БУРООПУСКНАЯ ТЕРМОСВАЯ С ПОВЫШЕННОЙ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ

Полезная модель относится к области строительства свайных фундаментов на вечномерзлых грунтах, используемых в качестве основания в мерзлом состоянии в течении всего срока эксплуатации сооружения. (По принципу 1).
Известна конструкция металлической трубчатой сваи, используемой в качестве охлаждающего устройства (т.е. термосвая), описанная и изображенная в книге Гапаева С.И. «Укрепление мерзлых оснований охлаждением» (Стройиздат. 1989 г., с.147, рис.43).
Недостаток данной сваи заключается в том, что свая на всей ее длине имеет одинаковый диаметр. Как следствие этого, при передаче нагрузки на мерзлый грунт нижним концом сваи значительно недоиспользуется несущая способность сваи по прочности материала ее ствола, которая в десятки раз превосходит прочность нескального грунта, расположенного под нижнем концом сваи. И кроме этого, ствол сваи с одинаковым размером диаметра по всей длине имеет недостаточное сопротивление воздействию на сваю касательных сил мерзлого пучения грунтов деятельного слоя при их промерзании.
Технической задачей полезной модели является повышение несущей способности по грунту буроопускной термосваи, а также повышение сопротивляемости сваи воздействию на нее касательных сил морозного пучения грунтов деятельного слоя.
Указанная техническая задача решается за счет того, что буроопускная термосная, состоящая из герметичного трубчатого ствола, заполненного теплоносителем, отличающаяся тем, что она дополнительно имеет в нижней части ствола герметичную емкость, жестко соединенную со стволом сваи, причем в стволе сваи в пределах высоты емкости устроены отверстия, через которые эта емкость заполняется теплоносителем (например, керосином).
На фиг.1 показана конструкция буроопускной термосваи с дополнительной емкостью, где обозначены:
поз.1 - ствол сваи;
поз.2 - теплоноситель;
поз.3 - грунт деятельного слоя;
поз.4 - вечномерзлый грунт;
поз.5 - дополнительная емкость;
поз.6 - отверстия в стволе сваи;
Предлагаемая конструкция термосваи работает следующим образом. После установки сваи в скважину с обязательным размещением уширенной части в толще вечномерзлого грунта в ее полость заливается теплоноситель (например, керосин). В холодный период года керосин, находящийся в надземной части сваи, охлаждается холодным наружным воздухом, становится тяжелым и, вследствие этого, опускается вниз, вытесняя собой легкий (более теплый) керосин из нижней части сваи
вверх, где он снова охлаждается. Цикл этот повторяется до тех пор, пока температура наружного воздуха не поднимется до температуры вечномерзлого грунта вокруг сваи.
За счет отдачи керосином холода через стенки ствола сваи и дополнительной емкости окружающему вечномерзлому грунту происходит понижение его температуры. В результате этого повышается несущая способность грунта под нижним концом сваи, а также происходит смерзание сваи с окружающим грунтом, что также ведет к повышению несущей способности сваи (до 3...5 раз в зависимости от температуры и типа вечномерзлого грунта). Одновременно с этим увеличивается значительно сопротивляемость сваи воздействию касательных сил морозного пучения грунта деятельного слоя, как за счет сил смерзания, так и размеров дополнительной емкости.
В итоге появляется возможность сократить количество свай в фундаменте или уменьшить их длину, что обеспечит экономию материалов и трудозатрат на возведение свайного фундамента.