Продаж з доставкою гарячого піску по Москві, щоб розігріти взимку грунт або землю.

Насипна густина: 1,5 (т/м3)

Оплата за безготівковим розрахунком з ПДВ. Передоплата 100%.

Доставка наступного дня після оплати. Час у дорозі самоскида з гарячим піском становить від 1 до 3-х годин. Доставка по Москві здійснюється у першій половині дня.

Характеристики:

• ГОСТ 8736-93, ТУ 400-24-161-89
• Клас: II
• Модуль крупності: від 1,5 Мк до 2,8 Мк
• Коефіцієнт фільтрації: від 2 м/добу до 9,5 м/добу
• Вміст пилоподібних та глинистих частинок: до 10%
• Вміст глини в грудках: до 5%
• Колір: бурий, жовтий, світло-жовтий, коричневий, світло-коричневий
• Відродження: Московська область, Володимирська область, Калузька область.
• Насипна густина: 1,5 г/см.куб. (т/м3)

Походження:піщані кар'єри.

Область застосування:для прогрівання верхнього шару земляного ґрунту в зимовий період часу при прокладанні та ремонті теплових мереж тощо.

Спосіб видобутку:видобувають на піщаних кар'єрах відкритим способомдосягається нагріванням у виробничих печах до температури від 180 до 250гр за Цельсієм.

Додаткова інформація про гарячий пісок у будівництві:

Гарячий пісок в зимовий період служить незамінним матеріалом для прогріву грунту або іншого будь-якого верхнього грунту при мінусових температурах при прокладанні різних комунікацій під землею. При застосуванні гарячого піску досягається ефект прогрітого ґрунту і він стає зручнішим для робіт, тим більше, що велика ймовірність пошкодження заздалегідь прокладених комунікацій, наприклад, теплових мереж і т.д.

Гарячий пісок - сезонний продукт, він актуальний тільки при мінусових температурах. При виробництві він досягає температури в середньому 220гр за Цельсієм, і як наслідок - вся волога з нього випаровується і стає повністю просуненим. Хоча ця якість піску є якісним показником для виробництва сухих сумішей, застосувати його до гарячого піску або поліпшити його показники для більш високої тепловіддачі не можна. Це швидше просто результат нагрівання високими температурами. Гарячий пісок - якісний продукт, оскільки, крім того, що сировиною для нього є якісний кар'єрний пісок 2 класу, він ще прогрітий і висушений і відповідає ТУ 400-24-161-89.

При замовленні гарячого піску в кількості 10м3 його температура в момент доставки до об'єкта застосування практично не змінюється і він зберігає високі показникисвоїх якісних властивостей. Як правило використовується практика завезення та використання гарячого піску напередодні дня робіт, наприклад, з вечора дня, за яким виконуються роботи. Десяти годин цілком достатньо, щоб прогріти верхній шар ґрунту та підготувати його для подальших робіт, при цьому пісок за цей проміжок часу не замерзне.

Основною метою прогріву бетону є дотримання правильних умоввиведення вологи при проведенні робіт у зимовий часабо за їх обмежених термінів. Принцип дії технології полягає у підтримці всередині або навколо товщі розчину підвищеної температури(В межах 50-60 ° С), методи реалізації залежать від типу та розміру конструкцій, марки міцності суміші, бюджету та умов зовнішнього середовища. Для досягнення потрібного ефекту обігрів має бути рівномірним та економічно обґрунтованим, найкращі результатиспостерігаються при комбінуванні.

Огляд методів обігріву

1. Електроди.

Простий і надійний спосіб електропрогрівання, що полягає у розміщенні арматури або катанки товщиною 0,8-1 см у вологому розчині, утворюючи з ним єдиний провідник. Виділення тепла відбувається рівномірно, зона впливу досягає половини відстані від одного електрода до іншого. Рекомендований інтервал між ними варіюється від 0,6 до 1 м. Для запуску роботи ланцюга кінці підключають до ІП зі зниженою напругою від 60 до 127, перевищення цього діапазону можливе тільки при бетонуванні неармованих систем.

Сфера застосування включає конструкції з будь-яким об'ємом, але максимальний ефект досягається при підігріві стін та колон. Витрата електроенергії в цьому випадку значний - 1 електрод вимагає не менше 45 А, число стрижнів, що підключаються, до понижуючого трансформатора обмежено. У міру висихання розчину напруга, що подається, і витрати зростають. При заливанні ЗБВ технологія прогріву електродами вимагає узгодження з фахівцями (складається проект їх розміщення, що виключає контакт з металевим каркасом). Після закінчення процесу стрижні залишаються усередині, повторна експлуатація виключена.

2. Закладання проводів.

Суть методу полягає в розташуванні в товщі розчину електричного дроту (на відміну від електродів – ізольованого), що нагрівається при пропусканні струму і рівномірно віддає тепло. Як робочі елементи використовується один з наступних видів:

• ПНСВ – ізольований полівінілхлоридом сталевий кабель.
• Саморегулюючі секційні різновиди: КДБС або ВІТ.

Застосування проводів вважається найефективнішим за необхідності заливки перекриттів або фундаменту взимку, вони практично без втрат перетворять електричну енергію на теплову та забезпечують її рівномірний розподіл.

ПНСВ обходиться дешевше, при необхідності він закладається по всій площі конструкції (довжина обмежена тільки потужністю понижуючого трансформатора), для цієї мети підійде перетин від 1,2 до 3 мм. До особливості технології обігріву відносять потребу у використанні настановних проводів з алюмінієвою жилою відкритих ділянках. Відповідними характеристиками має кабель АПВ. Схема ПНСВ 1.2 виключає перехльости, рекомендований крок між сусідніми кільцями та лініями становить 15 см.

Саморегулюючі секції (КДБС або ВІТ) ефективні при обігріві взимку без можливостей залучення трансформатора або подачі 380 В. Їх ізоляція краща, ніж у ПНСВ, але коштують вони дорожче. Схема укладання дроту загалом аналогічна попередньої, та його довжина обмежена, вона підбирається з обліку розмірів конструкції, розрізати його не можна. При додаванні до неї пристрої контролю за силою струму прогрів здійснюється більш плавно та економно. В цілому, обидва варіанти вважаються ефективними при бетонуванні взимку, до недоліків відносять лише складність укладання та неможливість повторного застосування.

3. Теплові гармати.

Суть технології полягає у підвищенні температури повітря за допомогою електричних, газових, дизельних та інших обігрівачів. Оброблювані елементи закривають від холоду брезентом, створення такого намету дозволяє досягти всередині від +35 до 70 °C. Обігрів здійснюється за рахунок зовнішнього джерела, яке без проблем переноситься на інше місце без потреби у витраті дроту чи спеціальної апаратури. Через складнощі із закриттям великих об'єктів та впливу тільки на зовнішні шари цей спосіб частіше використовується при невеликих обсягах бетонування або при різкому падінні температури. Енерговитрати в порівнянні з електродами або ПНСВ прийнятні, при задіянні дизельних гармат можливе обігрів на об'єктах без електропостачання.

4. Термомати.

Принцип дії цієї технології заснований на покритті свіжозалитого розчину поліетиленом та полотнами інфрачервоної плівки у вологостійкій оболонці. Термомати підключаються до звичайної мережі, величина енергоспоживання варіюється в межах 400-800 Вт/м2, при досягненні межі +55 °С вони вимикаються, що дозволяє знизити витрати на електропрогрів бетону. Максимальний ефектвід застосування досягається взимку, у тому числі при комбінуванні із хімічними добавками.

Ризик замерзання вологи всередині ЗБВ виключається через 12 годин, повністю автономний. На відміну від проводів ПНСВ термомати без проблем контактують із відкритим повітрямі вологою, крім бетонних конструкцій, вони успішно використовуються для прогріву грунту.

При правильному догляді(Відсутність нахлестов, виконання вигинів строго по відведених лініях, захист поліетиленом) ІЧ-плівки витримують не менше 1 року активної експлуатації. Але при всіх достоїнствах технологія погано підходить для обігріву масивних монолітів, вплив матів локальний.

5. Гріюча опалубка.

Принцип дії аналогічний попереднім: між двома листами вологостійкої фанери розміщується інфрачервона плівка або ізольовані азбестом дроти, що виділяють тепло при підключенні до мережі. Цей спосіб забезпечує прогрівання в зимовий час на глибину до 60 мм, завдяки локальному впливу виключено ризик розтріскування або перенапруги. За аналогією з матами ці нагрівальні елементи мають термозахист (біметалеві датчики з автоповерненням). Сфера застосування включає конструкції з будь-яким нахилом, найкращі результати спостерігаються при заливанні монолітних об'єктів, у тому числі при обмежених термінах будівництва, але просту технологію назвати не можна. При бетонуванні фундаменту в опалубку, що нагріває, заливають розчин з температурою не нижче +15 °C, грунт потребує попереднього обігріву.

6. Індукційний метод.

Принцип дії ґрунтується на утворенні теплової енергії під впливом вихрових струмів, спосіб добре підходить для колон, балок, опор та інших витягнутих елементів. Індукційна обмотка розміщується поверх металевої опалубкиі створює електромагнітне поле, що в свою чергу впливає на арматурні стрижні каркаса. Обігрів бетону здійснюється рівномірно та якісно при середній витраті енергії. Підійде також для попередньої підготовкищитів опалубки взимку.

7. Пропарювання.

Промисловий варіант, для реалізації цього способу потрібна двостінна опалубка, що не тільки витримує масу розчину, але і гаряча пара, що підводить до поверхні. Якість обробки більш ніж висока, на відміну від інших методів, під час пропарювання забезпечуються максимально відповідні умови для гідратації цементу, а саме – вологе гаряче середовище. Але через складність ця методика використовується нечасто.

Порівняння переваг та обмежень технологій прогрівання

Спосіб	Оптимальна сфера застосування	Переваги	Недоліки, обмеження
Електродами	Заливка вертикальних конструкцій	Швидкий монтаж та прогрів, достатньо розміщення електрода в бетоні та підключення його до джерела змінного струму.	Значні енерговитрати – від 1000 квт на 3-5 м3
ПНСВ	Фундаменти та перекриття при бетонуванні взимку	Висока ефективність, рівномірність. Обігрів дротом дозволяє досягти 70% міцності за кілька днів.	Потреба в знижувальному трансформаторі та дроті для холодних кінців
ВІТ чи КДБС		Те ж саме, плюс робота від простої мережі	Висока вартість кабелю, обмеження у довжині секцій
Тепловими випромінювачами	Конструкції з невеликою товщиною	Можливість контролю температури, застосування при різкому похолоданні, мінімум проводів, відносно низькі енерговитрати	Вплив здійснюється локально, якісне обігрів відбувається лише у зовнішніх шарах.
Термоматами	Грунт перед заливкою розчину, перекриття	Багаторазове застосування, можливість контролю над температурою змісти, досягнення 30% марочної міцності протягом доби	Висока вартість матів, наявність підробок
опаленням, Що Гріє	Об'єкти швидкого зведення(Суміщення з технологією ковзної опалубки)	Забезпечення рівномірного прогріву, можливість якісного замонолічування стиків.	Типові розміри висока ціна, середній ККД
Індукційною обмоткою	Колони, ригелі, балки, опори	Рівномірність	Не підходить для перекриттів та монолітів
Пропарювання	Об'єкти промислового будівництва	Хороша якість прогріву	Складність, дорожнеча

Існує одна велика проблема при виконанні будівельних робіт у холодний період року. З такою проблемою знайомі і постійно стикаються багато будівельників.
Поверхня землі, гравію, глини, піску промерзає, а фракції змерзають, що дає можливості, без додаткових витрат часу виконувати земляні роботи.

Існує кілька способів відтавання ґрунту:

• 1. Груба сила. Механічне руйнування.
• 2. Протування за допомогою теплових гармат.
• 3. Пропал. Безкисневе горіння.
• 4. Відтавання за допомогою парогенератора.
• 5. Відтавання розпеченим піском.
• 6. Розморожування хімічними реагентами.
• 7. Прогрів ґрунту термоелектричними матами або електричним кабелем, що гріє.

Кожен із наведених вище способів має свої слабкі сторони. Довго, дорого, неякісно, ​​небезпечно тощо.
Оптимальним способом, можна визнати метод з використанням Установки для прогріву грунту і бетону. Землю прогріває рідина, що циркулює за шлангами, розкладеними на великій поверхні.

Переваги перед іншими методами:

• Мінімальна підготовка поверхні, що прогрівається
• Незалежність та автономність
• Прогріваючий шланг не перебуває під напругою
• Шланг повністю герметичний, не боїться води
• Шланг та теплоізоляційне покривало стійкі до механічного впливу. Шланг армований синтетичним волокном і мають виняткову гнучкість і міцність на розрив.
• Справність та готовність обладнання до роботи контролюється вбудованими датчиками. Прокол або розрив шланга помітний візуально. Несправність можна усунути за 3 хвилини.
• Немає обмежень по поверхні, що прогрівається.
• Шланг можна укладати довільно

Етапи проведення робіт з використанням установки для прогріву поверхонь Wacker Neuson HSH 700 G:

Підготовка майданчика.
Розчистити поверхню, що прогрівається від снігу.
Ретельне розчищення дозволить скоротити час відтавання на 30%, заощадить паливо, позбавить від бруду і зайвої талої води, що ускладнює подальше проведення робіт.

Укладання шлангу з теплоносієм.
Чим менша відстань між витками, тим менше часу знадобиться на прогрівання поверхні. В установці HSH 700G шланга достатньо, щоб прогріти площу до 400 м2. Залежно від міжшлангової відстані можна досягти потрібної площі та швидкості прогріву.

Пароізоляція ділянки, що прогрівається.
Використання пароізоляції є обов'язковим. Розкладений шланг накривають поліетиленовою плівкоювнахлест. Плівка не дозволить нагрітій воді випаруватися. Тала вода моментально розтопить лід нижніх шарахґрунту.

Укладання теплоізоляційного матеріалу.
На пароізоляцію укладається утеплювач. Чим ретельніше буде ізольована поверхня, що прогрівається, тим менше потрібно часу, щоб прогріти грунт. Устаткування не вимагає специфічних знаньнавичок та тривалого навчання персоналу. Процедура укладання, паро та теплоізоляції займає від 20 до 40 хвилин.

Переваги технології з використанням установки для прогрівання поверхонь

• Теплопередача 94%
• Прогнозований результат, повна автономність
• Час підготовки до прогріву 30 хвилин
• Немає небезпеки ураження електричним струмом, не створює магнітних полів та перешкод для приладів контролю
• Укладання шланга у довільній формі, немає обмежень щодо рельєфу місцевості
• Простота експлуатації, контролю, складання, зберігання виняткова гнучкість маневреність та ремонтопридатність
• Не впливає і руйнування на прилеглі комунікації та навколишнє середовище
• Установка HSH 700 G сертифікована в Росії та не вимагає спеціальних допусків для оператора

Можливі засоби застосування установки Wacker Neuson HSH 700 G

• Відтавання ґрунту
• Прокладання комунікацій
• Прогрівання бетону
• Прогрів складних конструкцій (мости колони і т.д.)
• Прогрівання арматурних конструкцій
• Відтавання гравію для укладання бруківки
• Прогрів збірних опалубних конструкцій
• Запобігання зледеніння поверхонь (покрівля, футбольні поля тощо).
• Садівництво (теплиці та квітники)
• Оздоблювальні роботи на будівельного майданчикау «холодний» період
• Опалення житлових та нежитлових приміщень

Пристрої для прогріву поверхонь від компанії Wacker Neuson – це економічне та ефективне рішеннядля зимового періоду, що дозволяє здавати проекти у строк.
Восени та навесні вони також роблять неоціненний внесок у завантаження Вашого підприємства: адже ці пристрої прискорюють безліч технологічних процесів.

Розробка ґрунту в зимових умовах.

У будівництві із загального обсягу земляних робітвід 20 до 25% виконується в зимових умовах, при цьому частка ґрунту, що розробляється в мерзлому стані, залишається постійною. 10-15% із зростанням рік у рік абсолютного значення цього обсягу.

У практиці будівництва виникає необхідність розробляти грунти, що у мерзлому стані лише зимовий період року, тобто. грунти сезонного промерзання, чи протягом року, тобто. вічномерзлі ґрунти.

Розробка вічномерзлих ґрунтів може проводитися тими самими способами, що й мерзлих ґрунтів сезонного промерзання. Однак при зведенні земляних спорудв умовах вічної мерзлоти необхідно враховувати специфічні особливості геотермічного режиму вічномерзлих ґрунтів та зміну властивостей ґрунтів при його порушенні.

При негативних температурах замерзання води, що міститься в порах ґрунту, суттєво змінює будівельно-технологічні властивості нескельних ґрунтів. У мерзлих ґрунтах значно збільшується механічна міцність, у зв'язку з чим розробка їх землерийними машинами утруднюється або взагалі неможлива без підготовки.

Глибина промерзання залежить від температури повітря, тривалості впливу негативних температур, роду ґрунту та ін.

Земляні роботи взимку здійснюють наступними трьома способами. При першому методі передбачають попередню підготовку ґрунтів з подальшою їх розробкою звичайними методами; при другому - мерзлі ґрунти попередньо нарізають на блоки; при третьому методі ґрунти розробляють без їх попередньої підготовки. Попередня підготовка ґрунту для розробки взимку полягає у запобіганні його від промерзання, відтаванні мерзлого ґрунту, попередньому розпушуванні мерзлого ґрунту.

Запобігання ґрунту від промерзання. Відомо, що наявність на денній по-

верхності термоізоляційного шару зменшує як період, і глибину промерзання. Після відведення поверхневих вод можна влаштувати термоізоляційний шар одним із таких способів.

Розпушування ґрунту. При оранні і боронуванні ґрунту на ділянці, призначеному для розробки взимку, його верхній шари набуває пухкої структури із замкнутими порожнечами, заповненими повітрям, що має достатні термоізоляційні властивості. Оранку ведуть тракторними плугами або розпушувачами на глибину 20...35 см з подальшим боронуванням на глибину 15...20 см в одному напрямку (або в перехресних напрямках), що підвищує термоізоляційний ефект на 18...30%. на площі, що утеплюється, можна штучно збільшити, згрібаючи сніг бульдозерами, автогрейдерами або шляхом снігозатримання за допомогою щитів. Найчастіше механічне розпушування застосовують для утеплення значних площ ділянок, Захист поверхні грунту термоізоляційними матеріалами. Утеплюючий шар може бути також виконаний з дешевих місцевих матеріалів: деревного листя, сухого моху, торфу, солом'яних матів, шлаку, стружок та тирси. Поверхневе утеплення ґрунту застосовують в основному для невеликих за площею виїмок.

Просочення ґрунту сольовими розчинамиведуть в такий спосіб. На поверхнево-

сті піщаного і супіщаного ґрунту розсипають задану кількість солі (хлористого кальцію 0,5 кг/м2, хлористого натрію 1 кг/м2), після чого ґрунт орають. У грунтах з низькою здатністю, що фільтрує (глини, важкі суглинки) пробурюють свердловини, в які під тиском нагнітають розчин солі. Через високу трудомісткість та вартість таких робіт вони є, як правило, недостатньо ефективними.

Способи розморожування мерзлого грунтуможна класифікувати як за напрямом поширення тепла в ґрунті, так і за застосовуваним видом теплоносія. За першою ознакою можна виділити три способи відтавання грунту.

Відтавання ґрунту зверху вниз. Цей спосіб - найменш ефективний, оскільки джерело тепла в цьому випадку розміщується в зоні холодного повітря, що викликає великі втратитепла. У той же час цей спосіб досить легко і просто здійснити, він вимагає мінімальних підготовчих робіт, у зв'язку з чим часто застосовується на практиці.

Відтавання ґрунту знизу вгорувимагає мінімальної витрати енергії, так як воно відбувається під захистом земляної кірки і втрати втрати при цьому практично виключаються. Головний недолікцього способу - необхідність виконання трудомістких підготовчих операцій, що обмежує сферу його застосування.

При відтаванні ґрунту за радіальним напрямком тепло поширюється в грунті радіально від вертикально встановлених елементів, що прогрівають, занурених у грунт. Цей спосіб за економічними показниками займає проміжне положення між двома описаними раніше, а для свого здійснення вимагає також значних підготовчих робіт.

По виду теплоносія розрізняють такі способи відтавання мерзлих грун-

Вогневий спосіб. Для уривки взимку невеликих траншей застосовують установку (рис. 1а), що складається з ряду металевих коробів у формі розрізаних по поздовжній осі зрізаних конусів, з яких збирають суцільну галерею. Перший з коробів є камерою згоряння, в якій спалюють тверде або рідке паливо. Витяжна труба останнього короба забезпечує тягу, завдяки якій продукти згоряння проходять вздовж галереї та прогрівають розташований під нею ґрунт. Для зменшення тепловтрат галерею обсипають шаром талого ґрунту або шлаку. Смугу відтаючого ґрунту засипають тирсою, а подальше відтавання вглиб продовжується за рахунок тепла, що акумулюється в грунті.

Малюнок 1. Схеми відтавання ґрунту вогневим способом та паровими голками: а

Вогневим способом; б – паровими голками; 1 – камера згоряння; 2 - витяжна труба; 3 - обсипання талим ґрунтом: 4 - паропровід; 5 – паровий вентиль; 6 - парова голка; 7 - пробурена свердловина; 8 – ковпак.

Відтавання в тепляках та відбивними печами . Тепляки - це відкриті знизу короби з утепленими стінками та дахом, усередині яких розміщують спіралі розжарювання, водяні або парові батареї, що підвішені до кришки короба. Відбивні печі мають зверху криволінійну поверхню, у фокусі якої розташовується спіраль розжарювання або випромінювач інфрачервоних променів, при цьому енергія витрачається економічніше, а відтавання грунту відбувається інтенсивніше. Тепляки та відбивні печі живляться від електромережі 220 або 380 В. Витрата енергії на 1 м 3 відтанутий ґрунт (залежно від його виду, вологості та температури) коливається в межах 100...300 МДж, при цьому всередині теплця підтримується температура 50...60°С.

При відтаванні ґрунту горизонтальними електродами по поверхні грун-

та укладають електроди зі смугової або круглої сталі, кінці яких відгинають на 15...20 см для підключення до дротів (рис. 2а). Поверхню ділянки, що відігрівається, покривають шаром тирси товщиною 15...20 см, який змочують сольовим розчином з концентрацією 0,2...0,5% з таким розрахунком, щоб маса розчину була не менше маси

тирси. Спочатку змочена тирса є струмопровідними елементами, так як замерзаючий грунт не є провідником. Під впливом тепла, що генерується в шарі тирси, відтає верхній шар ґрунту, який перетворюється на провідник струму від електрода до електрода. Після цього під впливом тепла починає розморожуватися верхній шар грунту, а потім - нижні шари. Надалі тирсовий шар захищає ділянку, що відігрівається, від втрат тепла в атмосферу, для чого шар тирси покривають поліетиленовою плівкою або щитами.

Малюнок 2. Схема розморожування ґрунту електропрогріванням: а - горизонтальними електродами; б – вертикальними електродами; 1 - трифазна електрична мережа; 2 – горизонтальні смугові електроди; 3

Шар тирси, змоченої солоною водою; 4 - шар толю або руберойду; 5 - стрижневий електрод.

Цей спосіб використовують при глибині промерзання ґрунту до 0,7 м, витрата електроенергії на відігрів 1 м3 ґрунту коливається від 150 до 300 МДж, температура в тирсі не перевищує 80... 90 °С.

Відтавання ґрунту вертикальними електродами . Електроди являють собою стрижні з арматурної сталі із загостреними нижніми кінцями. При глибині промерзання більше 0,7 м їх забивають у ґрунт у шаховому порядку на глибину 20...25 см, а в міру відтавання верхніх шарівґрунту занурюють на велику глибину. При відтаванні зверху вниз необхідно систематично прибирати сніг і влаштовувати засипку пилу, зволожену сольовим розчином. Режим прогріву при стрижневих електродах такий же, як і при смугових, причому під час відключення електроенергії електроди слід додатково заглиблювати на 1,3...1,5 м. Після відключення електроенергії протягом 1...2 діб глибина відтавання продовжує збільшуватися рахунок акумульованого в ґрунті тепла під захистом тирси. Витрата енергії при цьому способі дещо нижча, ніж при способі горизонтальних електродів.

Застосовуючи прогрів знизу нагору, до початку прогріву необхідно бурити свердловини в шаховому порядку на глибину, що перевищує на 15...20 см товщину мерзлого ґрунту. Витрата енергії при відігріванні ґрунту знизу вгору суттєво знижується (50... 150 МДж на 1 м3), застосовувати шар тирси не потрібно. При заглибленні стрижневих електродів у підстилаючий талий ґрунтуй одночасному пристрої на денній поверхні тирси засипки, просоченої сольовим розчином, відтавання відбувається зверху вниз і знизу вгору. У цьому трудомісткість підготовчих робіт значно вища, ніж у двох варіантах. Застосовують цей спосіб, тільки коли необхідно негайно відтанути ґрунт.

Відтавання ґрунту зверху вниз за допомогою парових або водяних регістрів. Регі-

стри укладають безпосередньо на розчищену від снігу поверхню ділянки, що відігрівається, і закривають теплоізоляційним шаром з тирси, піску або талого грунту для зменшення тепловтрат у просторі. Реєстрами відтають ґрунт при товщині мерзлої кірки до 0,8 м. Цей спосіб доцільний за наявності джерел пари або гарячої води, так як монтаж для цієї мети спеціальної котельні установки зазвичай виявляється занадто дорогим.

Відтавання ґрунту паровими голкамиє одним з ефективних засобів, але викликає зайве зволоження ґрунту та підвищену витрату тепла. Парова голка - це металева труба завдовжки 1,5...2 м, діаметром 25...50 мм. На нижню частину труби насаджений наконечник з отворами діаметром 2...3 мм. Голки з'єднують із паропроводом

гнучкими гумовими рукавами із кранами (рис. 1б). Голки заглиблюють у свердловини, попередньо пробурені на глибину 0,7 відтаювання глибини. Свердловини закривають захисними ковпаками з дерева, обшитого покрівельною сталлю з отвором, з сальником для пропуску парової голки. Пар подають під тиском 0,06...0,07 МПа. Після установки акумулюючих ковпаків поверхню, що прогрівається, покривають шаром термоізолюючого матеріалу (наприклад, тирси). Для економії пари режим прогріву голками має бути уривчастим (наприклад, 1 год - подача пари, 1 год - перерва) з почерговою подачею пари в паралельні групи голок. Голки розташовують у шаховому порядку з відстанню між їхніми центрами 1...1,5 м. Витрата пари на 1 м3 ґрунту 50...100 кг. Цей спосіб вимагає більшої витрати тепла, ніж спосіб глибинних електродів приблизно в 2 рази.

При відтаванні ґрунту водяними циркуляційними голками як теплоно-

стеля використовують воду, нагріту до 50...60°С і циркулюючу по замкнутій системі «котел - труби, що розводять, - водяні голки - зворотні труби - котел». Така схема забезпечує найповніше використання теплової енергії. Голки встановлюють у пробурені їм свердловини. Водяна голка і двох коаксіальних труб, у тому числі внутрішня має внизу відкритий, а зовнішня - загострений кінці. Гаряча вода входить в голку внутрішньою трубою, а через нижній її отвір надходить у зовнішню трубу, по якій піднімається до вихідного патрубка, звідки по сполучній трубі йде до наступної голки. Голки з'єднують послідовно по кілька штук групи, які включають паралельно між розвідними і зворотними трубопроводами. Відтавання ґрунту голками, в яких циркулює гаряча вода, відбувається значно повільніше, ніж навколо парових голок. Після безперервної роботи водяних голок протягом 1,5...2,5 діб їх витягають із ґрунту, поверхню його утеплюють, після чого протягом 1...

1,5 діб відбувається розширення талих зон за рахунок акумульованого тепла. Голки розташовують у шаховому порядку на відстані 0,75...1,25 м між собою та застосовують при глибинах промерзання від 1 метра та більше.

Відтавання ґрунту ТЕНами (електроиглами) . ТЕНи є сталь-

ні труби довжиною близько 1 м діаметром до 50 ... 60 мм, які вставляють у попередньо пробурені в шаховому порядку свердловини.

Усередині голок монтують нагрівальний елемент ізольований від корпусу труби. Простір між нагрівальним елементом та стінками голки заповнюють рідкими або твердими матеріалами, які є діелектриками, але в той же час добре передають та зберігають тепло. Інтенсивність відтавання грунту залежить від температури поверхні електроголок, у зв'язку з чим найбільш економічною є температура 60...80°С, але витрата тепла при цьому порівняно з глибинними електродами вище 1,6...

1,8 разів.

При відтаванні ґрунту сольовими розчинами на поверхні попередньо пробурюють свердловини на глибину, що підлягає відтаванню. Свердловини діаметром 0,3...0,4 м розташовують у шаховому порядку з кроком близько 1 м. У них наливають підігрітий до 80...100°С сольовий розчин, яким свердловини поповнюють протягом 3...5 днів. У піщаних ґрунтах достатньо свердловина глибиною 15...20 см, так як розчин проникає вглиб за рахунок дисперсності ґрунту. Відтали таким чином ґрунти після їх розробки вдруге не змерзають.

Спосіб пошарового відтавання вічномерзлих ґрунтів найбільш доцільний у весняний період, коли для цих цілей можна використовувати тепле повітрянавколишньої атмосфери, теплі дощові води, сонячної радіації. Верхній шар, що відтаює, грунту можна видаляти будь-якимиземлерийно-транспортнимиабо планувальними машинами, оголюючи мерзлий шар, що лежить під ним, який у свою чергу відтає під дією перерахованих вище факторів. Ґрунт зрізають на межі між мерзлим та талим шарами, де ґрунт має ослаблену структуру, що створює сприятливі умовидля роботи машин. У районах вічної мерзлоти цей спосіб - один з найбільш економічних.

мічних та поширених для розробки ґрунту при плануванні виїмок, траншей тощо.

Спосіб пошарового виморожування водоносних ґрунтів передбачає розра-

ботку до настання морозів верхнього шару ґрунту, що лежить вище за горизонт ґрунтових вод. Коли під дією холодного атмосферного повітря розрахункова глибина промерзання досягає 40...50 см, приступають до розробки ґрунту у виїмці у мерзлому стані. Розробку ведуть окремими ділянками, між якими залишають перемички з мерзлого ґрунту завтовшки близько 0,5 м на глибину близько 50 % товщини мерзлого ґрунту. Перемички призначені для ізоляції окремих ділянок від сусідніх у разі прориву ґрунтової води. Фронт розробки переміщається від однієї секції в іншу, тоді як у вже розроблених секціях глибина промерзання зростає, після чого розробку їх повторюють. Поперемінне виморожування та розробку ділянок повторюють до досягнення проектного рівня, після чого захисні перемички знімають. Такий спосіб дозволяє розробляти при мерзлом стані ґрунту (без кріплення та водовідливу) виїмки, що значно перевершують за своєю глибиною товщину сезонного промерзання ґрунту.

Попереднє розпушування мерзлого ґрунту засобами малої механізації при-

змінюють за незначних обсягів робіт. При великих обсягах робіт доцільно використовувати механічні та мерзлоторізні машини.

Вибуховий спосіб розпушуваннягрунт найбільш економічний при великих обсягах робіт, значної глибини промерзання, особливо якщо енергію вибуху використовують не тільки для розпушування, але і для викиду земляних мас у відвал. Але цей спосіб можна застосовувати тільки на ділянках, розташованих далеко від житлових будинків та промислових будівель. При використанні локалізації вибуховий спосіб розпушування ґрунтів можна застосовувати і поблизу будівель.

Малюнок 3. Схеми розпушування та різання мерзлого ґрунту: а - розпушування клином-молотом; б – розпушування дизель-молотом; в - різання в мерзлому грунті щілин багатоковшовим екскаватором, обладнаним різальними ланцюгами - барами; 1 – клин-молот; 2 – екскаватор; 3 - мерзлий шар ґрунту; 4- напрямна штанга; 5 – дизель-молот; 6 - ріжучі ланцюги (бари); 7 - багатоковшовий екскаватор; 8 - щілини у мерзлому ґрунті.

Механічне розпушування мерзлих ґрунтів застосовують при уривку невеликих за обсягом котлованів та траншей. У цих випадках мерзлий ґрунт на глибину 0,5...0,7 м рихлятьклином-молотом (Рис. 3a), підвішеним до стріли екскаватора (драглайна), - так зване розпушування розколюванням. Працюючи з таким молотом стрілу встановлюють під кутом щонайменше 60°, що забезпечує достатню висоту падіння молота. При використанні молотів вільного падіннячерез динамічного навантаження швидко зношуються сталевий канат, візок та окремі вузли машини; крім того, від удару по ґрунту коливання його можуть шкідливо діяти на близько розташовані споруди. Механічними розпушувачами розпушують ґрунт при глибині промерзання більше 0,4 м. У цьому випадку ґрунти розпушують шляхом сколу або нарізки блоків, причому трудомісткість руйнування ґрунту сколом у кілька разів менша, ніж при розпушуванні ґрунтів різанням. Число уда-

рів по одному сліду залежить від глибини промерзання, групи ґрунту, маси молота (2250…3000 кг), висоти підйому, визначають його ударником конструкції ДорНДІ.

Дизель-молоти (рис. 3б) можуть розпушувати ґрунт при глибині промерзання до 1,3 м і нарівні з клинами є навісним обладнанням до екскаватора, трактора навантажувача і трактора. Розпушувати мерзлий ґрунт дизель-молотом можна по двох технологічним схемам. За першою схемою дизель-молот розпушує мерзлий шар, рухаючись зигзагом по точках, розташованим у шаховому порядку з кроком 0,8 м. При цьому сфери дроблення від кожної робочої стоянки зливаються між собою, утворюючи суцільний розпушений шар, підготовлений для подальшої розробки. Друга схема вимагає попередньої підготовки відкритої стінки вибою, що розробляється екскаватором, після чого дизель-молот встановлюють на відстані приблизно 1 м від брівки вибою і наносять їм удари по одному місцю доти, доки не відбудеться скол брили мерзлого ґрунту. Потім дизель-молот переміщають уздовж брівки, повторюючи операцію.

Ударні мерзлоторихлювачі (рис. 4б) добре працюють при низьких температурах ґрунту, коли для нього характерні не пластичні, а тендітні деформації, що сприяють його розколюванню під дією удару.

Розпушування ґрунту тракторними розпушувачами. До цієї групи відноситься обладнання, у якого безперервне різальне зусилля ножа створюється за рахунок тягового зусилля трактора-тягача. Машини цього типу пошарово проходять мерзлий ґрунт, забезпечуючи за кожну проходку глибину розпушування 0,3...0,4 м. Тому розробляють мерзлий шар, попередньо розпушений такими машинами, як бульдозери. На противагу ударним розпушувачам статичні розпушувачі добре працюють при високих температурахґрунту, коли він має значні пластичні деформації, а механічна міцність його знижена. Статичні розпушувачі можуть бути причіпними та навісними (на задньому мосту трактора). Дуже часто їх використовують разом із бульдозером, який може в цьому випадку по черзі розпушувати або розробляти ґрунт. Причіпний розпушувач при цьому відчіплюють, а піднімають. Залежно від потужності двигуна та механічних властивостеймерзлого ґрунту кількість зубів розпушувача коливається від 1 до 5, причому найчастіше користуються одним зубом. Для ефективної роботи тракторного розпушувача на мерзлому ґрунті необхідно, щоб двигун мав достатню потужність (100...180 кВт). Розпушують ґрунт паралельними (приблизно через 0,5 м) проходками з наступними поперечними проходками під кутом 60...90° до попередніх.

Малюнок 4. Схеми розробки мерзлих ґрунтів із попереднім розпушуванням: а - розпушування клин-молотом; б - тракторним віброкліновим розпушувачем; 1 - автосамоскид; 2 – екскаватор; 3 – клин-молот; 4 – віброклін.

Мерзлий ґрунт, розпушений перехресними проходками одностоїчного розпушувача, можна успішно розробляти тракторним скрепером, причому цей спосіб вважається вельми економічним і з успіхом конкурує з буропідривним способом.

При розробці мерзлих ґрунтів з попереднім нарізуванням блоками в мерзлому шарі нарізають щілини (рис. 5), що розділяють ґрунт на окремі блоки, які потім видаляють екскаватором або будівельними кранами. Глибина щілин, що прорізаються в мерзлом шарі, повинна становити приблизно 0,8 глибини промерзання, так як ослаблений шар на межі мерзлої і талої зон не є перешкодою для розробки екскаватором. У районах із вічно-мерзлими ґрунтами, де підстилаючий шар відсутній, метод блокової розробки не застосовують.

Малюнок 5. Схеми розробки мерзлих ґрунтів блочним способом: а, б - дрібноблочним способом; в, г - великоблочний; 1 – видалення снігового покриву; 2, 3 - нарізка блоків мерзлого ґрунту баровою машиною; 4 – розробка дрібних блоків екскаватором або бульдозером; 5 - розробка талого ґрунту; 6 - розробка великих блоків мерзлого ґрунту трактором; 7 - те саме, краном.

Відстані між нарізаними щілинами залежать від розмірів ковша екскаватора (розміри блоків повинні бути на 10... 15% менше ширини зіва ковша екскаватора). Блоки відвантажують екскаваторами з ковшами місткістю від 0,5 м і вище, обладнаними переважно зворотною лопатою, тому що вивантаження блоків з ковша прямою лопатою дуже утруднене. Для нарізки щілин у ґрунті застосовують різне обладнання, яке встановлюється на екскаваторах та тракторах.

Нарізати щілини в мерзлому ґрунті можна за допомогою роторних екскаваторів, у яких ковшовий ротор замінений фрезерними дисками, забезпеченими зубами. З цією ж метою застосовують дискофрезерні машини (рис. 6), що є навісним обладнанням до трактора.

Малюнок 6. Дискофрезерна землерийна машина: 1 – трактор; 2 - система передачі та управління робочим органом; 3 – робочий орган машини (фреза).

Найбільш ефективно нарізати щілини в мерзлому ґрунті баровими машинами (рис. 5), робочий орган яких складається з врубового ланцюга, змонтованого на базі трактора або траншейного екскаватора. Барові машини прорізають щілини глибиною 1,3...1,7 м. Достоїнством ланцюгових машин порівняно з дисковими є відносна легкість заміни частин робочого органу, що найбільш швидко зношуються, - змінних, що вставляються у врубовий ланцюг зубів.

Значна частина території Росії розташована в зонах із тривалою та суворою зимою. Однак будівництво здійснюється цілий рік, у зв'язку з цим близько 15% загального обсягу земляних робіт доводиться виконувати в зимових умовах і при мерзлому стані ґрунту. Особливість розробки грунту в мерзлому стані полягає в тому, що при замерзанні грунту механічна міцність його зростає, а розробка не може. Взимку значно зростає трудомісткість розробки ґрунту ( ручних робіту 4...7 разів, механізованих у 3...5 разів), обмежується застосування деяких механізмів - екскаваторів, бульдозерів, скреперів, грейдерів, у той же час виїмки взимку можна виконувати без укосів. Вода, з якою багато неприємностей у теплу пору року, у замерзлому стані стає союзником будівельників. Іноді відпадає необхідність у шпунтових огорожах, практично завжди у водовідливі. Залежно від конкретних місцевих умов використовують наступні методирозробки ґрунту:

■ запобігання ґрунту від промерзання з подальшою розробкою звичайними методами;

■ відтавання ґрунту з розробкою його в талому стані;

■ розробка ґрунту в мерзлому стані з попереднім розпушуванням;

■ безпосередня розробка мерзлого ґрунту.

5.11.1. Запобігання ґрунту від промерзання

Цей метод заснований на штучному створенні на поверхні ділянки, наміченої до розробки в зимовий час, термоізоляційного покриву з розробкою ґрунту в талому стані. Запобігання проводиться до настання стійких негативних температур, із завчасним відведенням з ділянки поверхневих вод, що утеплюється. Застосовують такі способи влаштування термоізоляційного покриття: попереднє розпушування ґрунту, орання та боронування ґрунту, перехресне розпушування, укриття поверхні ґрунту утеплювачами та ін.

Попереднє розпушування ґрунту, а також орання та боронування здійснюється напередодні настання зимового періоду на ділянці, призначеній для розробки в зимових умовах. При розпушуванні поверхні ґрунту верхній шар набуває пухкої структури із заповненими повітрям замкнутими порожнечами, що мають достатні теплоізоляційні властивості. Оранку виробляють тракторними плугами або розпушувачами на глибину 30...35 см з подальшим боронуванням на глибину 15...20 см. Така обробка в поєднанні з сніговим покривом, що природно утворюється, віддаляють початок промерзання грунту на 1,5 міс, а на наступний період зменшують загальну глибину промерзання приблизно на 73. Сніговий покрив може бути збільшений переміщенням снігу на ділянку бульдозерами або автогрейдерами або установкою перпендикулярно напрямку панівних вітрів кількох рядів снігозахисних огорож з ґратчастих щитів розміром 2 X 2 м на відстані 20...30 м ряд від ряду.

Глибинне розпушування роблять екскаваторами на глибину 1,3. ..1,5 м шляхом перекидання грунту, що розробляється на ділянці, де в подальшому буде розташовуватися земляна споруда.

Перехресне розпушування поверхні на глибину 30...40 см, другий шар якого розташовується під кутом 60...900, а кожна наступна прохідка виконується з нахльосткою на 20 см. Така обробка, включаючи сніговий покрив, відсуває початок замерзання ґрунту на 2.5. .3.5 міс., різко знижується загальна глибина промерзання.

Попередня обробка поверхні ґрунту механічним розпушуванням особливо ефективна при утепленні цих ділянок землі.

Укриття поверхні ґрунту утеплювачами. Для цього використовують дешеві місцеві матеріали – деревне листя, сухий мох, торф'яна дрібниця, солом'яні мати, стружки, тирса, сніг. Найбільш простий спосіб - укладання цих утеплювачів завтовшки шару 20...40 см безпосередньо по ґрунту. Таке поверхневе утеплення застосовують переважно для невеликих за площею виїмок.

Укриття з повітряним прошарком. Більш ефективним є використання місцевих матеріалів у поєднанні з повітряним прошарком. Для цього на поверхні ґрунту розкладають лежні товщиною 8...10 см, на них горбили або інший підручний матеріал - гілки, прути, очерети; по них зверху насипають шар тирси або деревних стружок товщиною 15...20 см із запобіганням їх від здування вітром. Таке укриття надзвичайно ефективне в умовах серединної Росії, воно фактично оберігає ґрунт від промерзання протягом усієї зими. Доцільно площу укриття (утеплення) збільшувати з кожного боку на 2...3 м, що захистить грунт від промерзання не лише зверху, а й збоку.

З початком розробки ґрунту вести його треба швидкими темпами, відразу на всю необхідну глибину та невеликими ділянками. Утеплюючий шар при цьому потрібно знімати тільки на площі, що розробляється, в іншому випадку при сильних морозах буде швидко утворюватися мерзла кірка грунту, що ускладнює виконання робіт.

5.11.2. Метод розморожування ґрунту з розробкою його в талому стані

Відтавання відбувається за рахунок теплового впливу та характеризується значною трудомісткістю та енергетичними витратами. Застосовується в окремих випадках, коли інші методи неприпустимі або неприйнятні - поблизу діючих комунікацій і кабелів, у стиснених умовах, при аварійних та ремонтних роботах.

Способи відтавання класифікуються за напрямом розповсюдження теплоти в грунті і теплоносії (спалювання палива, пара, гаряча вода, електрика). За напрямом розморожування всі способи діляться на три групи.

Відтавання ґрунту зверху вниз. Теплота поширюється у вертикальному напрямку від денної поверхні углиб ґрунту. Спосіб найбільш простий, практично не вимагає підготовчих робіт, найчастіше застосовується на практиці, хоча з точки зору економної витрати енергії найбільш недосконалий, оскільки джерело теплоти розміщується в зоні холодного повітря, тому неминучі значні втрати енергії в навколишній простір.

Відтавання ґрунту знизу вгору. Теплота поширюється від нижньої межі мерзлого ґрунту до денної поверхні. Спосіб найбільш економічний, тому що опаювання відбувається під захистом мерзлої кірки ґрунту та тепловтрати у простір практично виключені. Потрібна теплова енергія може бути частково заощаджена за рахунок залишення верхньої кірки ґрунту в промерзлому стані. Вона має найнижчу температуру, тому потребує великих витрат енергії на опаювання. Але цей тонкий шарґрунту в 10...15 см буде безперешкодно розроблений екскаватором, для цього цілком вистачить потужності машини. Головний недолік цього способу у необхідності виконання трудомістких підготовчих операцій, що обмежує сферу його застосування.

Радіальне розморожування грунту займає проміжне положення між двома попередніми способами витрати теплової енергії. Теплота поширюється в грунті радіально від вертикально встановлених прогрівних елементів, але для того, щоб їх встановити та підключити до роботи, потрібні значні підготовчі роботи.

Для виконання відтавання ґрунту за будь-яким із цих трьох способів необхідно ділянку попередньо очистити від снігу, щоб не витрачати теплову енергію на його відтавання і неприпустимо перезволожувати ґрунт.

Залежно від теплоносія, що застосовується, існує кілька методів відтавання.

Відтавання безпосереднім спалюванням палива. Якщо в зимовий час необхідно викопати 1 ... 2 ями, найпростіше рішення - обійтися простим багаттям. Підтримування багаття протягом зміни призведе до відтавання ґрунту під ним на 30...40 см. Погасивши багаття і добре утепливши місце прогріву тирсою, відтавання ґрунту всередину продовжуватиметься за рахунок акумульованої енергії та за зміну може досягти загальної глибини до 1 м. можна знову розпалити багаття або розробити талий ґрунт і на дні ями розвести багаття. Застосовують спосіб дуже рідко, оскільки лише незначна частина теплової енергії витрачається продуктивно.

Вогневий спосіб застосовується для уривки невеликих траншей, використовується ланкова конструкція (рис. 5.41) з ряду металевих коробів усіченого типу, з яких легко збирається галерея необхідної довжини, в першому з них влаштовують тверду камеру згоряння або рідкого палива(вогнище з дров, рідке та газоподібне паливо зі спалюванням через форсунку). Теплова енергіяпереміщається до витяжної труби останнього короба, що створює необхідну тягу, завдяки якій гарячі гази проходять вздовж усієї галереї та грунт під коробами прогрівається по всій довжині. Зверху короба бажано утеплити, часто утеплювачем використовують талий ґрунт. Після зміни агрегат прибирають, смугу відтаючого грунту засипають тирсою, подальше обпаювання продовжується за рахунок тепла, що акумульовано в грунті.

Електропрогрів. Сутність даного методу полягає у пропусканні електричного струму через грунт, внаслідок чого він набуває позитивної температури. Використовують горизонтальні та вертикальні електроди у вигляді стрижнів або смугової сталі. Для початкового руху електричного струму між стрижнями необхідно створити струмопровідне середовище. Таким середовищем може бути талий ґрунт, якщо електроди забити в ґрунт до талого ґрунту, або на поверхні ґрунту, очищеного від снігу, насипати шар тирси завтовшки 15...20 см, змочених сольовим розчином з концентрацією 0,2-0,5%. Спочатку змочена тирса є струмопровідним елементом. Під впливом теплоти, що генерується в шарі тирси, верхній шар грунту нагрівається, опаює і стає провідником струму від одного електрода до іншого. Під впливом теплоти відбувається розморожування нижчих шарів грунту. У подальшому поширення теплової енергії здійснюється в основному в товщі ґрунту, тирсовий шар тільки захищає ділянку, що обігрівається, від втрат теплоти в атмосферу, для чого шар тирси доцільно накрити. рулонними матеріаламичи щитами. Цей спосіб досить ефективний при глибині промерзання або відтавання ґрунту до 0,7 м. Витрата електроенергії на відігрів 1 м3 ґрунту коливається в межах 150...300 кВт.год, температура нагрітої тирси не перевищує 80...90 °С.

Мал. 5.41. Установка для відтавання ґрунту рідким паливом:

а - загальний вигляд; б – схема утеплення короба; 1 – форсунка; 2 - утеплювач (обсипання талим ґрунтом); 3 – короба; 4 – витяжна труба; 5 - порожнина відтаючого ґрунту

Відтавання ґрунту смуговими електродами, що укладаються на поверхню ґрунту, очищеної від снігу та сміття, по можливості вирівняної. Кінці смугового заліза відгинають догори на 15...20 див підключення до електропроводів. Поверхня ділянки, що відігрівається, покривають шаром тирси товщиною 15...20 см, змочених розчином хлористого натрію або кальцію консистенції 0,2...0,5%. Так як ґрунт у промороженому стані не є провідником, то на першій стадії струм рухається по змоченим розчином тирсі. Далі відігрівається верхній шар грунту і відтала вода починає проводити електричний струм, часом йдевглиб грунту, тирса починають виконувати роль теплозахисту ділянки, що відігрівається від тепловтрат в атмосферу. Тирса зверху зазвичай покривають толем, пергаміном, щитами, іншими захисними матеріалами. Спосіб застосовується при глибині відігріву до 0,6 ... 0,7 м, так як при великих глибинах напруга падає, ґрунти менш інтенсивно включаються в роботу, значно повільніше нагріваються. До того ж вони досить просочені з осені водою, яка потребує більше енергії для переходу в стан талий. Витрата енергії коливається не більше 50-85 кВт.год на 1 м3 грунту.

Відтавання ґрунту стрижневими електродами (рис. 5.42). Цей методздійснюють зверху вниз, знизу вгору і комбінованими способами. При відтаванні ґрунту вертикальними електродами стрижні з арматурного заліза із загостреним нижнім кінцем забиваються в ґрунт у шаховому порядку, зазвичай використовуючи рамку 4x4 м із хрестоподібно натягнутими дротиками; відстань між електродами виявляється в межах 05-08 м.

Мал. 5.42. Відтавання ґрунту глибинними електродами:

а - знизу догори; б – зверху вниз; 1 - талий ґрунт; 2 - мерзлий ґрунт; 3 - електричний дріт; 4 - електрод; 5 - шар гідроізоляційного матеріалу; 6 - шар тирси; I-IV - шари розморожування

При прогріванні зверху вниз попередньо очищають від снігу і криги поверхню, стрижні забивають у ґрунт на 20...25 см, укладають шар тирси, просочених розчином солей. У міру прогріву ґрунту електроди забивають глибше у ґрунт. Оптимальною буде глибина прогріву в межах 0,7... 1,5 м. ...2 сут. Відстань між електродами 40...80 см, витрата енергії проти смуговими електродами скорочується на 15...20% і як 40...75 кВт-год на 1 м3 грунту.

При прогріванні знизу вгору пробурюють свердловини і вставляють електроди на глибину, що перевищує глибину промерзлого грунту на 15...20 см. Струм між електродами йде по талому грунту нижче рівня промерзання, при нагріванні грунт відігріває шари, що лежать вище, які також включаються в роботу. При цьому методі застосовувати шар тирси не потрібно. Витрата енергії становить 15...40 кВт/год на 1 м3 ґрунту.

Третій, комбінований спосіб, буде мати місце при заглибленні електродів у підстилаючий талий грунт і пристрої на денній поверхні тирси засипки, просоченої сольовим розчином. Електричний ланцюгзамкнеться нагорі та внизу, відтавання ґрунту відбуватиметься зверху вниз і знизу вгору одночасно. Так як трудомісткість підготовчих робіт при цьому способі найвища, його застосування може бути виправдане лише у виняткових випадках, коли потрібно прискорене відтавання грунту.

Відтавання струмами високої частоти. Цей метод дозволяє різко скоротити підготовчі роботи, оскільки промерзлий ґрунт зберігає провідність до струмів високої частоти, тому відпадає потреба у великому заглибленні електродів у ґрунт і в пристрої тирси засипки. Відстань між електродами може бути збільшена до 1,2 м, тобто скорочено їх кількість майже вдвічі. Процес відтавання ґрунту протікає відносно швидко. Обмежене використання способу пов'язане із недостатнім випуском генераторів струмів високої частоти.

Одним із методів, які в даний час втратили свою ефективність і витіснені більш сучасними, є відтавання ґрунту паровими або водяними голками. Дня цього необхідна наявність джерел гарячої води та пари, при малій, до 0,8 м глибині промерзання ґрунту. Парові голки є металеву трубудовжиною до 2 м та діаметром 25...50 мм. На нижню частину труби насаджений наконечник з отворами діаметром 2...3 мм. Голки з'єднують із паропроводом гнучкими гумовими шлангами за наявності на них кранів. Голки заглиблюють у свердловини, що попередньо пробурюються на глибину, приблизно рівну 70% глибини відтавання. Свердловини закривають захисними ковпаками, з сальниками для пропуску парової голки. Пара подають під тиском 0,06...0,07 МПа. Після установки акумульованих ковпаків поверхню, що прогрівається, покривають шаром термоізоляційного матеріалу, найчастіше тирси. Голки розташовують у шаховому порядку з відстанню між центрами 11,5 м.

Витрата пари на 1 м3 ґрунту становить 50... 100 кг. За рахунок виділення пором у ґрунті прихованої теплоти пароутворення прогрів ґрунту проходить особливо інтенсивно. Цей метод вимагає витрати теплової енергії приблизно вдвічі більше, ніж метод вертикальних електродів.

Відтавання ґрунту теплоелектронагрівачами. Даний метод заснований на передачі теплоти мерзлого ґрунту контактним способом. Як основні технічних засобівзастосовуються електро-мати, що виготовляються із спеціального теплопровідного матеріалу, через який пропускають електричний струм. Прямокутні мати, розміри яких можуть закривати поверхню від 4...8 м2, укладаються на ділянку, що відтає, і приєднуються до джерела електрики напругою 220 В. При цьому тепло, що утворюється, ефективно поширюється зверху вниз в товщу мерзлого грунту, що призводить до його відтавання. Час, необхідне для розморожування, залежить від температури навколишнього повітря і від глибини промерзання ґрунту і в середньому становить 15-20 год.

5.11.3. Розробка ґрунту в мерзлому стані з попереднім розпушуванням

Розпушування мерзлого ґрунту з подальшою розробкою землерийними та землерийно-транспортними машинами здійснюють механічним або вибуховим методом.

Механічне розпушування мерзлого ґрунту з використанням сучасних будівельних машинпідвищеної потужності набуває все більшого поширення. Відповідно до вимог екології перед зимовою розробкою ґрунту необхідно в осінній період зняти бульдозером шар рослинного ґрунту з наміченої для розробки ділянки. Механічне розпушування базується на різанні, розколюванні або сколі мерзлого ґрунту статичним (рис. 5.43) або динамічним впливом.

Мал. 5.43. Розпушування мерзлого ґрунту статичним впливом:

а - бульдозером з активними зубами, б - екскаватором-розпушувачем, 1 - напрямок ходу розпушування

При динамічному впливі на ґрунт здійснюється його розколювання або відколи молотами вільного падіння та спрямованої дії (рис. 5.44). Цим способом розпушення ґрунту виробляють молотами вільного падіння (куля- і клин-молотами), підвішеними на канатах на стріли екскаваторів, або молотами спрямованої дії, коли розпушування здійснюється сколом ґрунту. Розпушування механічним способом дозволяє здійснювати його розробку землерийними та землерийно-транспортними машинами. Молоти масою до 5 т скидають з висоти 5...8 м: молот у формі кулі рекомендується застосовувати при розпушуванні піщаних та супіщаних ґрунтів, клин-молоти – для глинистих (при глибині промерзання 0,5...0,7 м). Як молот спрямованої дії широко застосовують дизель-молоти на екскаваторах або тракторах; вони дозволяють руйнувати проморожений ґрунт на глибину До 1,3 м (рис. 5.45).

Статична дія заснована на безперервному ріжучому зусиллі в мерзлому грунті спеціального робочого органу - зуба-розпушувача, який може бути робочим обладнанням гідравлічного екскаватора «зворотна лопата» або бути навісним обладнанням на потужних тракторах.

Розпушування статичними розпушувачами з урахуванням трактора передбачає як навісного обладнанняспеціального ножа (зуба), різальне зусилля якого створюється з допомогою тягового зусилля трактора.

Машини цього розраховані на пошарове розпушування грунту на глибину 0,3...0,4 м. Число зубів залежить від потужності трактора, при мінімальній потужності трактора 250 к.с. використовується один зуб. Розпушування ґрунту здійснюють паралельними пошаровими проходками через 0,5 м з наступними поперечними проходками під кутом 60...900 до попередніх. Переміщення розпушеного ґрунту у відвал здійснюють бульдозерами. Доцільно навісне обладнання кріпити безпосередньо на бульдозер та використовувати його для самостійного переміщення розпушеного ґрунту (див. рис. 5.21). Продуктивність розпушувача 15...20 м3/год.

Здатність статичних розпушувачів пошарово розробляти мерзлий ґрунт дає можливість використовувати їх незалежно від глибини промерзання ґрунту. Сучасні розпушувачі на базі тракторів з бульдозерним обладнанням завдяки своїм широким технологічним можливостям знаходять. широке застосуванняв будівництві. Це зумовлено їхньою високою економічністю. Так, вартість розробки ґрунту із застосуванням розпушувачів у порівнянні з вибуховим способом розпушування у 2...3 рази нижча. Глибина розпушування цими машинами становить 700...1400 мм.

Рис.5.45. Схема спільної роботи дизель-молота та екскаватора «пряма лопата»

Розпушування мерзлих ґрунтів вибухом ефективно при значних обсягах розробки мерзлого ґрунту. Метод застосовують переважно на незабудованих ділянках, та обмежено забудованих – з використанням укриттів та локалістів вибуху (важких привантажувальних плит).

Залежно від глибини промерзання ґрунту вибухові роботи виконують (рис. 5.46):

■ методом шпурових та щілинних зарядів при глибині промерзання ґрунту до 2 м;

■ методом свердловинних та щілинних зарядів при глибині промерзання понад 2 м.

Шпури просвердлюють діаметром 22...50 мм, свердловини - 900...1100 мм, відстань між рядами приймається від 1 до 1,5 м. Щілі на відстані 0,9... 1,2 м одна від одної нарізають щеленарез- Вими м'яптнями фрезерного типу або баровими машинами. З трьох сусідніх щілин вибухова речовина поміщається тільки в середню, крайні та проміжні щілини служать для компенсації зсуву мерзлого ґрунту під час вибуху та для зниження сейсмічного ефекту. Заряджають щілини подовженими чи зосередженими зарядами, після чого їх зверху засипають талим піском. При якісному виконанні підготовчих робіт у процесі підривання мерзлий грунт повністю дробиться, не пошкоджуючи стін котловану або траншеї.

Мал. 5.46. Методи розпушування мерзлого ґрунту вибухом:

а – шпуровими зарядами; б - те саме, свердловинними; в - те саме, котловими; г - те, малокамерними; д, е - те ж, камерними; ж - те ж, щілинними; 1 – заряд ВР; 2 - набійка; 3 – груди забою; 4 – рукав; 5 – шурф; б - штольня; 7 – робоча щілина; 8 - компенсаційна щілина

Розпушений вибухами ґрунт розробляється екскаваторами або землерийно-транспортними машинами.

5.11.4. Безпосередня розробка мерзлого ґрунту

Розробка (без попереднього розпушування) може здійснюватися двома методами – блочним та механічним.

Блоковий метод розробки застосовується для великих площ і заснований на тому, що монолітність мерзлого ґрунту порушується за рахунок розрізання його на блоки. За допомогою навісного обладнання на тракторі - барової машини ґрунт розрізають при взаємно перпендикулярних проходках на блоки шириною 0,6...1,0 м (рис. 5.47). При малій глибині промерзання (до 0,6 м) досить зробити лише поздовжні розрізи.

Барові машини, що здійснюють нарізку щілин, мають один, два або три врубові ланцюги, що навішують на трактори або траншейні екскаватори. Барові машини дозволяють прорізати в мерзлому ґрунті щілини глибиною 1,2...2,5 м. Використовують сталеві зубці з ріжучою кромкою з міцного сплаву, що продовжує термін їхньої служби, а при зношуванні або стиранні дозволяє швидко їх замінити. Відстань між барами приймається залежно від ґрунту через 60... 100 см. Розробку проводять екскаваторами «зворотна лопата» з ковшем великої місткості або брили ґрунту волоком переміщають з майданчика, що розробляється, у відвал бульдозерами або гранторами.

Рис.5.47. Схема блокової розробки ґрунту:

а – нарізка щілин баровою машиною; б - те саме, з вилученням блоків трактором; в - розробка котловану із вилученням блоків мерзлого ґрунту за допомогою крана; I - шар мерзлого ґрунту; 2 - ріжучі ланцюги (бари); 3 – екскаватор; 4 - щілини в мерзлому ґрунті; 5 – нарізані блоки ґрунту; 6 - блоки, що переміщаються з майданчика; 7 – столики крана; 8 – транспортний засіб; 9 - кліщовий захоплення; 10 – будівельний кран; 11 - трактор

Механічний метод заснований на силовому, а частіше у поєднанні з ударним чи вібраційним впливом на масив мерзлого ґрунту. Реалізується метод застосуванням звичайних землерийних та землерийно-транспортних машин та машин зі спеціально розробленими для зимових умовробочими органами (рис. 5.48).

Звичайні серійні машини застосовують у початковий періодзими, коли глибина промерзання ґрунту незначна. Пряма та зворотна лопата можуть розробляти ґрунт при глибині промерзання 0,25...0,3 м; з ковшем місткістю понад 0,65 м3-0,4 м; екскаватор драглайн – до 0,15 м; бульдозери та скрепери в змозі розробляти промерзлий ґрунт на глибину до 15 см.

Мал. 5.48. Механічний спосіб безпосередньої розробки ґрунту:

а – ківш екскаватора з активними зубами; б - розробка грунту екскаватором «зворотна лопата» і захватно-кліщовим пристроєм; в - землерийно-фрезерна машина; 1 – ківш; 2 – зуб ков-ша; 3 – ударник; 4 – вібратор; 5 - захватно-кліщовий пристрій; б – відвал бульдозера; 7 - гідроциліндр для підйому та опускання робочого органу; 8 – робочий орган (фреза)

Для зимових умов розроблено спеціальне обладнання для одноківшових екскаваторів - ковші з віброударними активними зубами та ковші із захватно-кліщовим пристроєм. Витрати енергії на різання ґрунту приблизно в 10 разів більші, ніж на сколювання. Вмонтування в ріжучий край ковша екскаватора віброударних механізмів, аналогічних по роботі відбійного молотка, приносять гарні результати. За рахунок надмірного ріжучого зусилля такі одноковшові екскаватори можуть пошарово розробляти масив мерзлого ґрунту. Процес розпушування та екскавації ґрунту виявляється єдиним.

Розробку ґрунту здійснюють і багатоковшовими екскаваторами, спеціально розробленими для проходження траншей у мерзлому ґрунті. Для цієї мети служить спеціальний різальний інструмент у вигляді іклів, зубів або коронок із вставками із твердого металу, що зміцнюються на ківшах. На рис. 5.48 а показаний робочий орган багатоківшового екскаватора з активними зубами для розробки скельних і мерзлих грунтів.

Пошарову розробку ґрунту можна здійснювати спеціалізованою землерийно-фрезерною машиною, що знімає стружку глибиною до 0,3 м та шириною 2,6 м. Переміщення розробленого мерзлого ґрунту роблять бульдозерним обладнанням, що входить до комплекту машини.