Зимняя разработка грунтов

РАЗРАБОТКА ГРУНТОВ В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ

При планировании земляных работ в зимнее время намечается использование одного из трех возможных способов:

1) предохранение грунта от промерзания;

2) разработка мерзлого грунта после предварительного снижения его механической прочности;

3) разработка мерзлого грунта без снижения его прочности.

Выбор того или иного способа зависит от глубины промерзания, высоты снежного покрова и намечаемых сроков производства работ.

Предохранение грунтов от промерзания. Если разработка намечена на первую треть зимы, когда грунт промерзнет незначительно, то в предзимний период производят вспахивание грунтов на глубине 35…40см с последующим боронованием на глубину до 15 см. Далее производят снегозадержание. Толщина снежного покрова на утепляемой площади определяется по специальным формулам или номограммам предложенных М.В. Иевлевым. Если разработка намечена на вторую треть зимы, то с помощью многостойковых рыхлителей производят перекрестное рыхление с последующим боронованием. При этом в первом и втором случае необходимым условием является толщина снежного покрова в регионе не менее 40 см.

Рис. 3.13. Схема перекрестного рыхления

Если разработка грунта намечена на конец зимы, то в предзимний период производят глубокое перелопачивание грунта с помощью экскаваторов на глубину порядка 1,2…1,5м. При этом из первой зоны грунт перемещают в отвал, из второй в первую и т.д. а затем производят разравнивание грунта.

Рис. 3.14. Технологическая схема утепления карьера перелопачиванием грунта экскаватором:

1 – проходки экскаватора; 2 – граница карьера поверху; 3 – слои рыхлого грунта; 4 – неразрыхленный грунт; 5 – отвал грунта

Кроме выше перечисленных методов, широко используются для утепления (синтетические) искусственные утеплители, например, пенопласт, пенольт, синтетические нетканые материалы. В частности пенопласт можно укладывать на утепляемую поверхность в виде щитов площадью 2,5…3 м2 с проклейкой его по швам специальной лентой. Или пенопласт наносится на заданную площадь слоем определенной толщины из шлангов поливомоечных машин.

В этом случае он готовится на месте.

Для уплотнения небольших площадей можно использовать засоление технической солью NaCl. Можно использовать опилки, торф и другие подручные материалы.

Основание небольших котлованов и траншей утепляют путем укладывания на их поверхность щитов, засыпаемых сверху снегом.

Рыхление мерзлых грунтов.При необходимости мерзлый грунт перед разработкой разрыхляют. В транспортном строительстве, наиболее часто для этой цели используют взрывной способ (взрыв на рыхление). Работы в этом случае осуществляют на двух захватках. На одной из них производят бурение шпуров, их зарядка и осуществление взрывных работ. На другой захватке уборка взорванной породы. Рыхление производят с таким расчетом, чтобы взорванный грунт был убран максимально за три смены, что исключает его повторное смерзание. Крупные глыбы дополнительно дробят во время последующих взрывов. Для рыхления можно использовать механические способы (баровые машины, одно и многостойковые рыхлители, а при ограниченном фронте работ клинмолоты, вибромолоты и т.д.). Применяют также оттаивание грунта, для этого используют забиваемые в грунт электроды, пар, горячую воду, а также тепло получаемое при сжигании топлива под специальными сферическими коробами. Данные способы являются достаточно энергоемкими и поэтому их используют только в случае необходимости (при разработке мерзлого грунта рядом с линиями коммуникаций, трубопроводами и т.п.). Куски разрыхленного грунта не должны превышать 2/3 толщины отсыпаемого слоя (20 см).

В отдельных случаях разработка мерзлого грунта возможна без предварительного разрыхления. Например, экскаваторы с оборудованием прямая и обратная лопата могут снабжаться сменными ковшами активного действия. У таких ковшей вместо зубьев смонтированы вибромолоты, которые приводятся в действие от расположенного рядом компрессора. При вибрации происходит разрушение мерзлого грунта, а затем осуществляется его уборка. При использовании обычных экскаваторов допускаются глубины промерзания:

 прямые лопаты:

Vк =0,65м2  h £20см

Vк =1м3  h £35¸40см

 драглайны:

Vк = 1м3  h £15см

Скреперы могут срезать стружку мерзлого глинистого грунта не более 5 см, а в песчаных (дренирующих) грунтах до 20¸30см.

При использовании экскаваторов, грунт необходимо разрабатывать лобовым забоем. Работы по возможности следует вести в три смены, не допуская больших перерывов. При вынужденных перерывах (метели, низкие температуры) грудь забоя необходимо утеплять. Можно использовать пенопластовые плиты. В зимнее время не рекомендуется вести разработку мелких выемок (до трех метров в нескальных грунтах), возводить насыпи из резервов, устраивать неглубокие канавы. В сухих песчаных, гравелистогалечниковых и скальных грунтах выемки разрабатывают на нужный профиль. В остальных, понизу на полную ширину, а на откосах ступеньками, которые дорабатываются весной с наступлением положительных температур.