+7 (495) 410-31-75

Каталог
Поиск

Блог / Новости RSS 2.0

Земляные строительные работы в зимний период

строительные работы в зимний периодК основным особенностям сезонно замерзающих грунтов относится повышенная механическая прочность, пластичность к деформации, увеличение в объеме и увеличенное сопротивление электричеству. Все эти величины и глубина промерзания изменяются в зависимости от периода действия низких температур, их величины, вида грунта и его влажности.

При температурах ниже нуля механическая прочность грунта и сопротивление резанию и разработке вырастают в 5 – 8 раз. В связи с изменением температуры в глубине шара промерзшего грунта соответственно и изменяются характеристики его прочности. Самые большие значения сопротивления грунта разработке будут встречаться в верхних слоях промерзшего шара, а самые меньшие на границе замерзшего и не мерзлого шара.

Глубина промерзания грунтов зависит от температуры воздуха и продолжительности ее воздействия, силы ветра, толщины снежного покрова, характера природного покрова, а так же от теплопроводности, уровня грунтовых вод и влажности.

Промерзание экскаваторного забоя происходит сверху, со стороны скосов и в лобовой части, поэтому разрабатывают мерзлый грунт с использованием одноковшовых экскаваторов по четырем схемам движения ковша. Первая схема предполагает движение ковша вдоль мерзлого грунта в случае, когда разная глубина углубления ковша от открытой поверхности. Вторая схема поперек мерзлого шара в его пределах. Третья схема поперек мерзлого шара, начиная с уровня, не замерзшего грунта. Четвертая – под углом к мерзлому шару с бока забоя.

Для одноковшовых экскаваторов разных моделей допустимая глубина разработки мерзлого грунта разная и зависит от системы лопаты, прочности ковша и схемы разработки. Разработка мерзлого грунта экскаваторами типа драглайн может производиться только по второй, третьей и четвертой схемам то есть поперек или под углом к мерзлому грунту.

Для траншейных роторных и цепных экскаваторов допустимую глубину промерзания определяют в зависимости от величины сопротивления грунта, модели экскаватора и конструкции рабочего органа. Роторные экскаваторы эффективно используются, когда толщина промерзания до 2 м. Немного меньше возможности цепных многоковшовых экскаваторов.

Для успешной разработки мерзлого грунта зимой и подготовки слоя для экскавации можно использовать способы предотвращения замерзания грунта, размораживания, механического разрушения статическими и динамическими разрыхлителями, блоковый способ разработки и разрушения взрывом.

Возможная глубина разрыхления мерзлого грунта определяется в зависимости от мощности двигателя трактора и конструкции рабочего органа рыхления. В случае применения трактора с двигателем мощностью от 150 до 200 кВт, толщина рыхления составляет от 0,45 до 1 м. Использование мощных тракторов с двигателями от 400 до 600 кВт дает возможность разрыхлять мерзлый грунт до 1,5 м.

Возможность разрыхлять мерзлый грунт скреперами и бульдозерами значительно ограничена, глубина разрыхления не больше 0,05 – 0,15 м.

Для разрыхления таких грунтов эффективно используют динамические разрыхлители типа клин-молот, шар-молот, дизель-молот, которые разрабатывают шар толщиной от 0,4 до 0,6 м. При использовании навесных гидравлических молотов допускается разработка шара в 1,5-2 м. В таких случаях разрыхление выполняют пошарово.

Для предотвращения промерзания грунта его вспахивают или глубоко разрыхляют с последующей организацией процессов снегозадержания или утеплением поверхности слоем теплоизолирующего материала. Эти мероприятия проводят осенью до начала заморозков, а относительно грунта во время разработки в котлованах сразу после его удаления. Эти методы используют в случаях, если разработка будет проводиться в первой трети зимы с использование плугов или статических разрыхлителей.

Предварительное глубокое разрыхление выполняют экскаватором прямая лопата. Гребенчатая поверхность, которая при этом образуется, задерживает снег, чем предохраняет грунт от промерзания.

Проведение глубокого разрыхления рекомендуется проводить при разработке маловязких грунтов супесей, песков, гравия и других обломочных грунтов. Его проводят поздней весной методом разбрасывания зачерпнутого ковшом грунта. Сначала лобовой проходкой с работой на отвал выполняется траншея глубиной от 1,3 до 1,5 м. Далее при боковой проходке ее заполняют грунтом из вновь созданной и т. д. Сверху будущего котлована образуется слой неровного грунта до 0,4 м. который удерживает снег. Зимой корка разрыхленного грунта легко разбивается экскаватором с ковшом объемом 0,5 м2 и более. Если ширина будущей разработки не больше 10 м. уберечь грунт от промерзания можно распланировавши по месту разработки слой вновь нанесенного грунта.

Небольшие поверхности так же сохраняют от промерзания при помощи теплоизоляционных материалов. Для этой цели используют опилки, солому, сено, камыш, шлак, листья, пену из полимерных материалов. Так же применяют химическую обработку грунта хлористыми солями.

Размораживание грунтов
довольно затратный метод, поэтому применяют при незначительных объемах робот, таких как разработка котлованов и траншей небольших размеров, вводов возле подземных сооружений, трубопроводов, в труднодоступных местах, во время проведения ремонтных работ. Для таких работ используют жидкое и твердое топливо, пар, горячую воду и электроэнергию. Тепловая энергия от источника может распространяться тремя способами. В первом случае источник располагают сверху грунта, и размораживание происходит сверху вниз. Во втором случае источник помещают в шурф промерзшего слоя, и тепло распространяется радиально. В третьем случае шурф выполняют ниже глубины промерзания, и размораживание происходит снизу промерзшего слоя.

Самый простой, но малоэффективный способ это нагрев грунта сжиганием под металлическими коробами торфа, каменного угля, опилок. Такой процесс размораживания состоит из чередования воздействия теплоты на грунт в течение 7-8 часов и периода сохранения его на протяжении 16-18 часов. На 1 м3 размороженного грунта затраты торфа составляют 120-140 кг., угля 30-60 кг., и древесины 0,15 м3.

Более экономичным во время устройства траншей считается метод размораживания с использованием специальных установок на жидком топливе. Продуктивность такой установки может доходить до 40 м3 грунта за смену, и расход топлива 17 кг./час.

Но более прогрессивным считается размораживание грунта паровыми, водными и электрическими иголками. Источником тепла выступают стационарные установки или передвижные. В подготовленные шурфы, которые не достигают на 10-12 см. незамерзшего грунта вставляют так называемые электрические иголки. При разработке траншеи их устанавливают на расстоянии 1 м., при шахматном порядке расстояние допускается от 1 до 1,5 м. и включают в сеть переменного тока 220. В., последовательно группами.

Для размораживания
можно использовать глубинные электроды, которые производятся из круглой арматурной стали 16-20 мм. или труб 25-50 мм. с заточенным концом. Электроды устанавливают в подготовленные шурфы и забивают отбойными молотками на глубину 5-10 см. ниже уровня мерзлого грунта. Электрический проходит под мерзлым шаром и выделяет тепло, размораживая грунт снизу вверх. Коаксиальные нагреватели обычно используют во время радиального размораживания.

Разрабатывают мерзлый грунт
и при помощи машин с ударным действием. Грунт разрыхляют дизель-молотом с клином, закрепленным на экскаваторе, и в дальнейшем разрабатывают экскаватором с прямой или обратной лопатой. Такой метод применяют для относительно небольших траншей и котлованов. Экскаватор оборудуют навесным оборудованием с молотом свободного падения. Он бывает формы шара и действует по принципу дробления или клина действующего по принципу скола грунта.

Производительность экскаватора с клин-молотом не более 60 м3 замершего грунта за одну смену. Недостатками таких методов считают большой расход стальных канатов и повышенные динамические нагрузки, которые действуют на узлы экскаватора.

Сегодня динамические разрыхлители заменяют на гидравлические, которые используют как навесное оборудование к гидравлическим экскаваторам. Гидромолоты используют так же и для разрыхления скальных грунтов, асфальтобетонных покрытий и т. д. Разработка мерзлого грунта производят шарами по 40-60 см. толщины его производительность до 25 м3/час.

Широкое применение получило разрыхление статическими разрыхлителями. Для этого используют сменное навесное оборудование одинарного и двойного действия. Это разрыхлители захватно-клещевого действия и объединяют в себе разрыхление и экскавацию. Отсутствие динамического воздействия на грунт дает возможность использовать такое оборудование в различных условиях т. ч. возле действующих подземных коммуникаций. Это оборудование используют для разработки бетонных и асфальтобетонных покрытий и для выполнения погрузочно-разгрузочных работ.

При блоковом способе разработки мерзлого грунта монолитность нарушают, нарезая грунт на блоки землеройными машинами, тракторами оснащенными барами или дисковыми пилами. Обычно при этом методе используют два вида блочной разработки крупно- и мелкоблочный.

Мелкоблочный способ рекомендуют использовать при разработке небольших котлованов, траншей и в сложных условиях с одновременной его погрузкой на транспорт или работой в отвал. После удаления мерзлого грунта продолжают разработку экскаваторами с прямой или обратной лопатой. При глубине промерзания до 1,3 м., допускается разработка траншей и котлованов экскаватором с прямой лопатой, объемом 0,65 м3 и больше, при этом блоки нарезают по 0,4-0,5 м.. Когда разрабатывают траншеи шириной до 2 м. прорезы допускается устраивать только перпендикулярно траншеи, а при большей ширине поперечные разрезы выполняют под углом в 30 градусов, нарезая блоки в виде ромбов. Во время разработки котлована применяют несколько торцевых проходок подряд.

Крупноблочный способ разработки грунтов применяют при устройстве больших котлованов или в условиях, когда возле сооружений нужно избежать движения грунта. Блоки массой 4-10 т. срывают бульдозерами и грузят кранами на автосамосвалы или складирую на свободных площадках клешневыми погрузчиками. Эти процессы нужно проводить не позже нескольких смен после нарезки, что вы разрезы не успели замерзнуть. Рекомендуется организовывать две захватки, на первой проводить нарезку на второй удаляют блоки и подчищают основание бульдозером.


(пусто)