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 |