Производство земляных работ в зимних условиях. Разработка мерзлых грунтов.

Особенности разработки грунтов зимой

Зимой разрабатывается 15-25 % от общего объема разрабатываемого грунта. При отрицательных температурах стоимость и трудоемкость работ возрастают за счет:
1) необходимости дополнительных мероприятий (оттаивание, рыхление, предохранение от промерзания и т.д.);
2) сложных условий для работы машин.

Изменение свойств грунтов в результате замерзания:

1. Увеличение механической прочности, max – у влажных песчаных грунтов;
2. Пучение – следствие расширения замерзшей воды в порах, max – водонасыщенные связные грунты (суглинки, пылеватые);
3. Разрыхление мерзлого грунта намного больше, чем у талого. Кост ≈ Кпер.

Мерзлые грунты обладают следующими основными свойствами: повышенной механической прочностью, пластическими деформациями, пучинистостью и повышенным электросопротивлением. Проявление этих свойств зависит от вида грунта, его влажности и температуры. Песчаные, крупнозернистые и гравийные грунты, залегающие мощным слоем, как правило, содержат мало воды и при отрицательных температурах почти не смерзаются, поэтому их зимняя разработка почти не отличается от летней. При разработке зимой котлованов и траншей в сухих сыпучих грунтах они не образуют вертикальных откосов, не пучинятся и не дают просадок весной. Пылеватые, глинистые и влажные грунты при замерзании значительно меняют свои свойства. Глубина и скорость промерзания зависит от степени влажности грунта. Земляные работы зимой осуществляются следующими методами:

1. Предохранение грунтов от промерзания с последующей разработкой обычным способом. Применяется в начальный период зимы, не требует дополнительных затрат энергии, т.е. относится к ресурсосберегающим методам. Может быть использован только непродолжительный период, до наступления устойчивых отрицательных температур.

Мероприятия:

предварительное рыхление

глубокое рыхление

укрытие поверхности теплоизоляционными материалами

Наиболее простой способ защиты поверхности грунта от промерзания состоит в утеплении его термоизоляционными материалами; для этого используются торфяная мелочь, стружки и опилки, шлак, соломенные маты и т. п., которые укладываются слоем 20-40 см непосредственно по грунту. Поверхностное утепление применяют в основном для небольших по площади выемок.

Для значительных по площади участков применяется механическое рыхление, при котором грунт вспахивается тракторными плугами или рыхлителями на глубину 20-35 см с последующим боронованием на глубину 15-20 см.

2. Предварительная подготовка грунта к разработке. Применяется при небольших объемах работ или незначительной глубине промерзания грунта.

Мероприятия:

оттаивание грунта и его последующая разработка (в талом виде) - оттаивание сверху вниз, снизу вверх, в радиальном направлении;

рыхление мерзлого грунта с дальнейшей разработкой

Предварительная подготовка грунта для разработки зимой заключается в оттаивании мерзлого грунта и предварительном рыхлении мерзлого грунта.

Механическое рыхление мерзлого грунта при глубине промерзания до 0,25 м производится тяжелыми рыхлителями. При промерзании до 0,6-0,7 м при отрывке небольших котлованов и траншей применяют так называемое рыхление раскалыванием. Ударные мерзлоторыхлители хорошо работают при низких температурах грунта, когда для него характерны хрупкие деформации, способствующие его раскалыванию под действием удара. Для рыхления грунта при большой глубине промерзания (до 1,3 м) используется дизель-молот с клином. Разработка мерзлого грунта резанием заключается в нарезке взаимно перпендикулярных борозд глубиной, составляющей 0,8 глубины промерзания. Размер блока должен быть на 10-15% меньше размера ковша экскаватора.

Оттаивание мерзлого грунта осуществляется при помощи горячей воды, пара, электрического тока или огневым способом. Оттаивание является наиболее сложным, трудоемким и дорогим способом.

3. Непосредственная разработка мерзлого грунта (без предварительной подготовки)

Эффективность разработки грунтов зимой зависит:

от правильного выбора способа разработки,

от метео - и гидрологических условий,

от объема работ и наличия необходимых машин и механизмов

Дата добавления: 2015-08-03