Производство земляных работ в зимних условиях.

Круглогодичное строительство в различных климатических усло­виях нашей страны требует выполнения значительных объемов работ, в том числе и по разработке грунта, в зимнее время.

При замерзании прочность грунта резко возрастает, что затрудня­ет его разработку.

Глубина промерзания зависит от вида грунта, его влажности, характера поверхностного покрова, температуры и длительности ее воздействия и других факторов.

При небольшой глубине промерзания разработку грунта ведут экскаваторами без предварительного рыхления. Экскаваторы с пря­мой лопатой, оборудованные ковшом 0, 5 и 0, 65 м3, могут разрабаты­вать мерзлую корку толщиной до 25 см, а с ковшом 1...2 м3 — до 40 см. При значительной глубине промерзания необходимо произ­водить предварительное рыхление или оттаивание грунта. Эти меро­приятия вызывают значительное удорожание и повышение трудоемкос­ти земляных работ.

Предохранение грунта от промерзания: Для уменьшения трудовых затрат и снижения стоимости земляных работ грунт, подлежащий разработке, предохраняют от промерзания путем укрытия поверхности теплоизолирующими материалами: торфом, опилками, шлаком и спе­циальной пеной, получаемой на основе дешевых смол. Толщина слоя зависит от теплоизолирующих свойств материала. Кроме того, с целью предохранения грунта от промерзания производят его рыхление в теплое время года на глубину до 35 см. Наиболее простым и дешевым способом защиты грунта от промерзания является устройство снегового покрова толщиной 1…1, 5 м.

Предварительное рыхление мерзлого грунта. Рыхление мерзлых грунтов осуществляют механическим и взрывным способами.

Для рыхления промерзшего грунта на глубину 0, 5…0, 7 м применяют клин-молоты массой 1, 5…4 т, подвешенные к стреле экскаватора. При глубине промерзания до 1, 3 м используют дизель-молоты. Рыхление грунта производят и специальными ударными установками, смонтированными на тракторе. Наиболее производительными и экономичными являются тракторные рыхлетели с рабочим ораном, имеющим от одного до пяти зубьев и землеройно-фрезерные машины. Они рыхлят мерзлый грунт послойно на глубину 40...70 см широкой полосой 1, 7...2, 5 м.

Разработку мерзлого грунта можно производить с предваритель­ным распиливанием его на блоки продольным и поперечным прохо­дом баровых и диско-фрезерных машин.. Для этой цели могут быть, использованы экскаваторы непрерывного действия продольного черпа­ния, при этом производится небольшое их переоборудование, связан­ное с заменой ковшей на специальные резцы. Разрезанный на блоки мерзлый грунт выбирают одноковшовым экскаватором.

Оттаивание мерзлого грунта для подготовки его к экскавации явля­ется наиболее дорогим и трудоемким способом. Поэтому его применя­ют при небольших объемах земляных работ.

В практике используют несколько способов оттаивания грунта: огневой электропрогрев, паропрогрев, водопрогрев.

Огневой способ основан на сжигании различного топлива на поверхности грунта под прикрытием металлического короба с вытяжной трубой. Однако за счет больших потерь тепла сжигаемое топливо рас­ходуется неэффективно. Этот способ применяют при малых объемах работ.

Электропрогрев осуществляют с помощью электродов, распо­ложенных на поверхности или погруженных вертикально в грунт. При горизонтальном расположении электродов поверхность отогреваемого участка засыпают слоем опилок толщиной 15...20 см, смоченных вод­ном солевым раствором для увеличения электропроводимости в на­чальный период оттаивания. После того как грунт начинает оттаивать, он сам является проводником тока, а слой опилок предохраняет отогретый грунт от потерь тепла. Поверхностный электропрогрев при­меняется при глубине промерзания грунта до 0, 7 м. При большей глу­бине промерзания используют вертикальное расположение электродов. В этом случае оттаивание грунта можно вести сверху вниз или снизу вверх.

При оттаивании сверху вниз электроды, которыми служат арма­турные стержни, забивают в грунт в шахматном порядке на глубину 20...25 см и засыпают опилками, пропитанными солевым раствором. По мере оттаивания верхних слоев электроды погружают все глубже и глубже.

При оттаивании снизу вверх электроды погружают на 15...20 см ниже толщи мерзлого грунта в предварительно пробуренные скважины.

Нижний незамерзший слой грунта служит хорошим проводником тока, поэтому необходимость в устройстве опилочной засыпки отпадает.

Оттаивание грунта паром ведут с помощью паровых игл, устанав­ливаемых в шахматном порядке в предварительно пробуренные сква­жины на глубину 0, 8 от толщины промерзшего грунта.

Водопрогрев мерзлого грунта ведут циркуляционными иглами, установку которых производят аналогично паровым иглам в предварительно пробуренные скважины, а в качестве теплоносителя используют горячую воду, подаваемую по трубопроводам от стационарных или передвижных водонагревателей. Вода от циркуляционных игл возвращается по обратному трубопроводу к водонагревателю.

Циркуляционные иглы устанавливают одну от другой на расстоянии 0, 7…1, 5 м, что зависит от вида грунта и скорости его оттаивания. Такими иглами оттаивают грунт на глубину до 1, 5 м.