Замораживание грунтов

Замораживание 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. 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 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.