Справочник строителя | Особенности работ в зимних условиях
ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ
Грунт имеет трехфазную структуру, состоящую из твердых частиц (минеральных), жидкой фазы (воды) и газового заполнения (воздуха, газа и водяных паров). Изменение температуры окружающей среды оказывает существенное влияние в основном на жидкую фазу — воду, которая замерзает при температуре ниже 0°С и превращается в лед. Замерзание воды в грунте вызывает превращение всего трехфазного грунтового комплекса в монолитное тело. При этом в несколько (2...5) раз возрастает прочность на сжатие, разрыв, дробление и срез мерзлого грунта. Предел прочности на растяжение мерзлых грунтов изменяется только на 20...40%.
Скорость и глубина промерзания грунтов зависят от химико-минералогической природы, влажности, плотности, температуры, механического состава, степени оструктуренности грунта.
Для грунтов одного состава прочность в мерзлом состоянии главным образом зависит от их влажности до замерзания. В обычном состоянии гигроскопическая влажность песков не превышает 1%, лёсса (пыли) — 7%, глины — 17% массы сухого вещества. Более влагонасыщенные грунты с наступлением морозов промерзают быстрее и на большую глубину. Глубина промерзания грунта зависит от длительности воздействия отрицательных температур наружного воздуха, что характеризуется числом градусо-дней отрицательной температуры наружного воздуха до начала разработки грунта (рис. 1.).
Рис. 1. График примерной глубины промерзания грунта в зависимости от температуры воздуха и длительности промерзания
Нормативные глубины промерзания грунтов на территории стран СНГ достигают 2 м и для приближенных расчетов принимаются в соответствии со СНиП 23-01-99. При снеговом покрове толщиной более 250 мм глубина промерзания грунта уменьшается на 15...30%. Естественное оттаивание грунта длится 20...40 дней после прекращения морозов.
Выбор способов разработки грунтов в зимнее время определяется физико-механическими свойствами и глубиной промерзания грунта, объемом и местом производства земляных работ, метеорологическими и гидрогеологическими условиями, наличием энергоресурсов, машин и механизмов. Выбор способа производства земляных работ в зимних условиях зависит также от того, будут ли грунт просто удалять в отвал или впоследствии укладывать в насыпь, засыпать в траншеи и т. п.
Мерзлые грунты обладают сопротивлением сжатию и уплотнять их до требуемой плотности очень трудно. Разрыхленные взрывами или машинами крупные мерзлые комья грунта не поддаются уплотнению современными машинами и механизмами. Без предварительной подготовки мерзлый грунт можно разрабатывать экскаватором с ковшом объемом 0,5 м3 при толщине мерзлого слоя до 25 см, с ковшом объемом более 1 м3 при толщине слоя до 40 см. Разработка мерзлых грунтов механизмами при глубине промерзания более 40 см производится посредством скалывания или разрезки на блоки. Разрушение мерзлого грунта скалыванием по затратам энергии в 10 раз меньше, чем резанием.
Оттаивать мерзлые грунты следует на глубину 25...40 см до температуры 1,5...0,5°С, так как при более высоких положительных температурах освобождающаяся влага увеличивает вязкость грунтов и становится труднее их разрабатывать механизмами. 45% общего количества теплоты расходуется на скрытую теплоту плавления льда при оттаивании грунта, и лед полностью переходит в воду при нагреве мерзлого грунта до температуры 2...3°С.
Зимние земляные работы, как правило, выполняют узким фронтом, отогрев промерзшего грунта ведется на ограниченных площадях без перерывов (круглосуточно). При вынужденных перерывах в работе землеройных машин и механизмов, превышающих время начала замерзания грунта, участок работ должен быть утеплен и в случае необходимости возобновлен обогрев. По технико-экономическим соображениям наиболее полно повышенным требованиям производства зимних земляных работ в условиях строительства отвечают способы поверхностного прогрева промерзшего грунта и разработка его обычными землеройными экскаваторами с ковшом объемом 0,25...0,5 м3или электрифицированными механизмами и инструментом.
Вернуться к списку
|
Распечатать
|
