ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИСКУССТВЕННОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ ГРУНТОВ

17.1. Искусственное замораживание грунтов следует предусматривать для устройства временных ледогрунтовых ограждений котлованов при строительстве заглубленных сооружений и фундаментов в водонасыщенных неустойчивых и трещиноватых скальных грунтах.

17.2. Для искусственного замораживания грунтов следует применять холодильные установки с использованием в качестве хладоагента аммиака. В обоснованных случаях допускается использовать фреон и жидкий азот.

Искусственное замораживание грунтов производят холодоно­си­те­лем (рассолом), циркулирующим в рассолопроводах и заморажи­ва­ю­щих колонках.

Вид, концентрация и температура холодоносителя должны определяться в зависимости от температуры, засоленности и скорости движения подземных вод. Как правило, в качестве холодоносителя следует использовать водный раствор хлористого кальция.

Нагнетательные линии рассолопроводов должны иметь уклон 1-2% в сторону конденсатора, а всасывающие линии – 0,5% в сторону испарителей.

17.3. Материалы инженерно-геологических изысканий для проектирования искусственного замораживания грунтов должны содержать следующие данные:

предел прочности грунтов на одноосное сжатие в естественном и замороженном состояниях;

коэффициенты теплопроводности и теплоемкости в естественном и замороженном состояниях;

распределение температуры грунта по глубине;

коэффициент фильтрации грунтов;

направление и скорость движения подземных вод, пьезометрические напоры по каждому водоносному горизонту, характеристику гидравлической связи между горизонтами и с открытыми водоемами;

химический состав подземных вод, а также температуру их замерзания;

глубину залегания и характеристики водоупора.

17.4. Толщину стен и объем ледогрунтового ограждения, а также мощность холодильной установки следует определять статическими и теплотехническими расчетами в зависимости от размеров и очертания котлована и физико-механических характеристик замороженного грунта.

17.5. Нормативные значения физико-механических характеристик замороженных грунтов, как правило, следует определять путем испытания образцов, отобранных при бурении скважин по методике, установленной ГОСТ 24586-81.

17.6. Расчетное значение предела прочности замороженного грунта на одноосное сжатие следует принимать равным 0,35 от нормативного значения для вертикальных круглых выработок диаметром до 10 м и 0,20- -0,25 – для выработок больших размеров и сложной конфигурации.

17.7. Среднюю температуру ледогрунтового ограждения следует принимать 30-40% температуры холодоносителя, циркулирующего в замораживающих колонках.

17.8. Скважины для замораживающих колонок должны располагаться по контуру котлована с шагом 1,0-1,5 м. Расстояние между рядами скважин при их многорядном расположении следует принимать равным 2-3 м.

Расстояние от оси скважины до внутренней грани ледогрунтового ограждения следует принимать равным 0,6 расчетной толщины ледогрунтового ограждения.

17.9. Скважины должны быть заглублены в водоупорный слой грунта не менее чем на 3 м.

При отсутствии водоупорного слоя следует образовывать искусственный водоупорный слой специальными способами (например, цементацией или замораживанием грунта по всей площади котлована).

Толщина водоупорного слоя должна быть определена расчетом на возможный прорыв подземных вод.

17.10. В проекте следует предусмотреть бурение дополнительных (резервных) скважин для замораживающих колонок в количестве:

не более 10% от их общего числа при глубине замораживания до 100 м;

не более 20% при глубине замораживания свыше 100 м;

для наклонных скважин – соответственно 20% и 25%.

17.11. Для наблюдения за процессом замораживания следует устраивать контрольные скважины – гидрогеологические и термометрические. Количество и места их расположения определяются в зависимости от инженерно-геологических условий.

17.12. Работа замораживающей станции и подача холодоносителя в замораживающие колонки должна быть непрерывной в течение всего периода активного замораживания грунта.

После создания ледогрунтового ограждения работа замораживающей станции должна обеспечить его сохранение до окончания возведения заглубленных сооружений и фундаментов.

17.13. Способ оттаивания ледогрунтового ограждения (естественное или искусственное оттаивание) следует назначать с учетом фактического расположения скважин и состояния ледогрунтового ограждения.

17.14. В проекте должна быть предусмотрена защита существующих сооружений и коммуникаций (теплоизоляция, перекладка коммуникаций и пр.), попадающих в зону влияния ледогрунтового ограждения.