Классификация и сущность методов разработки грунтов в зимнее время, в том числе вечномерзлых

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 1

Классификация и характеристика структурно-неустойчивых грунтов.

Особые грунты, природная структура которых при определенных условиях сравнительно резко нарушается:

1. Лессовые - структура нарушается при замачивании их под нагрузкой. Макропористый грунт. Резкое уменьшение объема приводит к просадке - быстро развивающая осадка. Просадочность грунта зависит от его состава, структуры и напряженного состояния. Для каждого слоя лессового грунта определяется относительная просадочность при давлениях, которые он будет испытывать в основании сооружения. По гранулометрическому составу и числу пластичности являются супесями и суглинками СНиП устанавливает II типа просадочности грунтов лессовой толщи:

I тип - когда под действием собственного веса грунта вся толща проседает не более, чем на 5 см.

II тип - когда под действием собственного веса грунта вся толща проседает более, чем на 5 см.

2. Рыхлые пески резко уплотняющиеся при динамических воздействиях (вибрации или сотрясении) Уровень необходимого воздействия, измеряем ускорением, зависит от плотности сложения песка. Критическое ускорение - ускорение при котором начинается уплотнение. Чем больше плотность, тем больше его критическое ускорение.

3. Набухающие грунты - при увлажнении существенно увеличиваются в объеме даже под нагрузкой. Пылевато-глинистые грунты. Минимальное напряжение, при котором прекращается набухание называется давлением набуханием. Набухающие грунты при высыхании дают усадку, что может при вести к деформациям сооружения, особенно выделяющих тепло. 4. Илы и чувствительные глины - резко меняют свои прочностные и деформативных характеристики при нарушении их природной структуры даже без изменения влажности. 5. Торфы и заторфованные грунты (биогенные) - обладают очень большой сжимаемостью и малой прочностью. В наименовании отмечается содержание не полностью разложившихся органических веществ в долях от веса сухого грунта.

6. Техногенные грунты - грунты, являющиеся продуктом производственной деятельности предприятий. Различают специально отсыпанные с уплотнением; намывные;

образованные отходами производства. 7. Мерзлые и вечномерзлые - структура нарушается при оттаивании, вызывая просадку грунта. 8. Скальные и полускальные грунты, обладающие высокой прочностью и малой деформативностью.

Классификация и сущность методов разработки грунтов в зимнее время, в том числе вечномерзлых.

1. Предохранение грунта от промерзания осуществляют рыхле­нием поверхностных слоев, укрытием поверхности различными утеплителями, пропиткой грунта солевыми растворами.

Укрытие поверхности грунта выполняют термоизоляционными материалами, желательно из дешевых местных материалов: древес­ных листьев, сухого мха, торфяной мелочи, соломенных матов, шлака, стружек и опилок, укладываемых слоем 20...40 см непос­редственно по грунту. Поверхностное утепление грунта применяют в основном для небольших по площади выемок.

Рыхление взрывом эффективно при глубинах промерзания 0,4... 1,5 м и более и при значительных объемах разработки мерзлого грунта. Его применяют преимущественно на незастроенных участ­ках, а на застроенных ограниченно — с использованием укрытий и локализаторов взрыва (тяжелых пригрузочных плит). При рыхлении на глубину до 1,5 м применяют шпуровой и щелевой методы, а при больших глубинах — скважинный или щелевой. Щели на расстоянии0,9... 1,2модна от другой нарезают щеленарезными машинами фрезерного типа или баровыми машинами. Из трех соседних щелей заряжается одна средняя; крайние и промежуточ­ные щели служат для компенсации сдвига мерзлого грунта во время взрыва и для снижения сейсмического эффекта. Заряжают щели удлиненными или сосредоточенными зарядами, после чего их за­бивают песком. При взрывании мерзлый грунт полностью дробится, не повреждая стенок котлована или траншеи.

2. Непосредственная разработка мерзлого грунта (без предварительного рыхления) ведется двумя методами: блочным и механиче­ским. Блочный метод основан на том, что монолитность мерзлого грунта нарушается с помощью разрезки его на блоки, которые затем удаляют экскаватором, строительным краном или трактором. Глубина прорезаемых в мерзлом слое щелей должна составлять примерно 80% от глубины промерзания, так как ослабленный слой на границе мерзлой и талой зон не является препятствием для отрыва блоков от массива. Расстояние между нарезанными щелями зависит от размеров кром­ки ковша экскаватора (размеры блоков должны быть на 10... 15% меньше ширины зева ковша экскаватора). Для отгрузки блоков применяют экскаваторы с ковшами вместимостью 0,5 м³ и выше, оборудованные преимущественно обратной лопатой, так как вы­грузка блоков из ковша прямой лопатой сильно затруднена.

Механический метод основан на силовом воздействии на массив мерзлого грунта. Обычные машины применяют при небольшой глубине промер­зания грунта: экскаваторы прямая и обратная лопаты; экскаваторы-драглайны. Для расширения области применения в зимнее время одноков­шовых экскаваторов начато применение специального оборудова­ния: ковшей с виброударными активными зубьями и ковшей с захватно-клещевым устройством. За счет избыточного режущего усилия такие одноковшовые экскаваторы могут послойно разрабатывать массив мерзлого грунта, объединяя процессы рыхления и экскавации в единый. Послойную разработку грунта осуществляют специализирован­ной землеройно-фрезерной машиной, снимающей «стружку» тол­щиной до 0,3 м и шириной 2,6 м. Перемещение разработанного мерзлого грунта производят бульдозерным обору­дованием, входящим в комплект машины.

3. Оттаивание мерзлого грунта осуществляют тепловыми спосо­бами, характеризующимися значительной трудоемкостью и энерго­емкостью. Поэтому тепловые способы применяют только в тех случаях, когда другие эффективные методы недопустимы или не­приемлемы, а именно: вблизи действующих подземных коммуни­каций и кабелей; при необходимости оттаивания промерзшего основания; при аварийных и ремонтных работах; в стесненных условиях (особенно в условиях технического перевооружения и реконструкции предприятий). По виду теплоносите­ля различают следующие основные способы отта­ивания мерзлых грунтов. Огневой способ при­меняют для отрывки зи­мой небольших тран­шей. Для этого эконо­мично использовать звеньевой агрегат, состоящий из ряда металлических коробов в форме разрезанных по продольной оси усеченных конусов, из которых собирают сплошную галерею. Способ электропрогрева основан на пропуске тока через разогре­ваемый материал, в результате чего он приобретает положительную температуру. Основными техническими средствами являются гори­зонтальные или вертикальные электроды. При оттаивании грунта электродами по повер­хности грунта укладывают электроды из полосовой или круглой стали, концы которых отгибают на 15...20 см для подключения к проводам. Паровое оттаивание основано на впуске пара в грунт, для чего применяют специальные технические средства—паровые иглы,представляющие собой металлическую трубу длиной до 2 м, диаметром 25... 50 мм.