21. Технологические особенности разработки грунтов в зимнее время

Особенность разработки грунта в мерзлом состоянии заключается в том, что при замерзании грунта механическая прочность его возрастает, а разработка затрудняется. Зимой в несколько раз увеличивается трудоемкость и стоимость разработки грунта, ограничивается применение некоторых механизмов – экскаваторов, бульдозеров, скреперов, грейдеров, в то же время выемки зимой можно выполнять без откосов. В зависимости от конкретных местных условий используют следующие методы разработки грунта:

- предохранение грунта от промерзания с последую­щей разработкой обычными методами;

- оттаивание грунта с разработкой его в талом состоянии;

- разработка грунта в мерзлом состоянии с предва­рительным рыхлением;

- непосредственная разработка мерзлого грунта.

Предохранение от промерзания заключается в пред­варительной обработке или утеплении грунта до замерзания теплоизоляционными материалами: листвой, торфом, опилками, шлаком и специальной пеной. Для этого грунт после отвода поверхностных вод можно разрыхлять или вспахивать с боронованием на глубину до 0,35 м, закрывать местными теплоизоляционными материалами, а также устраивать снегозадержание.

Оттаивание грунта может осуществляться сверху вниз, снизу вверх и по горизонтальному направлению — радиально от нагревателя. Данный способ является дорогим и трудоемким, поэтому его применяют при небольших объемах земляных работ.

В практике используют несколько способов оттаива­ния грунта. Наиболее простым (но дорогостоящим) является огневой способ, при котором грунт оттаи­вает сверху вниз благодаря сжиганию на поверхности замерзшего грунта под колпаком твердого или жидкого топлива.

Также по направлению сверху вниз грунт можно отогревать горизонтальными электродами. Для создания токопроводящих условий поверхность грунта покрывают опилками, смоченными в солевом растворе. Затем отогретый грунт становится проводником тока, а опилки способствуют сохранению тепла.

Прогревание мерзлого грунта электротоком снизу вверх можно осуществить, если имеется возможность погрузить вертикальные электроды ниже уровня промерзания грунта.

Примером отогревания грунта в радиальном направ­лении может служить оттаивание паровыми иглами или электронагревателями. В первом случае пар, проходя между двумя трубами отдает тепло грунту через наружную трубу; во втором — внутри трубы располагают нагревательный элемент, который нагревает поверхность трубы.

Рыхление грунта может осуществляться взрывным или механическим способом. Взрывной способ наиболее эффективен при глубине промерзания свыше 0,8 м. Для этого в грунте пробуривают отверстия — шпуры или нарезают щели, в которые закладываются заряды взрывчатого вещества.

Способы разработки грунтов в зимнее время, их характеристика и условия применения

Разработка грунтов в зимнее время (без предвари­тельного рыхления) может осуществляться двумя способами – блочным и механическим.

Блочный способ применяется для больших площадей. Он основан на том, что монолитность мерзлого грунта нарушается за счет разрезки его баровой машиной.

Крупноблочный метод для разработки небольших котлованов, а также вблизи зданий. При этом методе блоки массой 4...10 т отрываются и сдвигаются от талого основания бульдозерами, затем погружаются кранами в самосвалы.

Механический способ основан на силовом, а чаще в сочетании с ударным или вибрационным воздействии на массив мерзлого грунта. Для разработки грунта используются обычные землеройные и землеройно-транспортные машины и машины со специально разработанными для зимних условий рабочими орга­нами.

Разработка мерзлых грунтов машинами ударного действия. При разработке котлована комплект машин может состоять из рыхлителя МНС-2 (машины непре­рывного скола) и гидравлического экскаватора, оборудованного обратной лопатой с ковшом вмести­мостью 0,5 м³.

Грунт можно рыхлить дизель-молотом с клином, закрепленным на экскаваторе, с последующей разра­боткой грунта экскаватором, оборудованным прямой или обратной лопатой.

Грунт также рыхлят гидромолотами, навешиваемыми в качестве сменного рабочего оборудования на гидравлические экскаваторы. Ими можно рыхлить не только мерзлые, но и скальные грунты, асфальтобе­тонные покрытия и т. п. Мерзлый грунт разрабатыва­ется слоями толщиной 40...60 см при производитель­ности от 5...6 до 20...25 м³/ч.

Разработка мерзлых грунтов статическими рыхлите­лями. Это гидравлические механизмы захватно-клещевого типа статического действия, которые позволяют совместить операции по рыхлению мерзлого грунта с обычной экскавацией.

При обратной засыпке котлованов и траншей в зимнее время пазухи между стенками котлована и возведенными в нем фундаментами надо засыпать грунтом, содержащим мерзлых комьев не более 15 % общего объема засыпки; засыпать пазухи внутри зданий мерзлым грунтом запрещается.

При прокладке трубопроводов траншею на 0,5 м выше трубы засыпают талым грунтом. Верхнюю часть траншеи можно засыпать мерзлым грунтом, не содержащим комьев размерами более 5...10 см. Для засыпки траншей в пределах проездов с твердым покрытием применять мерзлый грунт нельзя.