Разработка грунта в зимних условиях

Разработка грунта в зимних условиях позволяет вести строительство круглый год, тем самым существенно сократить сроки производства работ при незначительном удорожании затрат машинного времени.
Значительная часть территории расположена в зонах с продолжительно и суровой зимой. Однако строительство здесь ведется круглый год, в связи с чем примерно 20 % общего объема земляных работ приходится выполнять при мерзлом грунте. При замерзании грунта его механическая прочность значительно возрастает и затраты машинного времени на его разработку увеличиваются в несколько раз, что приводит к удорожанию работ. В то же время временные выемки в мерзлом грунте можно разрабатывать без откосов; даже при наличии водонасыщенных слабых грунтов нет необходимости в шпунтовых ограждениях и водоотливе.

Таким образом, общее удорожание земляных работ, выполняемых в мерзлых грунтах, может быть не таким уж значительным. При каком состоянии грунта -талом или мерзлом-следует разрабатывать данную выемку, решается в каждом отдельном случае с учетом всех конкретных местных условий: климатических, мерзлотно-грунтовых и гидрогеологических, вида земляных работ, увязки по срокам с другими строительными работами и др.

Разрабатываемый мерзлый грунт состоит из отдельных комьев, образует много пустот и плохо поддается уплотнению. Поэтому применять его для устройства насыпей, как правило, не рекомендуется. Иногда грунт укладывают во временные отвалы, расположенные вблизи проектируемой насыпи. В этих отвалах грунт оттаивает, после чего его укладывают в насыпь, что также повышает трудоемкость и стоимость работы по возведению этого сооружения.

В районах, где грунты находятся в талом состоянии большую часть года, наиболее целесообразно вести земляные работы при талом состоянии грунта( за исключением грунтов, сильно насыщенных водой, неустойчивых-плывунов и т.п). В зоне расположения вечномерзлых грунтов, находящихся в талом на поверхности состоянии лишь меньшую часть года, необходимо разрабатывать грунты в мерзлом состоянии.Земляные работы в зимнее время осуществляют следующими тремя основными методами.

При первом методе проводят предварительную подготовку грунтов с последующей их разработкой обычными методами. При втором -мерзлые грунты нарезают предварительно на блоки; При третьем-мерзлые грунты разрабатывают без их предварительной подготовки.Эффективность каждого метода определяется объемом работ, метеорологическими, гидрогеологическими условиями, наличием необходимых машин и механизмов, энергоресурсов.

Окончательно тот или иной способ разработки грунта в конкретных условиях может быть выбран только путем сравнения различных вариантов их разработки. Различают следующие способы предварительной подготовки грунтов для разработки в зимних условиях: предохранение грунта от промерзания, оттаивание мерзлого грунта, предварительное рыхление мерзлого грунта.

◊Предохранение грунта от промерзания.

Известно что наличие на дневной поверхности термоизоляционного слоя уменьшает как период, так и глубину промерзания.После отвода поверхностных вод можно устроить термоизоляционный слой одним из следующих способов.

1.Рыхление грунта.

2. Защита поверхности грунта термоизоляционными материалами.Утепляющий слой может быть выполнен из дешевых местных материалов: древесных листьев, сухого мха, торфяной мелочи, соломенных матов, шлака, стружек и опилок, укладываемым слоем 20…40 см непосредственно по грунту.В условиях средней полосы европейской части Российской Федерации  слой опилок толщиной 45 см может предохранять грунт от промерзания до середины февраля.В последнее время в качестве утеплителя применяют быстротвердеющую пену ( пенопласт), обладающую высокой пористостью .Слой пены толщиной 30…50 см отдаляет начало замерзания грунта на 1,5…2 мес. Пену приготовляют и наносят пеногенерирующими установками. Поверхностное утепление грунта применяют в основном для небольших по площади выемок .

3. Оттаивание мерзлого грунта способами снизу вверх и сверху вниз.
4. Блочный метод разработки грунтов.

Рисунок-1. Блочная разработка грунта

Блочная разработка грунта

а- нарезка щелей баровой машиной; б – то же, с извлечением блоков трактором; в – разработка котлована с извлечением блоков мерзлого грунта при помощи крана; 1 – слой мерзлого грунта; 2 – режущие цепи (бары); 3 – экскаватор; 4 – щели в мерзлом грунте; 5 – нарезанные блоки грун­та; б – перемещаемые с площадки блоки; 7 – стоянки крана; 8 – транспортное средство; 9 – кле­щевой захват; 10 – строительный кран; 11 – трактор

Блочный метод разработки мерзлых грунтов заключается в том, что монолитность мерзлого грунта нарушается с помощью разрезки его на блоки, которые затем удаляют экскаватором, строительным краном или трактором ( рис-1). Грунт разрезают на блоки по взаимно перпендикулярным направлениям. При малой глубине промерзания ( до 0,6 м) достаточно сделать только продольные прорезы.

Глубина прорезаемых в мерзлом грунте щелей должна составлять примерно 0,8 от глубины промерзания, так как ослабленный слой на границе мерзлой и талой зон не является препятствием для отрыва блоков от массива.Расстояния между нарезанными щелями зависит от размеров кромки ковша экскаватора( размеры блоков должны быть на 10…15 % меньше ширины зева ковша экскаватора.

Для отгрузки блоков применяют экскаваторы с с ковшами вместимостью от 0,5 м³ и выше, оборудованные преимущественно обратной лопатой, так как выгрузка блоков из ковша прямой лопатой очень затруднена. Доля нарезки щелей в грунте применяют оборудование различных видов, устанавливаемое на экскаваторах и тракторах.

Рисунок-2. Баровая установка

Баровая установка

Экскаватор, оборудованный ножом на рукоятке обратной лопаты вместо ковша, делает прорези на себя по принципу работы обратной лопаты. Длина прорези зависит от типа экскаватора, а ширина прорезаемой щели доходит 15 см. Машиной можно вести нарезку и отгрузку грунта при смене оборудования. Нарезать щели в мерзлом грунте можно также с помощью роторных экскаваторов, у которых ковшовый ротор заменен фрезерующими дисками, снабженными зубьями.

Для этой же цели применяют дискофрезерные машины, являющиеся навесным оборудованием к трактору. Для нарезки щелей в мерзлом грунте применяют также наиболее эффективные баровые машины, рабочий орган которых состоит из врубовой цепи, смонтированной на базе трактора или траншейного экскаватора. Баровые машины прорезают щели глубиной 1,3…1,7 м. Достоинство цепных машин по сравнению с дисковыми -относительная легкость замены наиболее быстро изнашивающихся частей рабочего органа-сменных зубьев, вставляемых во врубовую цепь.

РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.