12. Особенности разработки мерзлых грунтов

На стройках Севера при разработке проекта планировки территории строительства прежде всего считаются с тем, что на вечномерзлых грунтах снятие растительного и почвенного покровов может быть допущено только там, где грунты при оттаивании не дают осадки. Но этому требования территории застройки в большинстве случаев не отвечают. В условиях Севера возможность устройства планировочных выемок чаще всего исключается и вертикальную планировку приходится осуществлять только путем засыпки пониженных мест.

Схема возведения земляного полотна из привозных грунтов

В отличие от центральных районов страны, где земляные работы целесообразно проводить в летнее время, в условиях Северной зоны это может быть невыгодным из-за сложности организации водоотлива, установки крепления в водонасыщенных грунтах, устройства подъездов для землеройных машин.

Методы разработки мерзлых грунтов:

а) машинами ударного действия, в комплект входит:

• рыхлитель МНС-2 (машина непрерывного скола) + гидравлический экскаватор Э-3015А, оборудованный обратной лопатой с ковшом вместимостью 0,5 м³;

• дизель-молот С-222 с клином, с последующей разработкой грунта экскаватором, оборудованным прямой или обратной лопатой;

• одноковшовый экскаватор с навесным оборудованием в виде молотов свободного падения (шар-молот дробит грунт, клин-молот скалывает грунт, трехклинный молот, дизель-молот с клином);

• гидравлический экскаватор с гидромолотом;

б) статическими рыхлителями

• экскаваторные рыхлители мерзлого грунта одно- и многостороннего действия (механизмы захватно-клещевого типа) – совмещают рыхление с экскавацией;

• навесные тракторные рыхлители;

в) блочный метод – монолитность мерзлого грунта нарушается с помощью нарезки его на блоки землеройными машинами или тракторами, оборудованными дисковыми пилами и барами;

• мелкоблочный метод – применяется, когда мерзлая корка грунта разрезается или протаивается на блоки, размеры которых допускают дальнейшее использование экскаватора. Метод применяется при разработке небольших котлованов, при работе в стесненных условиях. Размер блоков не должен превышать в плане 60х60 см в транспорт; 90х90 см при работе в отвал;

• крупноблочный метод – применяется при разработке небольших котлованов, вблизи зданий, когда недопустимо сотрясение грунта, неизбежное при ударном и вибриударном рыхлении мерзлых грунтов. Блоки массой 4-10 тонн нарезают с помощью дискофрезерных или баровых машин с последующим удалением блоков строительными кранами, тракторами (бульдозерами) или электролебедками;

г) взрывной метод рыхления мерзлых грунтов.

13. Оттаивание мерзлых грунтов

Оттаивание мерзлых грунтов применяется при отрыве небольших котлованов, трубопроводов, в труднодоступных местах и стесненных условиях, во время ведения аварийных и ремонтных работ.

Способы оттаивания:

а) оттаивание твердым и жидким топливом – сжигание торфа, каменного угля под металлическим коробом. Процесс оттаивание мерзлого грунта состоит из воздействия тепла на грунт в течении 7-8 час. И периода аккумуляции его в течении 16-18 час. Более экономным является оттаивание грунтов жидким топливом (соляровое масло) с помощью установки, в которой топливо поступает самотеком из бака к форсунке установленной впереди основного короба. У сопла форсунки топливо распыляется и сжигается. Участок длиной 8м и шириной 1м установка оттаивает за 6-8 час. на глубину 20-30 см. Затем установку перемещают на соседний участок, а на поверхность прогретого грунта насыпают опилки слоем 30 см. За счет аккумуляции тепла через 10-12 час. грунт оттаивает на глубину 0,7-0,8 м;

б) оттаивание грунта паровыми, водяными и электроиглами – иглы устанавливают в предварительно пробуренные шпуры на глубину не доходящую до талого горизонта на 10-12 см.

• паровые иглы – располагают в шахматном порядке выдерживают от 2-6 час., после этого перерыв на 1-2 час., а затем опять пускают пар. Отогретый участок покрывают утепляющим материалом (опилки);

• водяные иглы – горячая вода поступают по трубопроводам. При прохождении группы игл вода возвращается в котельную для нагрева;

• электроиглы – применяются при разработке небольших котлованов. Иглы устанавливают в центре котлована, в узких траншеях – по оси на расстоянии 1 м друг от друга, в широких траншеях – в шахматном порядке, в больших котлованах – в шахматном порядке на расстоянии 1-1,5 м. Электроиглы включают в сеть 220 В последовательно группами по 24-35 штук;

в) оттаивание грунта электроиглами и нагревателями

• глубинные электроды – на глубину 5-10 см ниже мерзлого слоя, электроток пройдя по талому грунту под мерзлым грунтом, выделяет тепло, которое аккумулируется и оттаивает вышележащие слои;

• трубчатые электронагреватели – используются при радиальном оттаивании. Изготавливают из стальных бесшовных трубок Ø 8-12 мм, внутри располагается спираль и проволока. При использовании ТЭН необходимо укрывать грунт;

• коаксильные нагреватели – состоят из двух труб, помещенных одна в другую и заваренных с одного конца. Напряжение подводится к трубам через контактные пластины.

Оттаивание следует чередовать с термосным выдерживанием. Прогрев 6-12 час., термосное выдерживание 3-6 час.