38. Производство земляных работ в зимних условиях: методы предохранения грунта от промерзания.

Предохранение грунта от померзания осуществляют:

- рыхлением поверхностных слоев;


- укрытием поверхности различными утеплителями;

- пропитка грунта солевыми растворами

1) Рыхление мерзлого грунта с последующей разработкой землеройными или землеройно-транспортными машинами осуществляют:

• -  рыхлением грунта взрывами; 


• -  нарезкой мерзлого грунта на блоки с последующей разработкой;

• - механическим рыхлением грунта.

• Для механического рыхления мерзлого грунта применяют также клин-молоты, подвешенные на стрелу крана, тракторные рыхлители и средства малой механизации (отбойные молотки).

2) При ширине будущей выемки не более 12 м можно применить окучивание.

Небольшие поверхности грунта защищают от промерзания утеплением теплоизоляционными материалами (опилками, соломой, сеном, камышитом, шлаком, листьями и т. д.). Площадь утепленного грунта, подлежащего разработке в разные месяцы зимы, должна иметь соответственно разную толщину слоя утепляющих материалов, определяемую по соответствующим формулам.

            Все более широкое применение в качестве теплоизоляционного материала находит быстротвердеющая пена, наносимая на поверхность грунта с наступлением устойчивой отрицательной температуры воздуха. Быстротвердеющая пена (пенопласт) обладает высокой пористостью и в замерзшем виде хорошо предохраняет грунт от промерзания. Слой пены толщиной 30...50 см отдаляет начало замерзания грунта на полтора-два месяца. Толщину пенопласта можно принимать из расчета 10... 15 см на 1000 градусо-дней отрицательной температуры. Пену приготовляют и наносят с помощью пеногенерирующих установок.

           

3) Химический способ предохранения грунта применяется в условиях средней и южной полосы страны, где температура на поверхности грунта под слоем снега не опускается ниже —15 °С. Осенью соль (технический хлористый натрий ИЛИ хлористый калий) укладывают на очищенную поверхность грунта или вносят в грунт на глубину 10...25 см инфильтрацией соляного раствора с поверхности, а также инъецированием его в грунт (при наличии тяжелых глинистых грунтов). Требуемое количество водного раствора солей и их концентрацию определяют расчетом.

Агрессивное воздействие солей на строительные конструкции и повышенная электропроводимость пропитанных солями грунтов, усиливающая влияние -блуждающих токов на подземные сооружения, ограничивают применение химического способа предохранения грунтов от промерзания (и оттаивания).

39. Производство земляных работ в зимних условиях: методы оттаивания мерзлого грунта с последующей разработкой.

Разработку мерзлого грунта без предварительной подготовки осуществляют при наличии землеройных машин повышенной мощности или при наличии машин, имеющих специальное оборудование для работы с мерзлыми грунтами.

В настоящее время к специальному оборудованию относятся:

 ковши экскаваторов с активными зубьями;

 ковши экскаваторов с нагреваемыми зубьями;

 навесные пневматические или гидравлические пробойники;

 клещевые захваты, установленные на ковшах.

Методы оттаивания мерзлого грунта:

1) Паровое оттаивание; 2) Водяное оттаивание; 3) Электронагрев.

1) Паровое оттаивание мерзлых грунтов осуществляют паровыми иглами при глубине промерзания грунта до 1,5 м. Устанавливают их в заранее пробуренные скважины с шагом в обоих направлениях 1,0...1,5 м. К магистральному паропроводу, идущему от котельной, иглы присоединяют с помощью резиновых шлангов.

2) Водяное оттаивание мерзлого грунта осуществляют с помощью водяных циркуляционных игл. Иглы вставляют в заранее пробуренные скважины. Расстояние между иглами 0,7...1,0 м. Схема подключения игл: "котел - магистральные трубы - водяные иглы - обратные трубы - котел". Применяют при глубине промерзания до 1,5 м.

3) Электрическое оттаивание используют при небольших объемах работ и при обеспечении стройплощадки электроэнергией. При этом электрооттаивание используют в виде:
- местных тепляков (тепляков Богатырева);

- горизонтальных местных поверхностных электродов; - вертикальных поверхностных местных электродов;
- глубинных электродов.

Местные тепляки (Богатырева) представляют собой 2 металли- ческих ящика, между которыми существует зазор 2,5 см, запол- ненный асбестом. Во внутреннем ящике устанавливают электро- спирали. Применяют при глубине промерзания до 1,0 м и небольших объемах работ.

Горизонтальные поверхностные электроды применяют при глу- бине промерзания до 0,8 м. В качестве электродов используют полосовую сталь 50 × 5 мм и длиной 2...3 м. Электроды уклады- вают на грунт и засыпают слоем 20...25 см утрамбованных опи- лок, смоченных 1...2 %-ным раствором поваренной соли.

Вертикальные поверхностные электроды изготавливают из круг- лой, армированной стали диаметром 12...20 мм с шагом 0,5...0,6 м. Забивают электроды на глубину 0,8Н промерзания.

Поверхность грунта засыпают слоем опилок, смоченных раство- ром поваренной соли.

Глубинные вертикальные электроды применяют при глубине промерзания 1,0...1,5 м. Их забивают на всю глубину промерза- ния и чтобы они на 5...10 см вошли в немерзлый грунт. Оттаивание происходит снизу вверх, так как электрическая цепь пройдет через немерзлый грунт.