52. Технология ведения земляных работ в зимних условиях.

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.

Для успешной разработки грунтов в зимнее время и подготовки мерзлого слоя к экскавации применяют следующие способы:

- предохранение грунтов от промерзания;

- оттаивание (поверхностное, радиальное и глубинное;

- экскаваторную обработку, в том числе специальным сменным оборудованием;

- механические (динамическими и статическими рыхлителями, блочный способ).

Грунты, подлежащие разработке в зимнее время, нужно предохранять от промерзания следующим образом:

- до наступления морозов грунты, подлежащие разработке зимой, защищают от промерзания укладкой слоя материала с низкой теплопроводностью, рыхлением (вспашкой) или обработкой солями, понижающими температуру замерзания воды;

- в процессе производства работ уплотняющий слой снимают только на участке, достаточном по своим размерам для работы СКМ в течение смены, с таким расчетом, чтобы отрытый грунт до его разработки не успел промерзнуть;

- разрабатывать грунт следует на максимально сжатом фронте работ.

В качестве теплоизоляц-х мат-лов применяются отходы с/х производства (солома, опилки), водяные, полимерные пены. Наиболее эффект-й способ - механическое рыхление, глубина которого зависит от вида грунта, суровости климата данного региона и предполагаемого срока разработки грунтов.

Способ защиты грунтов от промерзания и технологию его разработки выбирают путем технико-экономического сравнения различных вариантов, возможных в данных условиях.

Один из способов предохранения грунта от замерзания — обработка его химическими добавками, понижающими температуру замерзания воды. Чаще всего для этой цели применяют соли СаС12 и NaCl. Обработка грунта заключается в розливе на его поверхности растворов этих солей. Проникая в грунт, соляные растворы снижают температуру замерзания влаги, находящейся в грунте, и этим защищают его от промерзания. Слой грунта, пропитанный соляными растворами, в свою очередь, защищает от промерзания нижележащие слои. Этот способ обработки фунтов применяют при необходимости задержать промерзание на короткий срок в начале зимы или в комплексе с другими способами: рыхлением грунта, усиленным снегозадержанием или устройством утепляющих слоев из дешевых местных материалов.

Мерзлые грунты можно оттаивать огневым способом (применяются теплоотражающие экраны при разработке траншей), с помощью электр-го тока (при электрооттаивании снизу-вверх в мерзлый грунт забиваются электроды, при этом заглубляются в талый грунт на глубину 10-15 см, не доходя до пов-ти грунта 50см ток отключ-ся и дальнейшее оттаивание осущ-ся за счет накопленного в теле грунта тепла.

При оттаивании сверху-вниз пов-ть грунта покрывается слоем опилок, смоченных 5% раствором хлорида натрия. Электроды погруж-ся на глубину 10-15см.

При паровом оттаивании грунта пробуриваются скважины, в которые заглубляются паровые иглы.

При производстве взрывных работ необходимо заранее рассчитать величину заряда, т. е. количество взрывчатых веществ, закладываемых в одном месте. Величина заряда ВВ, предназначенного для взрыва определенного объема грунта, зависит от ряда факторов:

расположения заряда по отношению к дневной (открытой поверхности) грунта;

прочности грунта;

вида применяемых взрывчатых веществ и формы заряда;

заданного выброса (задан ли взрыв на выброс или же только на рыхление);

количества или взаимного расположения зарядов и т. д.

Рис. 8.45. Схема расположения шпуров при рыхлении мерзлых фунтов взрывами:

Н — глубина забоя; Л — толщина мерзлого слоя; I, — расстояние между шпурами; 12 — расстояние между рядами шпуров.

В ряде случаев дробить мерзлые грунты взрывами нельзя по условиям техники безопасности: на территории населенных пунктов и промышленных предприятий, вблизи линий связи, железных дорог, линий электропередач и т. д.

В таких условиях обычно применяют механическое рыхление мерзлых грунтов машинами. Рабочие органы машин разрушают монолитные слои мерзлых грунтов ударами, резанием или сколом. В зависимости от назначения и конструктивных особенностей все машины можно разделить на две группы.

К первой группе относятся землеройные и землеройно-транс-портные машины, предназначенные в основном для выполнения земляных работ в летнее время, но имеющие прочность рабочего оборудования и мощность двигателей, достаточные для рыхления мерзлых грунтов, залегающих слоями ограниченной толщины (в большинстве случаев менее 20-40 см). К таким машинам относятся экскаваторы (прямая лопата) с геометрической вместимостью ковша более 0,5—1,0 м3 и бульдозеры, преимущественно гусеничные, с мощностью двигателей от 90 кВт и более.

Ко второй группе относят машины, имеющие оборудование, специально .предназначенное для рыхления мерзлых грунтов. Таким оборудованием являются тяжелые металлические отливки шаровой или клинообразной формы, мощные прицепные или навесные рыхлители, баровые машины. С их помощью можно разрыхлять слои мерзлого грунта толщиной 0,8-1,4 м, а иногда и более.

Наиболее простой вид оборудования для рыхления мерзлых грунтов ударной нагрузкой — чугунные или стальные шары-молоты (рис. а) массой 1,5-4 т, которые подвешивают на канате к стреле крана или экскаватора и затем сбрасывают на разрыхляемый грунт с высоты 3—5 м и более. Более совершенным подвесным оборудованием к экскаваторам являются различные клин-молоты (рис. б), представляющие собой массивные металлические отливки, имеющие в нижней части острый угол.

Недостатками применения свободно падающих отливок любой формы, закрепленных на тросе, являются низкая производительность, износ троса и самого экскаватора.

Рис. Ударное оборудование экскаваторов:

а — шар-молот; б — клин-молот; 1 — подъемный канат; 2 — тяговый канат

Во всех случаях разработки мерзлых грунтов необходимо учитывать дальнейшее использование его после рыхления. Выбор машин и оборудования для рыхления мерзлых грунтов определяется в основном глубиной промерзания, прочностью мерзлого слоя и стоимостью производства работ. В начале зимнего периода может быть использовано большинство из перечисленных выше машин и оборудования. При малой толщине мерзлых слоев чаще всего используют экскаваторы и бульдозеры. Этими машинами производят как рыхление мерзлых поверхностных слоев, так и разработку расположенных ниже талых грунтов.