Тема 6 «Производство земляных работ в зимних условиях»

Рассматриваемые вопросы:

1. Свойства мерзлых грунтов и особенности производства работ

2. Предохранение грунта от промерзания

3. Рыхление мерзлых грунтов

4. Оттаивание мерзлых грунтов

5. Возведение земляных сооружений в зимних условиях

1. Свойства мерзлых грунтов и особенности производства работ

При отрицательных температурах наружного воздуха происходит смерзание грунтов.

Основными свойствами мерзлых грунтов являются: повышенная механи­ческая прочность и возрастающие пластические деформации при оттаивании, пучинистость и резко увеличивающееся электросопротивление. Эти свойства проявляются по-разному в зависимости от температуры, влажности и вида грунта.

Грунты скальные, гравийные и крупнозернистые песчаные невлагоемки, поэтому они почти не смерзаются, и зимняя их разработка мало отличается от летней.

Грунты пылеватые, глинистые, супесчаные и мелкозернистые пески при замерзании значительно изменяют свои свойства.

Повышенная механическая прочность рыхлых мерзлых грунтов обуслов­ливает предварительную подготовку их для разработки в зимнее время путем предохранения от промерзания, рыхления или оттаивания.

Пластические деформации влажных, мерзлых пылеватых, глинистых, супесчаных и песчаных грунтов резко увеличиваются при повышении темпера­туры Поэтому при наступлении весны или продолжительной оттепели зимой необходимо крепить стенки разрабатываемых котлованов и траншей.

Пучинистостью отличаются тонкодисперсные грунты — пылеватые глины и суглинки. При оттаивании вспученные грунты дают осадку. По­этому глинистые грунты допускаются для отсыпки насыпей в зимнее время при влажности их, не превышающей границы раскатывания.

Глубину сезонного промерзания грунта определяют на основании данных метеорологических станций. Нормативная глубина сезонного промерзания суг­линистых грунтов для центральных районов страны составляет 1,1—1,4 м, а для супесей и мелких песков, содержащих в порах воздух, — вдвое меньше.

Для более быстрого оттаивания промерзших грунтов необходимо при на­ступлении теплого периода времени убирать снеговой покров в местах разра­ботки грунта.

В зимнее время целесообразно разрабатывать экскаваторами выемки в су­хих песчаных, гравелистых и предварительно разрыхленных взрывами скальных грунтах и отсыпать из них насыпи, а также сооружать выемки массовыми взрывами на выброс. Особенно целесообразно в условиях сурового климата зимой выполнять работы, требующие в теплый период года водоотвода и водо­отлива: устройство штолен и глубоких дренажных прорезей при осушении, отсыпка насыпей на болотах, удаление торфа из болот экскаваторами и взры­вами на выброс, разработка мокрых глинистых выемок и котлованов с промора­живанием дна и откосов. В этом случае разработка грунтов облегчается и удешевляется производство работ.

Нецелесообразно выполнять в зимних условиях разработку мелких вы­емок и резервов, отсыпку невысоких насыпей, планировочные и отделочные земляные работы.

2. Предохранение грунта от промерзания

Предохранение грунта от промерзания обеспечивает более низкую стоимость производства земляных работ в зимних условиях по сравне­нию с предварительной подготовкой грунтов к разработке рыхлением или от­таиванием.

Мероприятия по предохранению грунта от промерзания должны прово­диться до наступления заморозков. Способ предохранения грунта от промерза­ния выбирается в зависимости от местных климатических условий и календар­ных сроков производства работ. В центральных районах страны при планиро­вании разработки грунта в первой трети зимнего периода предусматриваются осеннее вспахивание и боронование грунта. Если разработка грунта намечает­ся во второй трети зимы, то применяется перекрестное рыхление, а при разработке в последней трети зимы — глубокое рыхление или окучива­ние предохраняемой площади. Во всех случаях необходимо снегозадер­жание.

Вспахивание производится тракторными плугами и рыхлителями на глу­бину не менее 35 см с последующим боронованием на 15—20 см. Во вспаханном и заборонованном слое образуются поры, заполненные воздухом и уменьшающие теплопроводность грунта; теплоизоляционные свойства вспаханного грунта, покрытого снегом, увеличиваются. Для получения большей толщины снегового покрова снег сгребают бульдозерами в валы или устанавливают переносные снегозадерживающие щиты. Снежные валы или ряды щитов располагают перпендикулярно направлению господствующих ветров на расстоянии друг от друга, равном 10—15-кратной высоте вала или щита.

Перекрестное рыхление производится на глубину 35 см при помощи тракторного рыхлителя двукратным проходом его по двум взаимно перпендикулярным направлениям. При этом каждая последую­щая проходка должна перекрывать предыдущую, ранее разрыхленную, на 20 см.

Глубокое рыхление выполняется путем перелопачивания грунта на глу­бину 1,3—1,5 м одноковшовым экскаватором, оборудованным прямой или об­ратной лопатой, совместно с бульдозером, а также многоковшовым роторным экскаватором. Образующаяся при этом пористость грунта и гребенчатая его поверхность, задерживающая снег, способствуют предохранению грунта от промерзания.

При окучивании по контуру предохраняемого участка экскаватором-драг­лайном выбирают грунт на глубину до 1,5 м и укладывают его на отепляемую площадь в валы высотой до 5 м.

Небольшие площади грунта предохраняют от промерзания слоем утепли­теля — опилок, торфа, сена, шлака и других утеп­лителей — толщиной от 20 до 50 см в зависимости от глубины промерзания разрабатываемого грунта.

Основания небольших котлованов или недлинных траншей могут предо­храняться от промерзания укладываемыми на поверхность земли деревянными щитами, засыпаемыми слоем снега толщиной 10—15 см, благодаря чему в кот­ловане или траншее сохраняется плюсовая температура (2—3°).