Опора сооружения

 

Изобретение относится к строительству в северной строительно-климатической зоне и касается сооружений, опоры которых содержат частично заглубленный в грунт бетонный длинномер типа сваи или стойки. Технический результат состоит в повышении несущей способности и устойчивости опоры сооружения за счет повышения интенсивности охлаждения грунта в ее основании. Опора сооружения включает частично погруженный в грунт бетонный длинномер в виде сваи или стойки, внутри которого размещено охлаждающее устройство в виде заполненной хладагентом продольной полости. Новым является то, что при изготовлении длинномера в состав бетонной смеси, взятой для формования, по меньшей мере, участка длинномера, расположенного в его надземной части в пределах длины продольной полости, включен металлосодержащий заполнитель, например, в виде металлической стружки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к строительству в северной строительно-климатической зоне, преимущественно в зоне вечной мерзлоты, и касается опор мостов, линий электропередач и других сооружений, опоры которых содержат частично заглубленный в грунт бетонный длинномер типа сваи или стойки.

Известна опора сооружения, включающая выполненный формованием бетонной смеси и частично заглубленный в грунт длинномер с размещенным внутри охлаждающим устройством в виде заполненной хладагентом продольной полости (Гапеев С. И. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. - Л.: Стройиздат, 1969, с. 78-88).

Недостатком известной опоры является ее низкая несущая способность и недостаточная устойчивость из-за некачественного укрепления грунта основания охлаждения под опорой сооружения. Это происходит из-за того, что вследствие низкой теплопроводности материала длинномера (коэффициент теплопроводности даже армированного бетона обычно не превышает 1,6 Вт/м·град.) происходит слабый теплообмен между хладагентом охлаждающего устройства и окружающей длинномер средой, особенно в его надземной части, что снижает интенсивность охлаждения грунта в зимнее время в его подземной части, а следовательно, и снижает качество укрепления грунта в основании опоры сооружения.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении несущей способности и устойчивости опоры сооружения за счет повышения качества укрепления грунта в ее основании путем повышения интенсивности охлаждения грунта.

Этот технический результат достигается тем, что в опоре сооружения, включающей выполненный формованием бетонной смеси и частично заглубленный в грунт длинномер с размещенным внутри охлаждающим устройством в виде заполненной хладагентом продольной полости, согласно изобретению, в состав бетонной смеси, взятой для формования, по меньшей мере, участка длинномера, расположенного в его надземной части в пределах длины продольной полости, включен металлосодержащий заполнитель. Кроме того в качестве металлосодержащего заполнителя бетонной смеси применена металлическая стружка.

Сущность технического решения заключается в том, что включение металлической стружки в бетон длинномера повышает теплопроводность бетона, в результате чего повышается интенсивность теплообмена между хладагентом охлаждающего устройства и окружающей длинномер средой.

Изобретение поясняется чертежами, где изображена промежуточная опора моста на нескальном основании: на фиг. 1 - на талом основании с длинномерами в виде свай; на фиг. 2 - на вечномерзлом основании с длинномерами в виде стоек.

Промежуточная опора моста включает частично погруженные в изначально талый грунт основания 1 бетонные сваи 2, скрепленные ригелем 3 в единую конструкцию. Внутри каждой сваи 2 размещено охлаждающее устройство в виде заполненной хладагентом (керосином) продольной полости 4, образованной посредством трубчатого элемента 5 (фиг. 1). Поверхность основания 1 в пределах площади опоры покрыта теплоизоляционным слоем 6, например, из насыпного шлака и/или опилок. При изготовлении сваи 2 в состав бетонной смеси, взятой для формования участков сваи a и b, расположенных соответственно в ее надземной и подземной частях и включающих соответствующие подземные и наземные концевые участки продольной полости 4, включен металлосодержащий заполнитель в виде металлической стружки или других металлоотходов. Средний же участок c, пересекающий деятельный слой 7 основания 1, формуется из обычной бетонной смеси без включения в нее металлической стружки.

Включение металлической стружки в бетон сваи 2 повышает теплопроводность бетона на ее надземном и подземном участках a и b, в результате чего в зимнее время повышается интенсивность теплообмена хладагента как с холодным наружным воздухом, так и с грунтом основания 1. За счет этого повышается интенсивность выноса хладагентом тепла с основания 1 в атмосферу, что повышает интенсивность образования в основании 1 островной мерзлоты 8 в границах весной 9 и осенью 10. Одновременно с этим теплоизоляционный слой 6 уменьшает величину сезонного промораживания - оттаивания слоя 7 (деятельный слой) с высоты h₁ до h₂, что повышает сохранность островной мерзлоты 8 под опорой моста в теплое время года.

При выполнении аналогичной опоры на вечномерзлом грунте ее стойки 11 (фиг. 2) выполняют также с включением в бетонную смесь металлосодержащего наполнителя. Стойки 11 снабжают общим опорным элементом 12, который размещается на дне котлована 13. После выполнения опорного элемента 12 и установки на него стоек 11, котлован 13 заполняется песчано-гравийным грунтом 14, насыщается водой и в зимнее время промораживается с последующим покрытием теплоизоляционным слоем 6.

В целях экономии металлических отходов при охлаждении вечномерзлого основания, теплопроводность нескольких грунтов которого редко превышает теплопроводность армированного бетона, металлонасыщение бетона может быть осуществлено только в надземной части стойки 11 на участке a. В пределах же деятельного слоя 7 целесообразно выполнять теплоизоляцию вокруг металлического корпуса 5 продольной полости 4 (теплоизоляция на чертеже не показана), которая вместе с теплоизоляционным слоем 6 предотвращает растепление основания 1 в летнее время.

Использование изобретения позволит повысить несущую способность и устойчивость опоры сооружения за счет повышения интенсивности охлаждения грунта в ее основании.

Формула изобретения

1. Опора сооружения, включающая выполненный формованием бетонной смеси и частично заглубленный в грунт длинномер с размещенным внутри охлаждающим устройством в виде заполненной хладагентом продольной полости, отличающаяся тем, что в состав бетонной смеси, взятой для формирования, по меньшей мере, участка длинномера, расположенного в его надземной части в пределах длины продольной полости, включен металлосодержащий заполнитель.

2. Опора сооружения по п.1, отличающаяся тем, что в качестве металлосодержащего заполнителя бетонной смеси применена металлическая стружка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2