32.Разработка мерзлых грунтов.Прелдохранение грунта от промерзания
Разработка мерзлых грунтов производится следующими способами: прогрев грунта — горизонтальными поверхностными и вертикальными глубинными электродами, паровыми и водяными циркуляционными иглами; рыхление — взрывом; механическое рыхление и ручная разработка. Наибольшее распространение получил способ механического рыхления.
Для обеспечения безопасной разработки мерзлого грунта ударной нагрузкой необходимо ограждать опасную зону. Если по условиям работы ограждение опасной зоны обеспечить невозможно, необходимо устанавливать защитные сетки для ограничения разлета кусков грунта.
Исследование принятых в практике строительства методов дробления мерзлых грунтов показало, что наиболее эффективным является метод разрушения мерзлых грунтов динамической ударной нагрузкой — скалыванием.
Для рыхления мерзлых грунтов ударной нагрузкой применяют копры и экскаваторы, стрелы которых снабжены ударными инструментами в виде шар- или клин-бабы; масса и форма их выбираются в зависимости от сопротивления грунта рыхлению.
Клин-баба представляет собой цельнометаллическую стальную отливку весом 1,5—4 т, подвешиваемую к тросу экскаватора при помощи серьги. При рыхлении грунта клин-бабой сбрасываемый с высоты 4—5 м металлический шар или клин, скользя по поверхности мерзлого грунта, может задеть машину или находящихся вблизи людей. Поэтому при рыхлении и разработке мерзлых грунтов экскаватором с клин-бабой вблизи проездов, проходов и на застроенной территории необходимо устанавливать переносный забор для защиты от раздела комьев мерзлого грунта.
Менее опасным и более эффективным средством для рыхления мерзлого грунта является дизель-молот с клином, установленный на бульдозере, экскаваторе или погрузчике.
Для направления дизель-молота под требуемым углом применяется направляющая. Наиболее безопасными машинами, работающими по принципу крупного скола мерзлого грунта, являются трехклинные рыхлители.
Способы предохранения грунта от промерзания зависят от вида грунта и его влажности. Чем больше влажность и меньше пористость, грунта, тем больше он промерзает. Глинистые грунты промерзают при более низкой температуре и обладают большей прочностью, сопротивляемостью резанию и рыхлению, чем песчаные и гравелистые.
При промерзании увлажненные глинистые и пылева-то-иловатые грунты вспучиваются, а скальные не изменяют свой объем и прочность. Для предохранения грунта от промерзания в зимний период на участке будущего котлована осенью ведут перекрестное (двойное) рыхление на глубину 30...40 см с перекрытием разрыхленной полосы на 20 см. Сверху выполняют боронование на глубину 10...15 см.
Грунт от промерзания предохраняется не только на площади будущего котлована, но и вокруг него с шириной полосы, равной глубине промерзания. Грунт, подлежащий разработке в последней трети зимы (особенно супесчаный и гравелистый), необходимо взрыхлить на глубину до 1 м, используя для этого, навесные более мощные гусеничные рыхлители (например, ДП-9С, ДП-9С1 и ДП-10С на базе тракторов ДЭТ-250М и Т-330).
Глубина промерзания грунта зависит от величины отрицательной температуры и количества морозных дней. Чтобы не повысить теплопроводность грунта, нельзя допускать заполнения его пор водой. Для этого разрыхленный грунт в осенний период времени защищают от увлажнения поверхностными водами, а в зимний период на площади заборонованного грунта устраивают снегозадержание с помощью щитов или производят искусственное увеличение толщины слоя снега до 1,5 м, перемещая его с соседних участков.
Рыхление предохраняет грунт от промерзания в течение первой трети зимы, а снегозадержание или утепление — в течение первой и второй трети зимы. В зависимости от климатической зоны и местных условий поверхность грунта, подлежащего разработке зимой, осенью покрывают каким-либо теплоизоляционным материалом: опилками, шлаком, торфом, а также щитами с утеплителем (сотопласты и поропласты).
Эффективным способом предохранения грунта от промерзания является также нанесение на его поверхность в осенний период сплошного слоя пористой полимерной пены толщиной 250...300 мм с помощью пеногенерирующей установки ПГК-2М.
Грунт в основании траншеи предохраняют от промерзания с помощью деревянных щитов, уложенных сверху траншеи и засыпанных слоем снега 15... 100 см.
В средней полосе России, где температура на поверхности грунта под снежным покровом не ниже минус 15 градусов С, целесообразно применять для защиты грунта от промерзания химический способ, используя для этого иодобромистую воду, технический хлористый натрий или отходы химических предприятий, содержащие водорастворимые сдли (сильвинитовые отвалы Соликамского, Березниковско-го и Солигорского калийных комбинатов).
Возможность применения этого способа должна быть проверена с учетом агрессивного воздействия отходов химических производств на подземные коммуникации зданий и сооружений.