Разработка грунта в зимних условиях

Вусловиях современного круглогодичного строительства при­мерно 20 % объема земляных работ разрабатывают в зимнее время.

В связи повышенной прочностью мерзлых грунтов зимой в несколько раз увеличивается трудоемкость и стоимость их разра­ботки.

Без предварительной подготовки может разрабатываться грунт, промерзший на глубину до: 0,1 м — скреперами и бульдозерами; 0,15 м — экскаваторами - драглайнами; 0,25 м — экскаваторами, оборудованными прямой лопатой, с ковшами вместимостью 0,5...0,65 м³; 0,4 м — то же, но более мощными экскаваторами. В остальных случаях грунт до разработки должен быть предвари­тельно подготовлен одним из следующих способов: предохране­нием от промерзания; оттаиванием; рыхлением.

Предохранение от промерзания заключается в предва­рительной обработке или утеплении грунта до замерзания тепло­изоляционными материалами. Для этого грунт после отвода по­верхностных вод можно разрыхлять или вспахивать с бороновани­ем на глубину до 0,35 м, закрывать местными теплоизоляцион­ными материалами (листва, хвоя, опилки и т.п.), а также устраи­вать снегозадержание.

Оттаивание грунта может осуществляться сверху вниз, сни­зу вверх и по горизонтальному направлению — радиально от на­гревателя.

Наиболее простым (но дорогостоящим) является огневой спо­соб (рис. 5.29), при котором грунт оттаивает сверху вниз благода­ря сжиганию на поверхности замерзшего грунта под колпаком твердого или жидкого топлива. Для оттаивания 1 м³ мерзлого грунта расходуется примерно 130 кг торфа, 50 кг угля, 0,15 м³ дров, 5 кг дизельного топлива.

Рис. 5.29. Схемы оттаивания грунта: а — огневым способом; 6 — паровыми иглами; в, г — горизонтальными и верти­кальными электродами; 1 — камера сгорания; 2 — вытяжная труба; 3 — слой грунта (опилок); 4 — паропровод; 5 — колпак; 6 — скважина; 7 — паровая игла; 8 — электрод; 9 — трехфазная электросеть

Также по направлению сверху вниз грунт можно отогревать горизонтальными электродами. Для создания токопроводящих условий поверхность грунта покрывают опилками, смоченными 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 вертикальны 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 труб располагают нагревательный элемент, который нагревает поверх­ность трубы.

Рыхление грунта может осуществляться взрывным или ме­ханическим способом. Взрывание грунта производят только спе­циально подготовленные рабочие-подрывники. Для этого в грунте пробуривают отверстия — шпуры или нарезают щели, в которые закладываются заряды взрывчатого вещества (ВВ).

Механическое рыхление может осуществляться статическим или динамическим воздействием. Пример статического воздействия — рыхление грунта бульдозерно - рыхлительными агрегатами.

В качестве механизмов для динамического воздействия исполь­зуют дизель-молоты, клин-молоты, машины ударного действия, а также навесное оборудование на экскаваторы (клин и шар- молоты) или гидравлические молоты (рис. 5.30).

Рис. 5.30. Рыхление мерзлого грунта: а — молотом свободного падения; б, в — то же, дизель-молотом и гидромоло­том; г, д— при глубине промерзания до и более 1,5 м; J — молот; 2 — экскаватор; 3 — мерзлый слой грунта; 4 — направляющая штанга; 5 — дизель-молот; 6— гидромолот

Кроме рыхления иногда мерзлые грунты режут на блоки с последующим их удалением тракторами или разработкой экскаваторами. Такой метод особо эффективен в тех случаях, когда недопустимо сотрясение грунта. Для нарезания блоков рекомен­дуются баровые машины с цепным рабочим органом, смонтированном на базе трактора.