Технология и организация строительства объектов природообустройства
Глубина промерзания грунта в большой степени зависит от вида грунтов, их влажности, длительности морозного периода (рис. 60, в).
Глубину промерзания грунта получают по данным метеостанций, а при их отсутствии вычисляют приближенно по формуле А. Н. Будникова (или других авторов):
, где
λ- коэффициент теплопроводно
сти грунта, Вт /(м ○ С).
Т- средняя из среднемесячных температур воздуха в зимний период;
n- число дней с отрицательной температурой;
С- коэффициент уменьшения глубины промерзания при снежном покрове;
|
Слой снега, м |
0,1 |
0,2 |
0,25 |
0,40 |
|
С |
0,2 |
0,4 |
0,35 |
0,3 |
Разработанные в мерзлом состоянии грунты имеют большую пористость, что характеризуется коэффициентами разрыхления Кp= 1,35 .1,5. Так как мерзлые грунты при укладке обычно не уплотняют, необходимо предусматривать значительный запас на осадку насыпей отсыпаемых из мерзлых грунтов.
В связи со значительным увеличением трудоемкости и стоимости для производства земляных работ зимой следует выбирать объекты с такими условиями, при которых в меньшей степени будет сказываться влияние изменения свойств грунтов. К ним относят объекты с сухими сыпучими, скальными, торфянистыми труднопроходимыми летом грунтами, места с меньшей глубиной промерзания при большом снежном покрове и травянистой растительностью, сосредоточенные выемки с глубиной разработки, значительно превышающей глубину промерзания грунта.
Успешное выполнение земляных работ в зимнее время обеспечивается правильной проектной и соответствующей организационно-технической подготовкой. Для этого должны быть собраны и оценены климатические условия района. Их можно наглядно оформить в виде сводных графиков.
Разработка мерзлых грунтов. В настоящее время применяют многочисленные приемы разработки грунта зимой (рис. 62). Все их можно разделить на четыре группы: предохранение от промерзания, рыхление, непосредственная разработка, отогрев мерзлых грунтов.
При производстве работ на больших площадях наиболее эффективно выполнять подготовительные работы с осени для уменьшения глубины промерзания грунта путем увеличения его пористости, утепления, внесения химических веществ, образующих растворы с низкой температурой замерзания (чаще всего поваренная соль).
Рыхление на глубину 25 .30 см проводят рыхлителями, плугами, а перелопачивание и буртование на глубину промерзаемого слоя - землеройными машинами.
Необходимую толщину защитного утепляющего слоя можно найти на основании теплотехнических расчетов с учетом свойств используемых материалов. Приближенно толщину защитного слоя утеплителя можно вычислить по формуле
,где
Нм - ожидаемая глубина промерзания грунта без утеплителя и снежного покрова, см;
hc - толщина снежного покрова, см;
r1 - коэффициент сравнительной температуропроводности для снега (3-рыхлого; 2 - слежавшегося; 1,5 - подтаявшего);
r 2 - коэффициент уменьшения промерзания грунта под слоем теплозащитного материала (табл. 50);
r 3 - коэффициент ухудшения теплоизоляционных свойств утеплителя за счет уплотнения (~1,3).
Для теплозащиты грунта в районах с устойчивыми отрицательными температурами возможно применять пенолед, намораживая с осени искусственно приготовленную пену. Слой пенольда толщиной 0,5 м уменьшает глубину промерзания грунта на 1 м. При неустойчивых отрицательных температурах и достаточном экономическом обосновании можно использовать синтетические утеплители типа пенополистирола.
Замерзание грунта можно предотвратить внесением в грунт с осени поваренной соли или других солей, образующих при растворении в грунтовых водах незамерзающие растворы.
Рис. 63. Способы уменьшения глубины промерзания, рыхления и разработки мерзлого грунта:
а -рыхление и утепление грунта над выемкой с осени;
б - перелопачивание грунта в пределах глубины промерзания;
в, г, д - рыхление мерзлого грунта механическим способом;
е - клинья для рыхления грунта ударным способом;
ж - сбрасываемые грузы для дробления грунта;
з, и, к - рыхление грунта взрывным способом;
л, м - дисковый и баровый рабочие органы для нарезки щелей;
к, о - приемы уборки блоков мерзлого грунта после нарезки щелей.
Необходимая концентрация раствора зависит от температуры промерзающего грунта. Расход поваренной соли на 1 м3 грунта колеблется для III температурной зоны от 3 .4,5 кг для песчаных до 5 .9,5 кг для глинистых грунтов, в зависимости от сроков выполнения работ (в начале или в конце зимы).
Мерзлые грунты рыхлят либо механическими средствами, либо взрывным способом. При малой глубине промерзания грунт рыхлят с помощью тракторных прицепных и навесных рыхлителей (рис. 63, в) на глубину от 0,7 м.
|
Мощность двигателя трактора, кВт |
79 132 228 |
|
Глубина рыхления, |
0,35 0,4 0,7 |
При большей глубине промерзания рыхление ведут сколом клиньями или дроблением ударом (рис. 63, г, д, ё, ж), а также взрывным способом с применением шпуров (при Нм<2 м), горизонтальных рукавов (при Нм=2…3 м), минных камер (при Нм>3 м) только с зубьями из специальной и линейных щелевых зарядов. Легкими одноковшовыми экскаваторами разрабатывают грунт при глубине промерзания до 0,25 м, крупными - до 0,4 м, а многоковшовыми траншейными -только с зубьями из специальной стали.
При блочном способе разработки грунта мерзлый слой с помощью щелерезных машин (баровых, дисковых) разрезают на мелкие (до 0,6 м) или крупные (до 2 м) блоки и удаляют их за пределы разрабатываемой площади (рис. 63,л, м, н, о). Дальнейшую разработку ведут обычными способами, не допуская замерзания грунта.
Рис. 64 Способы оттаивания мерзлого грунта:
а, б-с поверхности огневым способом с использованием твердого и жидкого топлива;
в- поверхностными электродами;
е- глубинными стержневыми электродами;
ж- конец глубинного электрода в зоне не мерзлого грунта;
з, и- глубинные трубчатые электронагреватели (тены);
к- циркуляционная паровая или водяная игла;
л- перфорированная паровая игла для подогрева грунта острым паром.
51. Технико-экономические показатели способов разработки мерзлых грунтов II .III групп (по данным Ю. К- Тарновского)
Скачать реферат