Электронное издание СДМ - Строительные Дорожные Машины и Техника

Кафедра ДСМ МАДИ, ПО Стройтехника


01.03.2011
Способы предупреждения промерзания грунтов при разработке выемок. Страница 4

Льдовоздушное отепление пологого ската может быть достигнуто ступенчатым расположением оградительных валиков. Соответствующая схема изображена на рис.5.
 
Рис. 5. Льдовоздушное утепление наклонной поверхности намыва.
 
Льдовоздушное отепление заслуживает особого внимания в бесснежных и малоснежных местностях. Толщина льда и воздушной прослойки определяется с помощью простейших теплотехнических расчетов.
 
Предупреждение промерзания химическими средствами
Добавление к грунту хлористых солей, а особенно СаСl2, для предупреждения промерзания строящихся качественных насыпей с успехом применено при возведении нескольких земляных плотин за рубежом. Очень широко этот способ распространен при строительстве и эксплуатации дорог в США, Канаде и других странах. Этот новый и перспективный прием, связанный с внедрением в строительство химических способов работ, пригоден не только при возведении насыпей, но может быть с успехом использован и при борьбе с промерзанием грунта, предназначенного для разработки зимой. Наличие СаСl2 в грунте понижает температуру его замерзания. По данным X. Р. Смита при 10%-ном растворе СаС12 точка замерзания воды понижается с 0° до —5°С. На самом деле грунт, содержащий 10%-ный раствор, замерзнет при более низкой температуре. Объясняется это тем, что при температуре замерзания или несколько более низкой образуются только немногие кристаллы льда, плавающие в растворе. Этот лед состоит почти из чистой воды, поэтому в остальном растворе концентрация соли повышается, а его точка замерзания понижается. Вследствие этого 10%-ный раствор не замерзает до температуры —17° С, что позволяем применять относительно небольшие концентрации хлористого кальция.
 
Из дорожной практики в Америке известно, что расход хлористого кальция в зависимости от обрабатываемого слоя колеблется в пределах 1,25—5,0 кг/м2. Так как хлористый кальций мигрирует вниз, обработка грунтовых слоев заключается в рассыпке его по поверхности, с последующим заглублением на 10—30 см в грунт. В зависимости от твердости грунта и толщины мерзлотного слоя применяют рыхлители различного веса и различной глубины рыхления с соответствующими по мощности тяговыми средствами. О мощности рыхлительного оборудования можно судить по примерам американской строительной практики. Введение хлористого кальция возможно и с помощью полива раствором. Однако при широком внедрении СаСl2 в строительную практику проще и выгоднее применять сухой продукт. Если по соображениям уменьшения глубины промерзания или по другим производственным причинам требуется отвод воды из верхних оттаявших слоев, то в не-которых штатах США комитетом по шоссейным дорогам прокладываются вертикальные дрены. Так, в штате Айова дрены-скважины устраиваются 0,18 см и глубиной около 1,80 м; они размещаются через 1,5 м друг от друга по 5 шт. в ряду. Дрены выполняются мощным механизированным буром производительностью 12—18 м/час и заполняются песчано-гравийной смесью с тринадцатью литрами 40%-ного раствора.
 
В штате Мичиган дрены-скважины размещались в одну линию на расстоянии около 5 м друг от друга. Скважины устраивались глубиной 1,20 м, в них вводилось 11 кг хлористого кальция. Практически небезынтересна способность хлористого кальция, вводимого в небольших процентах, защищать грунты от пучения. Так, пучение пылеватых суглинков можно предотвратить введением 2% хлористого кальция, а глины—1%. Предупреждение пучин имеет преимущественное значение при послойном возведении насыпей, однако оно полезно и в том случае, когда возможно образование пучинистых ледяных линз в карьер-ном теле. Применение хлористого кальция для предупреждения промерзания разрабатываемых выемок может ускорить и интенсифицировать зимние земляные работы. Однако в настоящее же время для уменьшения стоимости предупреждения промерзания грунтов следует рекомендовать смешанные способы утепления.
 
Комбинированные способы предупреждения промерзания
Способы предупреждения или уменьшения промерзший грунтов рассмотрены в отдельности, чтобы по возможности показать значение каждого из них. Наибольшую практическую ценность могут иметь следующие:
1) осушение поверхности грунта, предназначенного для зимней разработки;
2) увлажнение;
3) защита от промерзания заготовляемыми утеплителями (торфяной крошкой, мхом, опилками, шлаком, соломой, листьями, еловыми лапками и др.);
4) рыхление или вспашка (на глубину до 35 см) и боронование грунтовой поверхности (на 10—15 см);
5) химическое предупреждение, преимущественно с помощью хлоридов;
6) снегозадержание с принятием мер против искусственного уплотнения снега;
7) устройство льдовоздушной теплоизоляции или использование льда при откачке огражденных водных пространств зимой.
 
Однако наилучшие теплотехнические и технико-экономические результаты могут быть получены с помощью различных сочетаний этих способов, притом нередко из нескольких разновидностей. С помощью осушительной мелиорации можно добиться уменьшения глубины промерзания. Во многих случаях полученные результаты будут значительно более эффективными и экономически выгодными при сочетании осушения с своевременным покрытием грунтовой поверхности слоем заготовляемых утеплителей, предварительным рыхлением и боронованием, снегозадержанием. Осушение может сочетаться и с химической теплозащитой, а при некоторых условиях (при водонепроницаемых грунтах и др.) даже с льдовоздушным утеплением. В каждом отдельном случае выбор определяется местными возможностями использования утеплителей и производства тех или иных работ для предупреждения промерзания грунтов. Как отмечалось выше, приближенный расчет не представляет каких-либо сложностей. Если по местным климатическим, теплофизическим и геотехническим условиям целесообразна увлажнительная мелиорация грунта, то и ее можно удачно сочетать с химическими способами защиты, устройством льдовоздушных теплоизоляций, а в некоторых случаях с применением заготовляемых утеплителей и со снегозадержанием. Рыхление грунта на глубину 25—35 см и его последующее боронование можно удачно сочетать со всеми сухими способами утеплительных работ и получить хорошие результаты.
 
Кафедра ДСМ МАДИ, ПО «Стройтехника». Copyright 2007 . Смотрите условия использования материалов сайта