СП 25.13330.2020 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах СНиП 2.02.04-88 (с Изменением N 1)
Приложение Р
Проектирование и применение охлаждающих устройств
Р.1 Сезоннодействующие охлаждающие устройства или термосифоны, в которых за счет циркуляции газа (фреона, пропана, аммиака и др.) или жидкости (керосина, антифриза, этиленгликоля и др.) охлаждается окружающий грунт, следует применять для сохранения мерзлого состояния грунтов оснований при строительстве и эксплуатации, для предпостроечного замораживания грунтов основания, для повышения несущей способности опор линейных сооружений в пластичномерзлых грунтах, создания ледогрунтовых завес, восстановления нарушенного при эксплуатации сооружения теплового режима грунтов основания фундаментов, упрощения конструктивных решений и технологии нулевого цикла, а также для сокращения сроков строительства и других целей. Охлаждающие устройства могут быть вертикальными, горизонтальными или наклонными с одним или несколькими конденсаторами.
Р.2 Сезоннодействующее парожидкостное охлаждающее устройство представляет собой закрытую сверху и снизу металлическую трубу, в нижней части которой (0,05-0,1 высоты трубы) находится под давлением легкокипящая жидкость. К верхней части трубы для увеличения эффективности установки может быть присоединен выносной конденсатор. Работа парожидкостного охлаждающего устройства основана на конвекции легкокипящей жидкости под влиянием естественной разности температур охлаждаемого массива грунта и атмосферного воздуха. В зимнее время жидкость в нижней части установки, находящейся в грунте, испаряется за счет тепла, поступающего из грунта. Пары жидкости поднимаются вверх и конденсируются на холодных стенках трубы или в конденсаторе, находящихся выше поверхности грунта, отдавая тепло в атмосферу. Конденсат стекает по стенкам трубы в ее нижнюю часть. В летнее время, когда температура воздуха выше, чем температура многолетнемерзлого грунта, пары жидкости в верхней части охлаждающего устройства не конденсируются и действие ее прекращается.
Р.3 Устройство СОУ выполняется в соответствии с проектом, разработанным специализированной организацией. Проект должен содержать теплотехнический расчет, план расположения СОУ, значение глубины заложения устройств, тип теплоносителя и другие параметры. В проекте должны быть указаны требования по эксплуатации устройств и мониторингу за их работоспособностью, температурой охлаждаемого грунтового массива, требования к контролю качества при изготовлении устройств и установке в основание сооружения.
Р.4 Выбор конструкции охлаждающих установок и всей замораживающей системы в целом определяется конструктивными особенностями зданий и сооружений, технологическими особенностями их строительства и эксплуатации, а также температурным режимом грунтов.
Р.5 Устройство системы СОУ следует выполнять до начала зимнего периода. Предпочтительнее использовать охлаждающие устройства, поставляемые с завода в полной эксплуатационной готовности. Для защиты устройства от коррозии следует выполнять антикоррозионное покрытие.
Р.6 При замораживании грунтов одновременно с возведением надземной части сооружения замораживающие колонки должны быть расположены:
а) при наличии столбчатых фундаментов - с двух или четырех сторон фундамента;
б) при наличии ленточных фундаментов - симметрично их продольной оси с шагом, равным диаметру льдогрунтового цилиндра;
в) при наличии свайного фундамента - устанавливая испаритель возле сваи или в теле сваи (конструкция - "термосвая").
Расчет глубинного охлаждения, замораживания грунта
Методика расчета радиуса охлаждения, замораживания грунта , м, вокруг замораживающей колонки осуществляется по номограммам. Для определения радиуса охлаждения, замораживания следует использовать формулу
, (Р.1)
где - внешний радиус замораживающей колонки, м;
- безразмерный параметр, определяемый по номограмме на рисунке Р.1 в зависимости от значений безразмерных параметров b, М,
, которые определяются по формулам:
; (Р.2)
охлаждение
; (Р.3)
; (Р.4)
замораживание
; (Р.5)