11.3. Оттаивание грунтов

Оттаивание грунтов - наиболее дорогой способ, поэтому его применение оправдывается только в особых случаях, где нельзя применять другие методы.

В качестве источника тепла применяют: открытый огонь; электричество; пар, горячую воду. (Рис.11.4а, б, в, г, д, ж, е).

При глубине промерзания до 0.7÷0.8 м для оттаивания грунта тепло подводят с поверхности. При большей глубине применяют глубинное расположение источников тепла: глубинные стержневые электроды; глубинные трубчатые электронагреватели; циркуляционные паровые или водяные иглы.

Для оттаивания промерзших неводонасыщенных грунтов можно применять концентрированные незамерзающие растворы солей, разливаемые по площади.

11.4. Устройство качественных насыпей в зимний период

По существующим нормативам качественные насыпи разрешается выполнять только из талых грунтов и на расчищенное талое основание. Объем мерзлых комков для сооружений не должен превышать 15% общего объема укладываемого грунта. Превышение этой нормы должно быть обосновано технологическими расчетами из условия, что мерзлые комья придут в талое состояние за счет запаса тепла в талой части.

Приемы уплотнения грунтов зимой в средней полосе России не отличаются от летних, но не применяется доувлажнение на карте укладки. При необходимости, доувлажнение производят с осени в карьерах до влажности несколько ниже оптимальной для талого грунта. Разрабатываемый в карьере талый грунт доставляют на карту укладки, разравнивают и уплотняют до начала смерзания. Для обеспечения этих условий должна быть обеспечена непрерывность и высокая интенсивность укладки. Для продления времени до начала смерзания грунта, его поливают раствором соли или покрывают пленочными материалами.

Способы возведения плотин зимой зависят от температуры, длительности морозного периода, от типа грунта и его влажности.

При сравнительно небольших отрицательных температурах (до –(5÷10)ºС) разработку грунта и его отсыпку ведут одновременно. Мерзлые комья удаляют бульдозерами со специально оборудованным для этого ножом. Грунт отсыпают слоями максимально возможной толщины, но меньшими, чем летом, картами.

В местах с суровыми и продолжительными морозами грунт для насыпи заготавливают заранее и укладывают в бурты на хранение. Высота бурта выбирается из условия его незамерзания и нормальной работы экскаватора (15÷18 м). При очень сильных морозах поверхностный слой грунта в бурте засоляют (10÷20кг/м³) на глубину до 2,0 м или осуществляют электрообогрев. Переувлажненные грунты предварительно просушивают и дренируют в бурте.

Гидротехническое строительство все больше проникает в Северные районы, а потому технология работ все время совершенствуется и приспосабливается к этим условиям. Об этом свидетельствует опыт возведения таких плотин, как Вилюйская, Колымская и др. (Рис 11.5)

На Вилюйской ГЭС суглинистый экран каменно набросной плотины возводился при температуре до -40ºС. Для этого переувлажненный вечно мерзлый грунт по мере естественной оттайки собирался бульдозером в валки, подсушивался, а затем укладывался в бурты. Наружный слой в буртах засолялся на глубину 2 м. Уплотнение и размораживание комьев обеспечивалось электропрогревом (шаг 1 м). Температура в буртах при его разработке составляла 14÷15ºС.

Из буртов на карты грунт доставлялся автосамосвалами МАЗ 525. Выгруженный на карты грунт покрывался полиэтиленной пленкой. После того, как объем грунта достигал 150÷200 м³, его разравнивали бульдозером. Мерзлые комья удаляли. Затем поливали концентрированным раствором (2÷2.5л/м² поверхности) с одновременным рыхлением на 5-6 см.

Уплотнение осуществлялось автосамосвалами МАЗ 525. Площадь карты составляла 350÷700 м² при толщине слоя 0.3÷0.35 м. В процессе укатки грунт промерзал на 10÷12 см. Перекрытие слоев производилось через 18 ÷20 ч при температуре поверхности карты -12÷15ºС. Поэтому перед отсыпкой последующего слоя предыдущий слой поливали концентрированным соляным раствором для обеспечения межслойного контакта. Применялся также обогрев специальными машинами. Интенсивность укладки достигала 2000 м³/сутки. Подобная технология требует особенно тщательного контроля за качеством работ, за температурными и влажностными режимами. Такая же технология была применена на строительстве временной плотины Колымской ГЭС.

На строительстве Иркутской ГЭС большая часть земляной плотины была отсыпана зимой при температуре ниже минус 25ºС. Песчаный грунт в бурты заготавливали летом. Зимой грунт в буртах промерзал на глубину 0.8÷1.2 м, а внутри температура была выше 10ºC. Грунт отсыпался с интенсивностью, не допускающей его смерзания ни в карьере, ни на карте. Толщина слоя составляла 1.5 м при температуре укладки 8ºС. Перед отсыпкой последующего слоя смерзшуюся часть поверхности рыхлили.

Таким образом, земляные работы не являются сезонными. Их можно вести круглый год. Однако зимой они дороже, поэтому их целесообразность должна быть обоснована технико-экономическими расчетами.