11.4. Захист ґрунтів від промерзання

Існуючі способи розробки мерзлих ґрунтів характеризуються великою трудомісткістю й значно підвищують ціну виконання робіт. Тому набагато ефективніше (для глинистих, суглинних й інших зв’язних ґрунтів) утеплювати ґрунти від промерзання до настання стійких морозів.

Способи запобігання ґрунту промерзанню базуються на зменшенні теплопровідності його поверхневих шарів. Вибирається той або інший спосіб залежно від місцевих кліматичних умов і календарних строків виконання робіт і відповідно обґрунтовується в проекті виконання робіт. У табл. 11.4, наводяться рекомендовані будівельними нормами й правилами (БНіП) заходи щодо запобігання промерзанню ґрунту залежно від намічуваних строків його розробки.

Одним зі способів захисту ґрунту від промерзання є оранка верхнього шару з наступним його боронуванням, що необхідно для захисту шарів від вивітрювання. Повітря — поганий провідник тепла, тому, накопичуючись у порах розпушеного ґрунту, він захищає його нижні шари від промерзання. Для оранки застосовують дорожні дво- чотирикорпусні плуги Д-30, ДК-30 і ТЗОП із шириною захвату 60–120 см, а також трьох- і п’ятисошнікові або роторні спушувачі марок Д-80, Д-6 і Д-48 із шириною захвата відповідно 200, 128–163, 158 см. Як тягові засоби застосовують трактори ДТ-54, Т-150, К-750 й ін. Боронують ґрунт важкими боронами слідом за оранкою на глибину 15–20 см з обов’язковим забезпеченням стоку атмосферних вод з усією площі ділянки, що утеплена. Наступним, також досить ефективним способом є перехресне розпушування.

Таблиця 11.4

Способи захисту ґрунту від промерзання

Плановий час розробки ґрунту	Спосіб захисту від промерзання ґрунту	Товщина оброблюваного шару ґрунту в см	Застосовувані механізми
Перша третина зими	Орання ґрунту з наступним боронуванням; утримання снігового покриву	до 35	Плуги або вспушувачі на тракторній тязі
Друга третина зими	Перехресне розпушування	35	Тракторні багатостійкові спушувачі
Остання третина зими	Глибоке розпушування механізмами	130–150	Роторні або ковшові екскаватори

Спушують ґрунт у поздовжньому й поперечному напрямках на глибину 35 см дворазовим проходом спушувача. При цьому кожна наступна проходка повинна перекривати попередню на 20 см.

Глибоке розпушування роблять за допомогою роторних або одноковшевих екскаваторів з ємністю ковша 0,3–0,65 м³. Воно полягає в перелопачуванні ґрунту шляхом послідовних проходок екскаватора. Ґрунт, вийнятий при першій проходці екскаватора й покладений у тимчасовий відвал за межами майданчика, який утеплюють, і по закінченні розпушування переміщається бульдозером або скрепером у траншею, що залишилася від останньої проходки екскаватора. При надлишках ґрунту, розроблюваного на сусідніх ділянках або майданчиках будівництва й призначеного на вивіз, траншею від останньої проходки екскаватора можна заповнювати цим ґрунтом. Спосіб глибокого розпушування, незважаючи на свою ефективність, у той же час не економічний, тому що значні (з огляду на глибину розробки 1,3–1,5 м) обсяги ґрунту доводиться двічі піддавати екскавації.

У деяких випадках застосовується спосіб підгортання ґрунту, який доцільний при розробці ділянок невеликої ширини (у межах подвійного перекидання екскаватора). При цьому способі ґрунт розробляють на глибину до 1,5 м переважно за допомогою екскаватора-драглайна й укладають у вали на майданчик, який утеплюють, з наступним розрівнюванням бульдозером по всій поверхні. Укоси траншей з боку ділянки, що утеплюється, повинні бути вкриті шаром ґрунту.

Не ущільнений сніг який не злежався, як і повітря, є поганим провідником тепла. Цю його властивість використовують для захисту ґрунту від промерзання, створюючи штучний сніговий покрив товщиною 1,2–1,5 м. Для снігозатримання за допомогою бульдозерів або грейдерів влаштовують вали із ґрунту або снігу. Початкова висота снігового вала повинна бути не меншою 0,5 м. Затримувати сніг можна також за допомогою щитів розміром 1,5–2 м, які виготовляються з місцевих будівельних матеріалів або несортової деревини. Встановлюються щити перпендикулярно напрямку пануючих вітрів з 30–50 % просвітів для ослаблення тиску вітру й запобігання перекиданню їх. Відстань між валами або лініями щитів повинна бути не більше 10–15-кратної висоти вала або щита. Такий спосіб захисту ґрунту рекомендується застосовувати на ділянках із природним покривом, що мають значну площу.

Для вкриття ґрунту можна застосовувати також місцеві теплоізоляційні матеріали в повітряно-сухому стані (листя, торф, тирсу, солому, стружку, шлаки й т.п.), які є надійними й ефективними утеплювачами, що охороняють ґрунт від промерзання до останньої третини зими. Цей спосіб може бути ефективний для утеплення невеликих ділянок у районах із середніми мінусовими температурами.

До інших найбільш відомих методів захисту ґрунтів від промерзання відноситься обробка їх хлористим натрієм (кухонна сіль), хлористим кальцієм або розчином сульфітно-спиртової барди. На 1 м³ ґрунту варто вводити 1 кг хлористого натрію, 0,5 кг хлористого кальцію або 2,5 л сульфітно-спиртової барди. Утеплювати ґрунт від промерзання добавками зазначених солей рекомендується в тому випадку, коли його розробка планується в першій третині зими.

При розробці траншей і котлованів у зимових умовах ґрунт необхідно утеплювати слідом за його розробкою. Для цієї мети можна застосовувати місцеві теплоізоляційні матеріали, які видаляються одночасно із зачищенням основи безпосередньо перед влаштуванням фундаментів або укладанням труб.