Разработка мёрзлых грунтов. Сравнительный анализ.

Для мерзлых грунтов характерным является значительное увеличение трудоемкости их разработки за счет повышенной механической прочности. В зависимости от конкретных местных условий разработку грунта в зимних условиях осуществляют методами:

1. В мерзлом состоянии с предварительным рыхлением.

2. Предохранение фунта от промерзания с последующей обработкой обычными

методами.

3. Непосрсдственная разработка мерзлого фунта.

4. Оттаивание грунта и его разработка в талом состоянии. Предохранение

фунта от промерзания. Рыхление поверхностных слоев. Укрытие поверхности различными утеплителями. Пропитка фунта солевыми растворами. Рыхление грунта - в результате рыхления верхний слой фунта приобретает рыхлую структуру с замкнутыми, заполненными

воздухом, которая обладает достаточными термоизоляционными свойствами. Укрытие поверхности грунта. Термоизоляционные материалы - листья, сухой мох, соломенные маты, шлак, опилки. Поверхностное утепление грунта применяют только на небольших по площади выемках. Рыхление мерзлого грунта - механическим или взрывным методом. Механическое рыхление - резание, раскалывание, скол слоя мерзлого фунта статическим или механическим воздействием. Статическое воздействие - непрерывное режущее усилие в грунте рабочим органом - зубом. Трактор - тягач. Гидравлические экскаваторы с рабочим органом - зубом рыхлителем. Возможность послойной

разработки фунта делает статические рыхлители применимыми независимо от глубины промерзания. Динамическое воздействие. Молоты свободного падения (шар или клин, подвешенный на канате к стреле экскаватора ). Молоты направленного действия (дизель-молоты ).

Рыхление взрывом. Щели нарезают шеленарезными машинами фрезерного типа или баровыми машинами. Из трех соседних щелей заряжается одна средняя, крайние и промежуточные щели служат для компенсации сдвига мерзлого фунта во время взрыва и для снижения сейсмического эффекта. Удлиненные или сосредоточенные заряды, забивают песком. Непосредственная разработка мерзлого грунта.

Блочный метод - монолитность мерзлого грунта нарушается разрезки его на блоки, которые затем удаляют экскаватором, строительным краном, трактором. Разрезка по взаимноперпендикулярным направлениям. Механический метод - силовое воздействие на массив мерзлого грунта. Специальное оборудование - ковши с виброударными активными зубьями и ковши с захватно - клещевым устройством.

Оттаивание мерзлого грунта. Тепловые способы очень трудоемкие и энергоемкие. По направлению распространения теплоты в грунте:

1.оттаивание сверху вниз - неэффективен, так как источник теплоты размещается в зоне холодного воздуха, что вызывает большие потери теплоты, но требует минимальных подготовительных работ. 2 снизу вверх - необходимость выполнения трудоемких подготовительных операций,

3 по радиальному направлению - от вертикально установленных элементов, погруженных в грунт - этот способ по своим экономическим показателям занимает промежуточное положение. По виду теплоносителя:

1. огневой способ -звеньевой агрегат, состоящий из ряда металлических коробов в форме разрезанных усеченных конусов, из которых собирают сплошную галерею. В первом

конусе сжигают твердое или жидкое топливо. Вытяжная труба последнего короба обеспечивает тягу, благодаря которой продукты сгорания проходят вдоль галереи и прогревают расположенный под ней грунт.

2.Способ электропрогрева - пропуск тока через разогреваемый материал. При оттаивании грунта горизонтальными электродами по поверхности фунта укладывают электроды из

полосовой или круглой стали, концы электродов отгибают для подключения к проводам. Оттаивание вертикальными электродами -стержни из арматурной стали с заостренными нижними концами. При оттаивании сверху вниз необходимо систематически убирать снег и

устраивать опилочную засыпку, пропитанную солевым раствором - расход энергии немного ниже, чем при способе горизонтальных электродов

3.Паровое оттаивание. Паровые иглы. Металлическая труба с наконечником с отверстиями. Иглы соединяют с паропроводом гибкими резиновыми шлангами - этот метод требует в 2 раза больше расхода теплоты, чем метод глубинных электродов. Оттаивание электронагревателями - электроиглы. Стальные трубы с нагревательным элементом внутри изолированным от корпуса трубы.

№ 16