерзания грунта, а  силы смерзания боковой поверхности сваи с промерзающими грунтами по величине меньше сил смерзания, формирующихся  при отсутствии нагрева
Изобретение может быть применено в строительстве на пучинистых грунтах, а именно как способ защиты свайных фундаментов  от  действия касательных сил морозного пучения.
38.65.19
Инженерное мерзлотоведение
Артем
Набережный
Дмитриевич
"Кандидат технических наук"
"Отсутствует"
"-"
"57214099303"
"1012093"
"0000-0002-5201-9542"
РОССИЯ
Георгий
Кузьмин
Петрович
"Доктор технических наук"
"Доцент"
"-"
"56779985200"
"105773"
РОССИЯ
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
1187746579690
Петр
Мордовской
Григорьевич
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные казенные учреждения
ИМЗ СО РАН
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ МЕРЗЛОТОВЕДЕНИЯ ИМ. П.И. МЕЛЬНИКОВА СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
1021401046336
МИХАИЛ
ЖЕЛЕЗНЯК
НИКОЛАЕВИЧ
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные бюджетные учреждения