Особенности производства земляных работ в зимнее время. Предохранение грунта от промерзания. Способы оттаивания грунта. Механизированная разработка мерзлого грунта.

Производство земляных работ в зимних условиях допускается, если это обеспечивает эффективность всего строительного процесса и своевременное выполнение строительно-монтажных работ. В этот период разрабатывают выемки и резервы в сухих песках, гравиино-галечных и скальных породах, возводят насыпи из сосредоточенных резервов, разрабатывают сухие выемки глубиной более 3 м из глинистых грунтов, устраивают насыпи из песчаных грунтов на болотах, дренажные прорези, производят вымораживание и т. д. Особенностями проведения земляных работ в зимнее время являются отрицательная температура воздуха, наличие снега и льда. Промерзание грунтов осложняет их разработку, транспортирование, укладку и уплотнение. Удорожание строительства, вызываемое зимними работами, должно компенсироваться.

Выполнение земляных работ в зимний период позволяет продлить строительный сезон и вместе с тем повысить темпы строительства и обеспечить равномерное использование рабочих средств механизации. При этом производство работ в этих условиях не должно приводить к снижению качества, устойчивости и долговечности .В летнее время должны быть подготовлены основания под насыпи — расчищены полосы от леса с корчевкой пней, убраны валуны, спланировано и уплотнено естественное основание. Кроме того, подготавливаются грунтовые карьеры и выемки, которые будут разрабатываться зимой (корчевка деревьев, срезка кустарника, строительство подъездных путей, устройство теплоизолирующих слоев на поверхности карьеров и выемок). Прочностные показатели мерзлого грунта зависят от его влажности и продолж-ти воздействия –t⁰С. Способы, связанные с разработкой мерзлых грунтов, делятся на 3 группы: предотвращение замерзания грунтов, оттаивания и мех разрушения. Предотвращение замерзания грунтов достигается сохранением в них внутр тепла, поступающего из недр. В состав таких мероприятий входят вспахивание, утепление, засоление. Вспахивание пов-ти производится плугами или фрезами на глубину до 30 см в двух взаимно ^ напр-ях. Вспашка и боронирование нарушает верт сплошность грунтовых капилляров, затрудняя процесс тепло - и влагопереноса. Эффективно в течение 1-2 мес при t_ср до –3⁰С. Утепление пов-ти грунта осущ-ся теплоизоляционными мат-ми (пенопластом, шлаковатными матами, слоем опилок, шлака и т. д.). Применяется такой способ на небольших ровных площадках. Эффект тот же, что и при вспахивании. Засоление грунтов – смешивание предварительно разрыхленного верхнего слоя грунта с минер. солями соляной (азотной) кислоты или же в поливке рас-ром этих солей пов-ти грунта с целью последующей пропитки. Пропитка повт-ти осущ-ся за 2-3 мес до установления –t⁰С. Способы оттаивания замерзших грунтов применяются при небольших объемах зем работ и сравнительно небольшой глубине их промерзания. В зав-ти от направления тепл. потока оттаивание грунта ведется сверху вниз, снизу вверх и в радиальном направлении. Наиболее распространенный способ сверху вниз – огневой. В качестве топлива: дрова, уголь, кокс, жидкое топливо (мазут, соляра). ''+'' – простота и малая трудоемкость. ''-'' – непроизводительная трата тепла в окружающую среду. Электроразогрев – горизонтально укладываются электроды, обсыпанные теплоизолирующими токопроводящими материалами. Наиболее эффективно верт расположение электродов. Электрохимический способ – на пов-ти оттаиваемого грунта делают неглубокие борозды во взаимно ^ напр-иях. В местах пересечений в грунт погружают электроды, а сами борозда заполняют раст-ром солей. В рез-те происходит разогрев грунта встречными потоками. ''-'' – трудоемкость операций по бурению скважин. Оттаивание мерзлого грунта в радиальном направлении производится при пароразогреве, теплоноситель пропускается через спец устр-ва, помещенные в толщу грунта. В качестве таких устр-в могут использоваться паровые или водяные иглы. Данные кон-ции, передавая тепло окружающему грунту в гор плоскости, оттаивают в виде цилиндров. При удалении игл друг от друга на расс-ние, не превышающее радиуса действия игл достигается сплошное оттаивание массива. Сущность мех способа заключается в разрушении мерзлого грунта машинами, оснащенными спец рабочими органами, или же взрывным способом. Возможна разработка грунта расчленением на куски правильной геометрической формы путем разрезания общего массива баровыми машинами с цепными барами (фрезами). В качестве основных машин, на которых монтируются рабочие органы – рыхлители, используются краны-экскаваторы и бульдозеры. При небольшой глубине промерзания разрушение грунта производится клин - или шар-бабой (стальными болванками массой до 2т), сбрасываемых с высоты 2-4м. В связи со случайным положением точек падения этот способ наименее эффективен. Более широкое распространение получили клин-молоты, внедряемые в мерзлый грунт копровыми установками, оснащенными паровыми или дизельными молотами, электроразрядными молотами и др. этот способ обеспечивает рыхление слоя грунта толщиной до 1, 3м. В связи с появлением новых мощных тракторов стало широко применяться рыхление мерзлого грунта рыхлителями – специальными мощными криволинейными рычагами, внедряемыми в грунт на большую глубину (до 1м). Число рычагов может быть от 1 до 5. При малой глубине промерзания разработка мерзлого грунта осуществляется обычными одноковшовыми экскаваторами, экскаваторами, оборудованными обратной лопатой, ковш которой снабжен ''активными'' зубьями в виде клина, продольно перемещающегося под воздействием пневматического устр-ва. 2 способа взрывания: на встряхивание и на выброс. В 1 случае достигается лишь нарушение сплошного массива, а разрушенный грунт удаляется с места взрыва мех средствами. Во 2 случае энергия взрыва выбирается из расчета разрушения грунта и откидывания продукта разрушения за пределы выработки.