10. Описание работ нулевого цикла в зимнее время.

При глубине промерзания грунта менее допустимой глубины до разработки одноковшовым экскаватором, разработку котлована можно осуществлять без применения каких-либо других мероприятий. При этом производительность землеройных машин снижается.

Так как экскаваторный забой промерзает с кровли и откоса забоя, а также с его лобовой части, то разработка мерзлого грунта одноковшовым экскаватором ведется по четырём схемам:

1. Вдоль мёрзлого грунта (при различной глубине ковша от отрытой

поверхности);

2. Попрек мёрзлого грунта (в пределах его);

3. Поперёк мёрзлого слоя (начиная с мёрзлого слоя, то есть с подбоем);

4. Под углом к мёрзлому слою в откосе забоя.

Допустимая для разработки одноковшовыми экскаваторами глубина мёрзлого слоя ориентировочно определяется по следующей формуле:

h_д=α₁∙q/k_сх,

где α₁=0,4 (для II группы) – коэффициент, зависящий от группы грунта в не мёрзлом состоянии;

k_сх – коэффициент, зависящий от схемы копания мерзлого грунта в забое (1…0,5);

e=0,65 м³ – объём ковша;

h_д=0,4*0,65/1=0,26 м.

При глубине промерзания грунта более допустимой глубины для разработки одноковшовым экскаватором, учитывая объём земляных работ и климатические условия при производстве работ в зимнее время, наиболее эффективно применение следующих методов разработки мерзлых грунтов.

1. Рыхление мёрзлых грунтов гидромолотами.

Мёрзлый грунт разрабатывается слоями толщиной по 40…60 см при производительности от 5…6 до 20…25 м³/ч (зависит от типа гидромолота).

2. Взрывной способ рыхления.

Эффективен при глубине промерзания свыше 0,8 м. Рыхление ведется с использованием шпуровых и щелевых зарядов.

Разрабатываемый котлован делится на захватки: на первой разрыхленный грунт разрабатывается экскаватором; на второй, где грунт также разрыхлен, работы согласно условиям безопасности не производят; на третьей ведут буровые и взрывные работы.

Возможно предохранение грунтов от промерзания вспахиванием с последующим боронованием или глубоким перелопачиванием.

Вспашку производят рыхлителями на глубину 30…35 см с последующим боронованием на глубину 15…20 см. Такая обработка поверхности в сочетании с естественно образующимся снеговым покровом отдаляет начало промерзания грунта до 1,5 месяцев.

Глубокое перелопачивание грунта при помощи экскаватора на глубину 1,3…1,5 м позволяет продлить срок экскавации незамёрзшего грунта на 1…2 месяца и уменьшить глубину промерзания почти в 2 раза.

Описание работ по устройству фундаментов в зимнее время

Рекомендуемые способы бетонирования в зимних условиях.

№ п/п	Минимальная температура воздуха, 0С, до	Способ бетонирования
1	2	3
1	15	Термос, в том числе с применением противоморозных1 добавок и ускорителей твердения
2	25	Обогрев в греющей опалубке. Предварительный разогрев бетонной смеси
3	40	Обогрев в греющей опалубке. Периферийный электроподогрев

Модуль поверхности конструкции М_п=4,37 м^-1 (отношение охлаждаемой поверхности конструкции к её объёму).

Настоящие условия и методы выполняются в период производства бетонных работ при ожидаемой температуре наружного воздуха ниже 5 ⁰С и минимальной суточной температуре ниже 0 ⁰С.

Приготовление бетонной смеси следует производить в обогреваемых бетоносмесительных установках, применяя подогретую воду, оттаянные или подогретые заполнители, обеспечивающие получение бетонной смеси с температурой не ниже требуемой по расчету. Допускается применение неотогретых сухих заполнителей, не содержащих наледи на зернах и смерзшихся комьев. При этом продолжительность перемешивания бетонной смеси должна быть увеличена не менее чем на 25% по сравнению с летними условиями.

Способы и средства транспортирования должны обеспечивать предотвращение снижения температуры бетонной смеси ниже требуемой по расчету.

Состояние основания, на которое укладывается бетонная смесь, а также температура основания и способ укладки должны исключать возможность замерзания смеси в зоне контакта с основанием. При выдерживании бетона в конструкции методом термоса, при предварительном разогреве бетонной смеси, а также при применении бетона с противоморозными добавками допускается укладывать смесь на неотогретое непучинистое основание или старый бетон, если по расчету в зоне контакта на протяжении расчетного периода выдерживания бетона не произойдет его замерзания. Продолжительность вибрирования смеси должна быть увеличена не менее чем на 25% по сравнению с летними условиями.

Неопалубленные поверхности конструкций следует укрывать паро- и теплоизоляционными материалами непосредственно по окончанию бетонирования.

Выпуски арматуры забетонированных конструкций должны быть укрыты или утеплены на высоту (длину) не менее чем на 0.5 м.

Перед укладкой бетонной (растворной) смеси поверхности полостей стыков сборных железобетонных элементов должны быть очищены от снега и наледи.

Контроль прочности бетона следует осуществлять, как правило, испытанием образцов, изготовленных у места укладки бетонной смеси. Образцы хранящиеся на морозе, перед испытанием надлежит выдерживать 2...4 ч при температуре 15…20 ⁰С.

Допускается контроль прочности производить по температуре бетона в процессе его выдерживания.

Метод термоса. Доставленную на площадку бетонную смесь температурой 25…45 ⁰С укладывают в опалубку. Сразу после окончания бетонирования все открытые поверхности конструкции укрывают слоем теплоизоляционного материала.

Применение противоморозных добавок. Бетоны с небольшим количеством противоморозных добавок хлористых солей (до 2%), поташа и нитрита натрия (до 5% от массы цемента) готовят на подогретых заполнителях и горячей воде. При этом температура бетонной смеси на выходе из смесителя должна быть в пределах 25…35 ⁰С, снижаясь к моменту укладки до 20 ⁰С. Такие бетоны применяют при температуре наружного воздуха -15…-20 ⁰С. Укладываются они в утепленную опалубку и после виброуплотнения закрываются слоем теплоизоляции.

Предварительный электропрогрев бетонных смесей (метод «горячего» термоса). Электропрогрев смеси ведут током промышленной частоты и напряжением 380 В. Температура разогретых смесей на портландцементах колеблется в пределах 70…90 ⁰С, время разогрева порции 5…10 мин.

Для замедления процесса загустевания от повышенных температур в смесь вводят пластифицирующие добавки (сульфито-дрожжевую бражку (СДБ), винсол, мылонафт, абиетат натрия и др.).

Для уменьшения теплопотерь электроразогрев бетонной смеси ведут в специально оборудованных бадьях. Емкость бадей колеблется в пределах 0.5…2 м³. Количество бадей подбирается исходя из сменного потока бетонной смеси, вида транспортных средств, типа крана и т.п. На объекте вблизи бетонирования оборудуют пост предварительного электроразогрева смеси – горизонтально спланированную площадку с сетчатым ограждением по периметру высотой 1.5…1.7 м. На площадке устанавливают бадьи для электроразогрева. Щит управления разогревом выносят за ограждение.

Бетонную смесь из транспортных средств разгружают в электроразогревные бадьи и равномерно разгружают между электродами, для чего кратковременно включают вибраторы на бадьях. Для уменьшения теплопотерь бадьи утепляют, а с наветренной стороны у поста разогрева ставят деревянные щиты.

Корпуса бадей с бетонной смесью заземляют и присоединяют к ним нулевые провода от питающей сети, затем подключают к сети эти электроды. Для контроля за температурой разогрева в бетонную смесь устанавливают термометры или термодатчики. После проверки надежности контактов обслуживающий персонал выходит за ограждение, и на электроды подают напряжение. По достижении заданной температуры смеси напряжение отключают, и бадьи со смесью подают к месту бетонирования. Укладывать бетонную смесь необходимо быстро и непрерывно. С целью снижения теплопотерь промежуточные перегрузки бетонной смеси недлпустимы, высоту свободного падения уменьшают до 1.5 м.

Для выдерживания конструкции можно применить метод термоса, если температура наружного воздуха не ниже -20…-25 ⁰С. При более низких температурах бетон необходимо дополнительно обогревать.

Обогрев в греющей опалубке (термоактивной) – контактный электропрогрев. Термоактивную опалубку устанавливают в блок бетонирования отдельными щитами вручную или укрупненными панелями с помощью кранов. Крепят щиты и панели так же, как и в летних условиях («Монолит-72», «Тяжстрой-78» и др.).

После закрепления щитов подсоединяют их и панели к электрической сети. С этой целью используют установки ЦНИИОМТП для питания термоактивной опалубки и управления режимом бетонирования. Они состоят из понизительного трансформатора, системы разводки, щита управления и помещения дежурного электрика или оператора.

При необходимости перед бетонированием прогревают арматуру и ранее уложенный слой.

Минимальная температура укладываемой смеси +5 ⁰С. Укладывают её обычными методами. При этом принимаются мера против повреждения электрокабелей, а также против увлажнения утеплителя.

Для снижения теплопотерь и защиты от снега блоки бетонирования следует укрывать брезентом, а бетонную смесь подавать через люки в покрытии. Перерывы в бетонировании не должны превышать 1.5…2 ч. Так как бетонирование ведется послойно, термоактивную опалубку включают поярусно, начиная с нижних слоев.

Для уменьшения потерь влаги и тепла открытые бетонные поверхности укрывают полиэтиленовой плёнкой или рубероидом, утепляют шлаковатой, опилками или пенополистирольными плитами.

Щиты или панели термоактивной опалубки по окончании термообработки открывают осторожно ручными винтовыми домкратами или с помощью кранов и специальных отрывных устройств, выдерживают под покрытием из пленки или под инвентарными тепляками.

Периферийный прогрев (электродный прогрев). Используют поверхностные электроды – полосовые, с двусторонним размещением на наружной поверхности конструкции, шириной 2…5 см, из кровельной стали толщиной 1…2 мм при напряжении 49…85 В; из стержней диаметром 6…8 мм при 106 В. Необходимую температуру прогрева бетона поддерживают изменением напряжения, периодическим отключением и включением всего прогрева или части электродов.

Оборудование для электропрогрева состоит из трехфазного трансформатора, распределительного устройства с главным и групповыми щитками и софитов.

От распределительных устройств ток подают к софитам.

Прогрев начинают при температуре 5…10 ⁰С током напряжением 50…60 В, увеличивая его ступенями по мере твердения бетона до 106 В. Скорость подъёма температуры не должна превышать 8 ⁰С/ч. Бетон укладывают в конструкцию так, чтобы исключить возможность температурных напряжений. Прогрев бетона целесообразно вести до получения 50 или 70% прочности бетона от марочной.

По мере бетонирования все открытые поверхности укрывают теплоизоляционными материалами. Для предотвращения пересушивания открытые поверхности закрывают водонепроницаемыми плёнками.

При возобновлении прогрева бетона после перерывов включают повторно электроды на участке конструкции, примыкающей к вновь уложенному бетону. Необходимо следить за сохранностью защитного слоя, удалять с поверхности плит и балок воду и цементное молоко, а также обеспечить полный контакт бетонируемой поверхности с электродами.

При прогреве необходим постоянный контроль за напряжением прогрева, силой тока и температурой. Температуру в первые 3 ч каждый час, в последующем – через 2…3 ч. Температуру наружного воздуха замеряют 3 раза в сутки.

Перед бетонированием проверяют правильность установки электродов и их замеры. Перед включением прогрева необходимо проверить правильность установки и подсоединения электродов, надежность контактов, расположение датчиков температуры, качество утепления. Надежность контактов проверяют после включения прогрева и переключения напряжений.