17.1. Земляные работы

Экспертная оценка позволяет утверждать, что 15-18% земляных работ в России выполняется при мерзлом состоянии грунта в зимних условиях, поэтому есть прямой смысл остановиться на особенностях разработки грунта в зимних условиях.

Прежде об особенностях мерзлого грунта. Во-первых, замерзший грунт имеет значительно большую, чем теплый грунт прочность, а это значит, что на его разработку требуется значительно больше усилий и энергии. И еще одно неприятное качество. Разрыхленный мерзлый грунт состоит из отдельных комков, содержит много пустот и плохо уплотняется. Поэтому его нельзя использовать для устройства насыпей и обратной засыпки пазух фундаментов (при оттаивании грунт провалится).

С другой стороны, временные земляные сооружения (траншеи, котлованы), выполняемые на срок мерзлого состояния грунта, могут быть без откосов и без временного закрепления вертикальных стенок выемок, что снижает затраты и несколько уменьшает объем земляных работ.

Разрабатывать грунт зимой можно тремя принципиально разными методами:

• Первый – рыхлить мерзлый грунт механическим способом;

• Второй – сделать из мерзлого грунта грунт талый различными методам оттаивания;

• Третий самый хозяйский – не дать грунту замерзнуть на территории, где предполагается выполнение земляных работ.

К первому способу относится способ рыхления мерзлых грунтов механическими рыхлителями (клин-баба на кран-экскаваторе, тракторные рыхлители, средства малой механизации, баровые машины, непосредственная экскавация при толщине мерзлой корки 25-40 см, взрывной метод).

Ко второму способу относят оттаивание грунта огневым способом, оттаивание в тепляках и отражательными печами, вертикальными и горизонтальными электродами (электропрогрев), оттаивание с помощью паровых и водяных регистров, укладываемых по поверхности грунта, оттаивание паровыми или водяными иглами, ТЭНами, оттаивание грунта солевыми растворами.

И, наконец, третий способ предполагает утепление предназначенной для разработки площадки различными методами – от самого простого (глубокая вспашка с последующим боронованием) до использования современных утеплителей (МФП), (в промежутке – древесные листья, сухой мох, торф, солома, шлак, стружка, опилки и т. п.), а также пропитку грунта солевыми растворами, снижающими температуру замерзания грунта.

7.2. Свайные работы

Осложнения, связанные с погружением свай в замороженный грунт имеют тот же характер, что и при производстве земляных работ. Поэтому и методы преодоления этих сложностей аналогичны. Можно, конечно, без всяких дополнительных мероприятий попытаться забивать сваи в грунт, имеющий повышенную прочность. Применив сваебойные агрегаты повышенной мощности и пожертвовав некоторой долей их производительности, иногда удается пробить корку мерзлого грунта толщиной до 70 см.

Утепление грунта или другие способы предохранения его от замерзания также возможны, но это значительно менее эффективно, чем для земляных работ, так как приходится утеплять всю площадку, а не узкий колодец (скважину), реально необходимой для погружения сваи.

Размораживание и механическое разрушение также имеет некоторые особенности в с вязи с этим. Разрыхление грунта осуществляется не на всей площадке, а только в местах забивки свай: бурят лидирующие скважины, нарезают щели вдоль рядов свай. Оттаивание осуществляют также локальное – бурят скважины, в которые устанавливают ТЭНы или другие нагреватели. Используется еще так называемый термохимический способ, когда на месте свай в коробке цилиндрической формы сжигается ацетиле, получаемый при заливе водой карбида кальция.