III. Искусственное ограждение выемок от грунтовых вод
Выемки грунтов при проходке слоев со значительным притоком воды могут быть осуществлены под защитой водонепроницаемой ледяной стены из замороженного грунта или при помощи тиксотропных противофильтрационных экранов.
Искусственное замораживание грунтов применяется при разработке выемок в плывунах в целях создания временной водонепроницаемой ледяной стены.
Тиксотропные экраны делают из бентонитовых глин или из простых глин, смешанных с цементом в соотношении 1:2.
Бентонитовые глины поглощают воду в 7 раз больше собственной массы и после водонасыщения загустевают, приобретая водоотталкивающие качества.
4. ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ
I. Общие сведения
Зимой структура грунта меняется, и технология земляных работ резко отличается. Иногда зимние условия способствуют земляным работам (пр., в болотах, илистых грунтах, насыщенных водой).
Характер зимнего замерзания и оттаивания грунтов на Урале и в Сибири.
промерзание грунта
|
УГВ
|
|
|
|
|
|
|
|
ноябрь |
декабрь |
январь |
февраль |
март |
апрель |
май |
За счет грунтовых вод весной грунт подтаивает снизу, поэтому в момент оттаивания грунтовые воды повышаются.
Первые кристаллы льда в грунтовой воде появляются при t = –0,1 ºС (грунта). Замерзание грунта начинается с – 6 ºС и ниже. В рыхлых грунтах (песок, супесь) вода замерзает при t = –2–5 ºС, в глинистых t = –7–10 ºС.
Температура внутри грунта распределяется в зависимости от глубины.
Глубина промерзания грунта зависит:
– от влажности – максимальное промерзание при влажности 30–40 % и это приводит к пучению грунтов;
– от уровня грунтовых вод – чем ближе к поверхности грунтовые воды, тем меньше глубина промерзания;
– от характера зимы и времени выпадения снега.
Глубину промерзания грунта можно определить по следующей формуле:
,
где:
Н – глубина промерзания;
k – коэффициент, учитывающий особенности грунта:
глина = 1; суглинок = 1,06; супесь = 1,08; песок = 1,12.
,
где:
z – число дней зимы до расчетного дня;
t – средняя температура наружного воздуха за период от начала зимы до расчетного дня.
Кроме того, глубину можно определить по специальным графикам. Но чаще всего определяют в натуре.
II. Предохранение грунта от промерзания
Вообще, предохранять грунт от промерзания очень сложно. Наиболее простым является вспашка на глубину 25–35 см; боронование на глубину 15–20 см; снегозадержание толщиной 0,5–1 м. Кроме того, можно укрывать торфом, сухой листвой, шлаком. Обязательно делать водоотвод поверхностных вод. Нельзя укрывать опилом.
Выполняют водо-воздушное покрытие пеной при помощи пеногенераторных установок слоем 30–40 см (снижает глубину промерзания в 10 раз). Выполняют глубокое рыхление экскаватором до 1,5 м.
Но утепление грунта целесообразно в первой половине зимы.