Искусственное замораживание грунтов. В мерзлом состоянии грунты обладают водонепроницае­мостью и значительной прочностью

В мерзлом состоянии грунты обладают водонепроницае­мостью и значительной прочностью. Способ искусственного за­мораживания грунтов основан на том, что некоторые жидкости, испаряясь при отрицательной температуре, отнимают тепло от окружающей среды. Для реализации этого способа такую жид- ' кость используют в качестве хладагента в испарителе 4 (рис. 13.6), создавая условия для ее испарения и тем самым для понижения температуры в испарителе. Образовавшиеся пары хладагента (газ) засасывают компрессором 1. При сжа­тии в компрессоре температура газа повышается. Для превра­щения сжатого газа в жидкость его охлаждают водой (реже воздухом) в конденсаторе 2 до температуры конденсации жид­кости при данном давлении. Сконденсированная жидкость на­правляется под давлением в змеевик испарителя 4 через ре­дукционный клапан 3, который пропускает очень тонкую струю жидкости. Благодаря работе компрессора за редукционным клапаном поддерживается низкое давление, при котором про-

исходит испарение жидкости, сопровождающееся отбором неко*. торого количества тепла от испарителя. Далее цикличность процесса повторяется.

Змеевик, в котором испаряется жидкость, окружают рассо- лом. Температура последнего будет понижаться приблизитель- но до температуры испарения жидкости в испарителе. В каче­стве рассола используют раствор хлористого кальция, который может замерзать лишь при низкой температуре (от —26 до —55°С в зависимости от концентрации раствора).

Охлажденный рассол насосом 5 нагнетают в герметичную колонку 6, установленную в грунте. Благодаря отрицательной температуре рассола температура грунта вокруг колонки пони­жается. Когда она уменьшится до значения, соответствующего началу замерзания грунта, последний замерзает, образуя ци­линдр мерзлого грунта 7. При этом температура рассола, ото­бравшего часть тепла от грунта, несколько повысится. Для ох­лаждения рассол опять направляют в испаритель, таким обра­зом рассол-хладоноситель все время циркулирует.

Если вокруг котлована разместить с одинаковым шагом (обычно около 1 м) систему герметичных колонок и осуществ­лять процесс охлаждения грунта, то через несколько недель цилиндры мерзлого грунта сольются друг с другом и образуют водонепроницаемую ледогрунтовую стену.