§ 2. Предохранение грунтов от промерзания

Грунты, подлежащие разработке в зимнее время, предохраняют от промер­зания различными способами: вспахи­ванием, в том числе с последующим боро­нованием и снегозадержанием; глубоким рыхлением; утеплением теплоизо­ляционными материалами; покрытием быстротвердеющей пеной (пенопластом); введением в грунт химических реагентов (хлористого кальция, хлористого нат­рия и т. п.) и др.

Мероприятия по предохранению грун­тов от промерзания осуществляют позд­ней осенью, перед наступлением замороз­ков, а по предохранению оснований тран­шей и котлованов — немедленно после выемки из них грунта.

Вспахивание и снегозадержание при­меняют в средней полосе СССР для утеп­ления участков грунта, подлежащих разработке в первой трети зимы. Для вспашки верхнего слоя земли исполь­зуют плуги и статические рыхлители.

Одним из эффективных способов пре­дохранения грунтов от промерзания яв­ляется их предварительное глубокое (до 1,5 м) рыхление. Образующаяся при рых­лении гребенчатая поверхность задер­живает снег, который, в свою очередь, также защищает грунт от промерзания.

Глубина промерзания разрыхленного слоя, даже в суровую зиму, значительно меньше глубины промерзания грунта в естественном состоянии (h% ~ 0,5h_np). Порядок разрыхления участков должен быть увязан с последующей его разра­боткой. Глубокое рыхление рекоменду­ется применять для малосвязных (супеси) и гравелистых грунтов на участках, раз­рабатываемых в последнюю треть зимы.

Предварительно грунт рыхлят (позд­ней осенью) экскаватором, оборудован­ным прямой лопатой, а затем раскиды­вают зачерпнутый грунт (рис. II 1.22, а). Сначала лобовой проходкой при работе в отвал роется траншея глубиной 1,3... ...1,5м. Последующей проходкой (боко­вой) эта траншея засыпается грунтом вновь образуемой траншеи и т. д. Таким

Рис. III.22. Предохранение грунта от промерзания и оттаивание мерзлого грунта: it — предохранение грунта методом перелопачивания; б — то же, методом окучивания (/, // — проходки); Е'< — установка для оттаивания грунта жидким топливом; г — схема расположения паровых игл; а — водяная Ьягла; е — электрическая игла; ж — горизонтальные электроды; з — вертикальные электроды для прогрева 1грунта способом снизу-вверх; / — начальная проходка; 2 — оси проходок; 3 — дополнительная проходка; I — топливный бак; 5 — секции короба; 6 — шланг для подачи топлива; 7 — форсунка; 8 — головная сек-■ЯЯ короба; 9 — утеплитель; 10, 11 — наружная и внутренняя стальные трубы; 12 — электронагревательная нхромовая спираль; IS — электроды; 14 — верхний слой утепления; 15 — слой опилок; 16 — мерзлый грунт; 17 — снежный покров; 18 — незамерзший грунт; В и В — ширина котлована и выемки

образом по верху будущего котлована создается слой разрыхленного грунта толщиной 0,3...0,4 м, который задержи­вает на поверхности снег, предохраняю­щий грунт от промерзания. Дополнитель­ная проходка за пределами котлована засыпается. Зимой мерзлая корка разрых­ленного грунта легко разрабатывается экскаватором.

При ширине будущей выемки не более 12 м можно применить окучивание (рис. 111.22, б).

Небольшие поверхности грунта защи­щают от промерзания утеплением тепло­изоляционными материалами (опилками, соломой, сеном, камышитом, шлаком, листьями и т. д.). Площадь утепленного грунта, подлежащего разработке в раз­ные месяцы зимы, должна иметь соот­ветственно разную толщину слоя утеп­ляющих материалов, определяемую по соответствующим формулам.

Все более широкое применение в каче­стве теплоизоляционного материала находит быстротвердеющая пена, наноси­мая на поверхность грунта с наступ­лением устойчивой отрицательной тем­пературы воздуха. Быстротвердеющая пена (пенопласт) обладает высокой по­ристостью и в замерзшем виде хорошо предохраняет грунт от промерзания. Слой пены толщиной 30...50 см отдаляет начало замерзания грунта на полтора-два месяца. Толщину пенопласта можно принимать из расчета 10... 15 см на 1000 градусо-дней отрицательной температу­ры. Пену приготовляют и наносят с по­мощью пеногенерирующих установок.

Химический способ предохранения грунта применяется в условиях средней и южной полосы страны, где температу­ра на поверхности грунта под слоем сне­га не опускается ниже —15 °С. Осенью соль (технический хлористый натрий или хлористый калий) укладывают на очищенную поверхность грунта или вно­сят в грунт на глубину 10...25 см ин­фильтрацией соляного раствора с поверх­ности, а также инъецированием его в грунт (при наличии тяжелых глинистых грунтов). Требуемое количество водного раствора солей и их концентрацию оп­ределяют расчетом.

Агрессивное воздействие солей на стро­ительные конструкции и повышенная электропроводимость пропитанных со-

лями грунтов, усиливающая влияние -блуждающих токов на подземные соору­жения, ограничивают применение хи­мического способа предохранения грун­тов от промерзания (и оттаивания).