Оттаивание мерзлого грунта

Лекция 10

Разработка грунтов в зимних условиях.

Методы разработки мерзлых грунтов.

Машины для разработки мерзлых грунтов.

Разработка грунтов в зимних условиях.

В строительстве из общего объема земляных работ от 20 до 25% выполняется в зимних условиях, при этом доля грунта, разрабатываемого в мерзлом состоянии, остается постоянной - 10-15% с возрастанием из года в год абсолютного значения этого объема. Следовательно, оптимизация технологии земляных работ в зимних условиях является существенным резервом повышения эффективности строительного производства.

При отрицательных температурах замерзание воды, содержащейся в порах грунта, существенно изменяет строительно-технологические свойства нескальных грунтов. Глубина промерзания зависит от температуры воздуха, длительности воздействия отрицательных температур, рода грунта и др.

В мерзлых грунтах значительно увеличивается механическая прочность, в связи с чем разработка их землеройными машинами затрудняется или вообще невозможна без подготовки.

Методы разработки грунтов

Предварительная подготовка грунта для разработки выполняется одним из следующих способов:

- предохранением грунта от промерзания и последующей разработкой обычными методами;

- оттаиванием мерзлого грунта;

- разработка мерзлого грунта с предварительным рыхлением грунта;

- непосредственная разработка мерзлых грунтов.

Предохранение грунта от промерзания

Уменьшение глубины промерзания позволяет сократить дополнительные затраты, связанные с производством земляных работ в зимнее время, и достигается созданием теплоизоляции на участке разработки или химическим методом-пропиткой грунта солевыми растворами, понижающими температуру замерзания воды в порах грунта. Грунт защищают от промерзания, если заблаговременно известно месторасположение выемки.

От промерзания грунты могут быть предохранены устройством водоотводов, задержанием снега на площадях, предназначенных для разработки; при малосвязных грунтах (на небольших участках) — покрытием поверхности грунта торфом, опилками, шлаком, соломой, листвой.

Толщина этого слоя определяется расчетом и зависит от теплоизоляционных свойств утеплителя, характеристики утепляемого грунта, а также периоды зимы, в котором намечено выполнение земляных работ. Так, для средней полосы РФ толщина (в см) слоя опилок или торфа для утепления глинистых грунтов, подлежащих разработке в ноябре, составляет 15, в декабре — 25, в январе — 35, в феврале — 40 и в марте — 45.

Оттаивание мерзлого грунта

Оттаивание мерзлых грунтов применяют при незначительных объемах работ, в стесненных условиях, труднодоступных местах и в тех случаях, когда невозможно использовать более экономичные и менее энергоемкие способы.

Сущность метода оттаивания заключается в том, что теплота, передаваемая в слой мерзлого грунта, растапливает лед в его порах и обращает грунт в талое состояние.

Способы оттаивания:

1. По виду энергии:

- тепловая (прогреванием паром, горячей водой или огневым способом);

- электрическая (горизонтальными и вертикальными электродами);

- энергия химических реакций;

2. По виду теплоносителя:

- воздух;

- пар;

- вода.

Оттаивание мерзлого грунта

Огневой способ наименее экономичен, но благодаря простоте находит применение и при аварийно-ремонтных работах. Отогревание грунта агрегатом может быть произведено на жидком или газовом топливе.

Агрегат для оттаивания грунта:   1 — головная секция короба из стали 6 8 — 10 мм; 2— торцовая заслонка; 3— форсунка; 4— шланг для горючего; 5 — бачок для горючего; 6 — паровой шланг; 7 — патрубок для заливки воды; 8 — паровой бачок из стали 6—8 мм или из трубы И 200—250 мм; 9 — промежуточные секции коробов из стали 3—. 4 мм; 10 — вытяжная труба 22 см и длиной 2,5 м из стали б =3—4 мм; 11 – хвостовой короб