безперервність монолітного будівництва дозволяє дотримуватися обігрів бетону в зимовий час. Регламентація робіт наводиться в СНиП 3-03-01-87 (актуалізовано СП 70.13330.2012). Там приписують заходи, що не допускають замерзання води в розчині, утворення льоду на арматурному каркасі при середньодобовій температурі нижче + 5 ° С, мінімальної - менше 0. Способи відрізняються обладнанням, витратами коштів і енергії.

Головна вимога для отримання гарантованої якості споруди - це проведення робіт в установленому темпі і чіткої послідовності, без відступів від проекту. При перевезенні розчин не повинен охолоджуватися нижче розрахункової температури. Допускається збільшити час перемішування на 25%.

На вічній грунтах заливка конструкцій відбувається за СНиП II-18-76. Метод вибирають не стільки по витратній частині, скільки за якісними показниками вироби, одержуваного в результаті.

Під час застигання прогрівання бетону здійснюється наступними основними способами:

1. Термос. У розчин на заводі додають гарячу воду (40-70 ° С) і укладають його в утеплену опалубку. При схоплюванні в процесі гідратації виділяється близько 80 ккал тепла, які складаються з наявною температурою суміші. Теплоізоляція утримує масу від замерзання до набору потрібного показника міцності. Екзотермічний ефект часто поєднують з іншими методами.

2. противоморозні добавки. Технологія їх використання і властивості, що додаються бетону, вказуються виробником в паспорті продукту. Опалубка повинна запобігати швидку втрату тепла. Цей показник передбачається проектним розрахунком, В максимальному значенні не перевищує 10 ° С / год. Фрагменти, які можуть охолоджуватися швидше (виступи, звуження перетину), покривають від прискореного випаровування гідроізоляцією, утеплювачем або організовують їх обігрів. Ведеться постійний контроль навколишньої температури, щоб в разі її зниження менше дозволеної вжити додаткових заходів.

3. Підігрів повітрям. У закритому просторі організовується прогрів конвективним рухом повітря, що нагрівається. З брезентового полотна можна спорудити тепляк над заливається формою і підтримувати потрібну температуру за допомогою теплогенератора (дизель або електрокалорифер). Для рівномірного розподілу гарячого повітряного потоку, що нагнітається вентилятором, застосовують спеціальний рукав з перфорацією.

4. Пропарювання. З огляду на складність обладнання і енерговитрати, масово його використовують в заводських умовах для створення елементів збірних конструкцій. Технологія передбачає заливку бетону в опалубку з подвійними стінками, через які подають гарячу пару. Він створює «парову сорочку» навколо розчину, що забезпечує рівномірну гідратацію. Застосовується в комплексі з пластифицирующими добавками.

5. Гріюча опалубка. Метод поширений при швидкому зведенні споруд ( монолітних будівель). Для цього бетон повинен бути з високою швидкістю застигання. Електропрогрів походить від кордону контакту з опалубкою вглиб застигаючого масиву. Розташовується гріючий кабель по зовнішній поверхні форми. Щоб не утворювалося прошарків повітря, його видаляють вібратором. Спосіб використовують для заливки взимку тонких і середніх стін (з армуванням або без нього). Відрізняється вимогами до температури - суміш і грунт на глибину 0,3-05 м попередньо нагріваються до + 15 ° С.

До найбільш економним методів відносять технології електропрогрева, які охоплюють весь об'єм суміші (електрод, трансформатор, кабель, зібрані в певну схему).

Електродний обігрів бетону

Принцип заснований на виділенні тепла при проходженні струму через рідкий розчин між стрижнями, на які подається напруга від трансформатора. Спосіб не застосовується в густо армованих конструкціях. Добре показав себе при зведенні ростверків та стрічкових фундаментів в зимовий час.

Як харчування беруть трансформатор змінного струму з напругою від 60 до 127 В. Для виробів зі сталевим арматурним каркасом потрібен точний проектний розрахунок схеми і параметрів електричного кола.

Електрод може бути різного виду:

• стрижневого, розміром Ø6-12 мм;
• струнного (дріт Ø6-10 мм);
• поверхневого (пластини шириною 40-80 мм).

Стрижневі електроди застосовують на віддалених фрагментах великих і складної форми конструкцій. Їх встановлюють не ближче 3 см до опалубки. Струнні варіанти призначаються для протяжних ділянок. Ця схема краща при контакті бетону з замерзлим підставою. Поверхневі стрічки кріплять безпосередньо на опалубку, прокладаються руберойдом і не контактують з розчином.

Глибина електропрогрева електродами становить 1/2 відстані між стрижнями або смугами. Тепла маса біля поверхні вкриває внутрішні шари, де процеси протікають менш інтенсивно. Збільшити виділення енергії в бетоні можна, подаючи на електроди через трансформатор різні фази.

Після застигання моноліту занурені електроди залишаються всередині, виступаючі їх частини обрізають. Основна перевага використання електродів - це здатність тривалого підтримки температури, визначеної технологією проекту, в конструкціях будь-якої форми і товщини.

прогрів трансформатором

Грунтується на зануренні кабелю, що гріє, підключеного до понижувального трансформатора. Для цього беруть провідник марки ПНСВ від 1,2 до 3 мм. Його укладають з кроком не менше 15 мм так, щоб він повністю занурювався в розчин. Вивідні кінці для підключення від трансформатора роблять з алюмінієвих АПВ-2,5; АПВ-4.

Розрахунок схеми виробляють виходячи з того, що на обігрів 1 м ³ потрібно близько 1,3 кВт потужності. Величина залежить від температури повітря - чим холодніше взимку, тим більше потрібно енергії.

На прогрів проводом ПНСВ кожного 1м³ бетону потрібно 30-50 м кабелю. Більш точно покаже розрахунок, так як при схемі підключення «зірка» в кожному шматку проводу потрібно струм 15 А, «трикутник» (ПНСВ 1,2) - 18 А.

Вибір кабелю ВЕТ або КДБС дозволить виключити трансформатор з електродами з технології. До цього методу вдаються, якщо відсутня можливість застосувати потрібну кількість апаратів на віддаленому об'єкті чи ні мережі живлення. ВЕТ-провід підключається до побутової електромережі, в комплект входять сполучні муфти. Для нього беруть схему підключення, аналогічну ПНСВ.

Підтримувати температуру потрібно, використовуючи трансформатор з плавним регулюванням сили струму. Для невеликого індивідуального будівництва підходить звичний зварювальний апарат. Промислові станції КТПТО-80/86, ТСДЗ-63, трансформатори СПБ дають нагрів близько 30 м³ бетону.

Новітні методи прогріву

Удосконалення технології дало можливість для обігріву колон, балок перекриттів і інших щодо тонких елементів застосовувати інфрачервоні пристрої. Вони виконані у вигляді термоматов, якими обертають зовні застигає форму. Прогрів відбувається рівномірно, по всій контактної поверхні. Для стандартних виробів використовують цільні нагрівачі, виготовлені за розміром.

Марочний бетон в природних умовах набирає міцність за 28 діб, завдяки інфрачервоному впливу процес гідратації проходить за 11 годин. Значно спрощується монтаж і складність конструкцій, підвищується швидкість цієї частини будівництва при роботі взимку.

Наступною сходинкою технології прогріву трансформатором при виготовленні виробів відносно невеликого перерізу (колон, паль) став індукційний метод. Зростання температури всередині форми відбувається під впливом електромагнітного поля, Створеного оперізують витками кабелю. Така індукційна обмотка розігріває метал опалубки і арматури, що виділяється тепло переходить в застигає розчин. Характеризується рівномірністю, здатністю попередньо підняти температуру опалубки і армуючого каркаса до початку заливки.

Терміни обігріву моноліту до набрання ним заданої фортеці встановлюються в залежності від класу: В10 набирає 50%, В25 - майже 30%.

Якість виробів з бетону, вироблених в зимовий період, Контролюється незалежно від способів прогріву (занурення електрода або поверхневий вплив) згідно СНиП 152-01-2003.

статті

Сторінка 10 з 18

Розробка грунту, пов'язана з риттям траншеї в зимових умовах, ускладнюється необхідністю попередньої підготовки і відігрівання морозива грунту. Глибина сезонного промерзання грунту визначається за даними метеорологічних станцій.
У міських умовах, при наявності великої кількості діючих кабельних ліній та інших підземних комунікацій застосування ударних інструментів (відбійних молотків, ломів, клинів та ін.) неможливо через небезпеку механічного пошкодження діючих кабельних ліній та інших підземних комунікацій.
Тому мерзлий грунт до початку робіт з копання траншеї в зоні діючих кабельних ліній повинен бути попередньо відігріти з тим, щоб земляні роботи вести лопатами без застосування ударного інструменту.
Відігрівання грунту може проводитися електричними рефлекторними печами, електричними горизонтальними і вертикальними сталевими електродами, електричними трифазними нагрівачами, газовими пальниками, паровими і водяними голками, гарячим піском, багаттями та т. Д. Способи відігрівання грунту, при яких нагрівальні голки вводяться в мерзлий грунт шляхом буріння свердловин або їх забивання, не отримали застосування, так як цей спосіб ефективний і застосування його може бути виправдано економічно при глибині розриття більше 0,8 м, т. е. на глибині, яка для кабельних робіт не використовується. Відігрівання грунту може також вестися струмами високої частоти, однак і цей спосіб поки не отримав практичного застосування зважаючи на складність обладнання і низького коефіцієнта корисної дії установки. Незалежно від прийнятого способу відігрівати поверхню попередньо очищається від снігу, льоду і верхніх покривів підстави (асфальт, бетон).

Відігрівання грунту електричними струмами промислової частоти за допомогою сталевих електродів, покладених горизонтально на морожений грунт, полягає в створенні ланцюга електричного струму, де відморожуватися грунт використовується як опір.
Горизонтальні електроди зі смугової, кутовий і будь-яких інших профілів стали довжиною 2,5-3 м укладають горизонтально на мерзлий грунт. Відстань між рядами електродів, що включаються в різнойменні фази, має бути 400 - 500 мм при напрузі 220 В і 700-800 мм при напрузі 380 В. З огляду на те що мерзлий грунт погано проводить електричний струм, Поверхню грунту засипається шаром тирси, змочених у водному розчині солі товщиною 150-200 мм. У початковий період включення електродів основне тепло передається в грунт від тирси, в яких під впливом електричного струму виникає інтенсивний розігрів. У міру розігріву грунту, підвищення його провідності і проходить через грунт електричного струму інтенсивність розігріву грунту підвищується.
З метою зменшення втрат тепла від розсіювання шар тирси ущільнюють і накривають дерев'яними щитами, матами, толем тощо.
витрата електричної енергії для відігрівання грунту за допомогою сталевих електродів в великій мірі визначається вологістю ґрунту і становить від 42 до 60 кВт-год на 1 м 3 морозива грунту при тривалості відігрівання від 24 до 30 год.
Роботи з розморожування ґрунту електричним струмом повинні проводитися під наглядом кваліфікованого персоналу, відповідального за дотримання режиму відігрівання, забезпечення безпеки робіт і справності обладнання. Зазначені вимоги і складності їх виконання, природно, обмежують можливості застосування цього способу. Кращим і більш безпечним методом є застосування напруги до 12 В.

Мал. 15. Конструкція трифазних нагрівачів для відігрівання грунту

а - нагрівач; б - схема включення; 1 - стрижень сталевий діаметром 19 мм, 2 труба сталева діаметром 25 мм, 3 -втулки сталева діаметром 19-25 мм, 4 - контакти мідні перетином 200 мм 2, 5 - смужка сталева 30X6 мм 2.

Електричні трифазні нагрівачі дозволяють зробити відігрівання грунту при напрузі 10 В. Елемент нагрівача складається з трьох сталевих стрижнів, кожен стрижень вставлений в дві сталеві труби, загальна довжина яких на 30 мм менше довжини стержня; кінці стрижня зварені з кінцями цих труб.
Простір між стрижнем і внутрішньою поверхнею кожної труби засипано кварцовим піском і для герметизації залито рідким склом (рис. 15) - Кінці трьох труб, розташованих в площині А-Л, З'єднані між собою привареною до них смужкою стали, утворюючи нейтральну точку зірки нагрівача. Три кінця труб, розташованих в площині Б, За допомогою закріплених на них мідних затискачів приєднуються через спеціальний знижувальних трансформатор потужністю 15 кВ-А до електричної мережі. Нагрівач укладається безпосередньо на грунт і засипається талим піском товщиною 200 мм. Для зменшення втрат тепла відігрівати ділянку додатково вкривають зверху матами зі скловолокна.
Витрата електричної енергії для відігрівання 1 м 3 грунту при цьому методі складає 50-55 кВт-год, а час відігрівання 24 ч.

Електрична рефлекторна піч. Як показав досвід ведення ремонтних робіт в умовах міських мереж, найбільш зручним, транспортабельним і швидким при одних і тих же умовах, що визначаються ступенем промерзання, характером відігрівається грунту і якістю покриття, є метод відігрівання електричними рефлекторними печами. В якості нагрівача в печі застосовується нихромовая або фехралевая дріт діаметром 3,5 мм, навита спіраллю на ізольовану азбестом сталеву трубу (Рис. 16).
Рефлектор печі виготовляється з зігнутого по осі в параболу з відстанню від відбиває рефлектора до спіралі (фокус) 60 мм алюмінієвого, дюралюмінієвого або сталевого хромованого листа товщиною 1 мм. Рефлектор відбиває теплову енергію печі, направляючи її на ділянку відігрівається морозива грунту. Для захисту рефлектора від механічних пошкоджень піч закривається сталевим кожухом. Між кожухом і рефлектором є повітряний проміжок, що скорочує втрати тепла від розсіювання.
Рефлекторна піч приєднується до електричної мережі напругою 380/220/127 В.
При відігріванні грунту збирається комплект з трьох однофазних рефлекторних печей, які з'єднують в зірку або трикутник відповідно напрузі мережі. Площа відігрівання однієї печі становить 0,4X1,5 м 2; потужність комплекту печей 18 кВт.


Мал. 16. Рефлекторна піч для відігрівання морозива грунту.
1 - нагрівальний елемент, 2 - рефлектор, 3 - кожух; 4 - контактні затискачі
Витрата електроенергії для відігрівання 1 м 3 морозива грунту становить приблизно 50 кВт-год при тривалості відігрівання від 6 до 10 год.
При користуванні печами необхідно також забезпечити безпечні умови виконання робіт. Місце відігрівання слід обгородити, контактні затискачі для приєднання проводом закриті, а спіралі течі не повинні стосуватися грунту.

Відігрівання морозива грунту вогнем.Для цієї мети використовується як рідке, так і газове паливо. В якості рідкого палива застосовується солярне масло. Витрата його становить 4-5 кг на 1 м 3 відігрітого грунту. Установка складається з коробів і форсунок. При довжині коробів 20-25 м установка за добу дає можливість відігріти грунт на глибині 0,7-0,8 м.
Процес підігріву триває 15-16 ч. Протягом решти часу доби відтавання грунту відбувається за рахунок акумульованого тепла його поверхневим шаром.
Більш ефективним і економічним паливом для відігрівання грунту є газоподібне.
Газовий пальник, що застосовується для цієї мети, є відрізком сталевої трубки діаметром 18 мм зі сплюснутим конусом. Напівсферичні короба виготовляють з листової сталі товщиною 1,5-2,5 мм. Для економії (втрат тепла короба обсипають теплоізоляційним шаром грунту товщиною до 100 мм. Вартість відігрівання грунту газовим паливом складає в середньому 0,2-0,3 руб / м 3.
Відігрівання грунту вогнищами застосовується при незначному обсязі робіт (риття котлованів і траншеї для вставки). Багаття розводять після розчищення місця від снігу і льоду. Для більшої ефективності відігрівання багаття накривають листами заліза товщиною 1,5-2 мм. Після того як грунт відігріти на глибину 200-250 мм, що встановлюється спеціальним сталевим зондом, дають багаття догоріти, після чого вибирають лопатами відталий грунт. Потім на дні утворилася западини знову розводять багаття, повторюючи цю операцію до тих пір, поки морожений грунт не буде вибрано на всю глибину. В ході робіт по відігрівання грунту необхідно стежити за тим, щоб вода від талого снігу і льоду не заливала багаття.
В процесі відігрівання грунту діючі кабелі можуть бути пошкоджені в результаті впливу теплонагреватель. Як показав досвід, для належного захисту діючих кабелів при відігріванні грунту необхідно, щоб між нагрівачем і кабелем зберігався шар землі товщиною не менше 200 мм протягом усього часу відігрівання.

При включень за допомогою катодів ділянки ґрунту в електричний ланцюг через нього може бути пропущений нагріває його струм напругою 120, 220 і 380 в.

Електропровідність грунту залежить від його вологості (рис.3, а), стану і температури вологи, концентрації знаходяться в грунті розчинів солей і кислот (рис. 3, б), будови та температури грунту (рис. 3, в) і т. П .

Складність будови грунту відбуваються в ньому фізичних явищ і змін, пов'язаних силовими процесами, значно ускладнює теоретичну сторонy електропрогрева грунту, яка знаходиться поки що в стадії опрацювання.

Мал. 1. Установка горизонтальних (струнних) електродів на мерзлий грунт з засипанням тирсою
1 - мерзлої грунт; 2 - горизонтальні (струменеві) електроди діаметром 12-16 мм; 3 - проводи, які підводять струм; 4 - тирса, змочені розчином солі; 5 - верхнє утеплення (толь, дерев'яні щити, Мати і т. П.)

Мал. 2. Установка вертикальних (стрижневих) електродів в мерзлий грунт з засипанням тирсою
1 - вертикальні електроди; 2 - проводи, які підводять струм; 3 - тирса, змочені розчином солі, 4-верхнє утеплення (толь, дерев'яні шиті, мати і т. П.)

Відтавання грунту виконують за допомогою горизонтальних (срунних) і вертикальних (стрижневих і глибинних) електродів. При відтаванні горизонтальними електродами (рис. 1) поверхню відігрівається ділянки грунту покривають 15-25-см шаром, змочених водним розчином солі (хлористого натрію, кальцію, мідного купоросу та ін.) мають призначення лише приводити ток і відігріти верхній шар мерзлого грунту, так як останній навіть при напрузі 380 в струму практично не пропускає.

При горизонтальних електродах тепло передається спочатку грунту лише від нагрівається шару тирси. Тільки верхній незначної товщини шар грунту, що прилягає до електродів, включається в електроланцюг і є опором, в якому виділяється тепло.

Відстань між рядами електродів, включеними в різні фази, становить 40-50 см при напрузі 220 в і 70-80 см при напрузі 380 в. Застосування горизонтальних електродів доцільно при отогревании промерзлих підстав і невеликий (до 0,5-0,7 м) глибині промерзання, а також у випадках, коли вертикальні (стрижневі) електроди не можуть бути застосовані через недостатню електропровідності грунту або неможливості забивання їх в грунт.

При відтаванні вертикальними стрижневими електродами вологу тирсу служать спочатку збудників до прогріванню верхнього шару грунту, який у міру відтавання включається в електричний ланцюг, після чого тирса тільки зменшують тепловтрати відтає грунту. Замість тирси збудників можуть служити розчини солей, що заливаються в борозенки в грунті, пробиті зубилом між усіма електродами на глибину 6 см.

При укритті поверхні відігрівається грунту шаром сухих тирси, як показує практика, пристрій таких борозенок дає хороші результати.
Застосування вертикальних електродів більш ефективно при глибині мерзлого грунту більше 0,7 м, а також при неможливості забезпечення належного контакту між горизонтальними електродами і грунтом. У тверді (глинисті і піщані ґрунти з вологістю більше 15-20%) електроди забивають на глибину 20-25 см, і потім занурюють глибше в міру відтавання ґрунтів (приблизно через кожні 4-5 год).

Відстань між електродами призначається від 40 до 70 см в залежності від напруги струму, характеру і температури грунту. При відтаванні на глибину 1,5 м рекомендується мати два комплекти електродів - короткі і довгі; по відтаванні грунту на глибину коротких електродів вони замінюються довгими. Відігрівання грунту на глибину 2 м і більше слід проводити в кілька прийомів, пошарово з періодичним видаленням відталих шарів при вимкненому струмі. З метою економії електроенергії і максимального використання потужності слід прагнути, щоб до кінця відтавання середнім температура грунту не перевищувала + 5 ° і максимальна + 20 °, і прогрів слід вести ділянками, періодично вимикаючи струм.

Мал. 3. Зміна питомого опору грунту в залежності
а - від вологості грунту з червоної глини, б - від змістів NaCi в глинистому ґрунті при 30% його вологості (по вазі), 8 - від температури грунту при вологості 18,6%

Установка для відтавання грунту складається з щитів і софітів (по 4-5 на кожен розподільний щит) Для підключення електродів до мережі.

При застосуванні глибинних електродів відтавання мерзлого грунту виробляють знизу вгору до денної його поверхні. Для цього електроди з круглою стали діаметром 12-19 мм (в залежності від їх довжини і твердості грунту) в шаховому порядку забивають крізь всю товщу мерзлого шару на 15-20 см в талий грунт. На початку відтавання електричний струм, що проходить в талому грунті, нагріває його і відтає розташовану безпосередньо лад ним частину мерзлого шару. Таким чином, тепловий потік, поступово збільшуючись по товщині від низу до верху, послідовно відігріває мерзлий грунт, причому майже весь виділений струмом тепло використовується для отаіванія мерзлого шару.
Такий спосіб відтавання, крім зменшення тепловтрат, дає ряд інших вигод.

Як відомо, екскаватори можуть розробляти без предварітельнoгo розпушування мерзлу кірку грунту товщиною до 25-40 см, Що дозволяє відповідно зменшити глибину відтає грунту. Так як верхні шари грунту зазвичай є найбільш складними і енергоємними, то розробка їх в неоттаявшем стані знижує витрату електроенергії і прискорює виробництво робіт.

Застосування більш високої напруги дає можливість збільшувати відстань між електродами. Останнє при напрузі 220 в приймають в 0,5 м, а при 380 в уже 0,7 м.
Нижній кінець електрода загострюють, а в верхньому просвердлюють наскрізний отвір діаметром 3-4 мм, через яке пропускають Мідний голий провід довжиною 25-30 см; один кінець дроту приварюють до електрода, а інший приєднують до електромережі з подальшим чергуванням фаз.

При затруднительности забивання електродів попередньо проходять свердловини діаметром, який на 1-2 мм менше прийнятого діаметра електрода.
За досвідченим даними суглинки з вологістю 18% при глибині промерзання 1,5 м і напрузі струму 220 в розморожують протягом приблизно 16 год.
Відігрівати майданчик виділяють переносним огорожею і множать попереджувальними сигналами з категоричною забороною входу на неї.
При застосуванні будь-якого способу відігрівання грунту необхідно суворо дотримуватися правил, викладені в спеціальній «Інструкції щодо застосування електропрогрівання в будівництві».

Відтавання струмами високої частоти. Мерзлий грунт проникний для струмів високої частоти, і відігрівання його Відбувається за рахунок тепла, що виділяється в грунті при приміщенні його і змінне електричне поле високої частоти.
Генератор високої частоти складається з підвищувального трансформатора, випрямляча, генераторних ламп, конденсаторів і коливального контуру. Пересувна установка монтується автоприцепе і харчується від мережі напругою 220-380 в або від пересувної електричної станції.
Зазначений спосіб можливий при невеликому обсязі робіт, розробці траншей і особливо при аварійних роботах, коли термін їх виконання є вирішальним фактором.

Наша країна знаходиться в північних широтах. Зимовий період з негативними температурами забирає багато часу у будівельників. Однак можна і не зупиняти капітальне будівництво, якщо зробити прогрів грунту. Така процедура стає все більш популярною. У даній статті ми розповімо про основні способи прогріву грунту.

Навіщо потрібен прогрів грунту взимку?

Коли будівництво проводиться в межах міста, виймати мерзлий грунт за допомогою відбійного обладнання стає небезпечно. Можна легко пошкодити підземні комунікації, яких так багато в місті кабельні лінії, водопроводи, газопроводи. У таких місцях, найчастіше, виймати грунт доводиться вручну. Взимку мерзлу землю лопату не виймешь з траншеї. Тому замовляють прогрів грунту безпосередньо перед початком будівельних робіт. Одночасно замовляють і прогрів бетону після заливки фундаменту для його гідратації і правильного набору твердості.

Які бувають способи прогріву грунту?

Прогрівати землю на місці будівництва можна безліччю способів. Вони розрізняються не тільки витратами, а й ефективністю. Ми перерахуємо основні з них:

1. Прогрів гарячою водою.Такий метод підходить для розморожування невеликих ділянок землі. За площею укладають лабіринти гнучких рукавів, які вкривають поліетиленом або будь-яким утеплювачем. За рукавах пускають нагріту до 70-90 градусів за Цельсієм воду. Для цього використовують теплової генератор або піролізний котел. Швидкість розморожування - не більше 60 см за добу. Недоліки - висока вартість обладнання і низька швидкість прогріву.
2. Прогрів паром і паровими голками. На ділянці пробуривают свердловини глибиною від півтора до двох метрів для спеціальних металевих труб діаметром до 50 мм. Ці так звані голки мають на кінцях отвори розміром не більше 3 мм. Труби розставляють в шаховому порядку через кожні 1-1,5 метра. У голки подають насичена водяна пара (температура - понад 100 градусів за Цельсієм, тиск - 7 атмосфер). Цей метод застосовується тільки для глибоких котлованів - більше 1,5 метра. Недоліки - складні підготовчі роботи, викид великих обсягів конденсату і необхідність постійного контролю процесу.
3. Прогрів Тенамі. Цей метод схожий з паровими голками застосовуваним інструментом. Також використовуються труби довжиною 1 метр і діаметром до 60 мм. Їх встановлюють в пробурені свердловини на такій же відстані. Усередині труб знаходиться рідкий діелектрик з високою теплопровідністю. Тени підключають до електромережі. Витрата електроенергії на 1 куб. метр землі - 42 кВт * год. Недоліки - високі витрати.
4. Прогрів електричними матами. Метод має на увазі використання інфрачервоних матів, які працюють за принципом подібних матів для "теплої підлоги". Електромати нагрівають грунт до температури в 70 градусів. Глибина прогріву - не більше 80 см за 32 години. Витрата електроенергії - 0,5 кВт * год на 1 квадратний метр. Недоліки - крихкий матеріал, потреба в постійному контролі.
5. Прогрів етилгліколем за допомогою установки Waker Neuson. Устаткування працює на дизельному паливі. З цієї точки зору воно є автономним і не залежить від підводки комунікацій (електрики). За площею ділянки змійкою розкладається шланг, по якому буде циркулювати нагріте етиленгліколь. Ця рідина відрізняється високою теплопровідністю і більшою, ніж у води, температурою кипіння. Шланги накривають матами з теплоізоляції. Одна установка дозволяє розморозити 400 квадратних метрів на глибину до 1,5 метра за 8 діб.

Наша компанія пропонує послуги прогріву грунту і бетону саме за допомогою установки Waker Neuson. Такий метод вважається найбільш ефективним в перерахунку витрат на площу ділянки і на час розморожування.

Значна частина території Росії розташована в зонах з тривалою і суворою зимою. Однак будівництво тут ведеться цілий рік, В зв'язку з чим приблизно 20% загального обсягу земляних робіт доводиться виконувати при мерзлому стані грунту.

Для мерзлих грунтів характерним є значне збільшення трудомісткості їх розробки внаслідок підвищеної механічної міцності. Крім того, мерзле стан грунту ускладнює технологію, обмежує застосування деяких типів землерийних (екскаваторів) і землерийно-транспортних (бульдозерів, скреперів, фейдеров) машин, зменшує продуктивність транспортних засобів, сприяє швидкому зносу деталей машин, особливо їх робочих органів. У той же час тимчасові виїмки в мерзлому ґрунті можна розробляти без укосів.

Залежно від конкретних місцевих умов розробку грунту в зимових умовах здійснюють наступними методами: 1) запобіганням грунту від промерзання і подальшою розробкою звичайними методами, 2) розробкою грунту в мерзлому стані з попередніми розпушуванням, 3) безпосередньою розробкою мерзлого грунту, 4) оттаиванием фунта і його розробкою в талому стані.

Запобігання грунту від промерзання здійснюють розпушуванням поверхневих шарів, укриттям поверхні разлічниміутеплітелямі, просоченням фунта сольовими розчинами.

Розпушування грунту переорюванням і боронуванням проводять на ділянці, призначеній для розробки в зимових умовах. В результаті верхній шар фунта набуває пухку структуру із замкнутими порожнечами, заповненими повітрям, яка володіє достатніми термоізоляційними властивостями. Оранку ведуть факторними 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%.

Укриття поверхні грунту виконують термоізоляційними матеріалами, бажано з дешевих місцевих матеріалів: деревних листя, сухого моху, торф'яної дрібниці, солом'яних матів, шлаку, сфужек і тирси, що укладаються шаром 20 ... 40 см безпосередньо по фунту. Поверхневе утеплення фунта застосовують в основному для невеликих за площею виїмок.

Розпушування мерзлого грунту з подальшою розробкою землерийними або землерийно-фанспортнимі машинами здійснюють механічним або вибуховим методом.

Механічне розпушування базується на різанні, розколюванні або сколе шару мерзлого грунту статичним або динамічним впливом.

Статична дія заснована на впливі безперервного ріжучого зусилля в мерзлому ґрунті спеціальним робочим органом - зубом. Для цього застосовують спеціальне обладнання, у якого безперервне ріжуче зусилля зуба створюється за рахунок тягового зусилля трактора. Машини цього типу виробляють пошарове проходку мерзлого грунту, забезпечуючи за кожну проходку глибину розпушування порядку 0,3 ... 0,4 м. Спушують грунт паралельними (приблизно через 0,5 м) проходками з подальшими поперечними проходками під кутом 60 ... 90 ° до попередніх. Продуктивність розпушувача 15 ... 20 м3 / год. Як статичних розпушувачів застосовують гідравлічні екскаватори з робочим органом - зубом-розпушувачем.

Можливість пошарової розробки мерзлого фунта робить статичні розпушувачі застосовними незалежно від глибини промерзання.

Динамічний вплив засноване на створенні ударних НАФУ-зок на відкритій поверхні мерзлого фунта. Цим способом фунт руйнують молотами вільного падіння (розпушування розколюванням) або молотами спрямованої дії (розпушування сколом). Молот вільного падіння може мати форму кулі або клина масою до 5 т, що підвішується на канаті до стріли екскаватора і скидається з висоти 5 ... 8 м. Кулі рекомендується застосовувати при розпушуванні піщаних і супіщаних фунтів, а клини - глинистих (при глибині промерзання 0 , 5 ... 0,7 м).

Як молота спрямованої дії широко застосовують дизель-молоти, використовувані в якості навісного обладнання до екскаватора або трактора. Дизель-молоти дозволяють руйнувати фунт на глибину до 1,3 м.

Розпушування вибухом ефективно при глибинах промерзання 0,4 ... 1,5 м і більше і при значних обсягах розробки мерзлого фунта. Його застосовують переважно на незабудованих ділянках, а на забудованих офаніченно - з використанням укриттів і локализаторов вибуху (важких пріфузочних плит). При розпушуванні на глибину до 1,5 м застосовують шпуровий і щілинний методи, а при великих глибинах - свердловинний або щілинний. Щілини на відстані 0,9 ... 1,2 м одна від одної нарізають щеленарезнимі машинами фрезерного типу або баровими машинами. З трьох сусідніх щілин заряджається одна середня, крайні і проміжні щілини служать для компенсації зсуву мерзлого фунта під час вибуху і для зниження сейсмічного ефекту. Заряджають щілини подовженими або зосередженими зарядами, після чого їх забивають піском. При підриванні мерзлий фунт повністю дробиться, не пошкоджуючи стінок котловану або траншеї.

Безпосередня розробка мерзлого грунту (без попереднього розпушування) ведеться двома методами: блоковим і механічним.

Блоковий метод заснований на тому, що монолітність мерзлого грунту порушується за допомогою розрізання його на блоки, які потім видаляють екскаватором, будівельним краном або трактором. Разрезку на блоки виконують по взаємно перпендикулярним напрямам. При малій глибині промерзання (до 0,6 м) досить зробити тільки поздовжні прорізи. Глибина прорізати в мерзлому шарі щілин повинна складати приблизно 80% від глибини промерзання, так як ослаблений шар на кордоні мерзлої і талої зон не є перешкодою для відриву блоків від масиву. Відстань між нарізаними щілинами залежить від розмірів кромки ковша екскаватора (розміри блоків повинні бути на 10 ... 15% менше ширини зіву ковша екскаватора). Для відвантаження блоків застосовують екскаватори з ковшами місткістю 0,5 м3 і вище, обладнані переважно зворотною лопатою, так як вивантаження блоків з ковша прямою лопатою сильно утруднена.

Механічний метод заснований на силовому (іноді в поєднанні з ударним або вібраційних) впливі на масив мерзлого грунту. Реалізується застосуванням як звичайних землерийних і землерийно-транспортних машин, так і машин, обладнаних спеціальними робочими органами.

Звичайні машини застосовують при невеликій глибині промерзання фунта: екскаватори пряма і зворотна лопати з ковшем місткістю до 0,65 м3 - 0,25 м, то ж, з ковшем місткістю до 1,6 м3 - 0,4 м, екскаватори-драглайни - до 0,15 м, бульдозери та скрепери - 0,05 ... 0,1 м.

Для розширення області застосування в зимовий час одноківшових екскаваторів розпочато застосування спеціального обладнання: Ковшів з виброударной активними зубами і ковшів з захватно-кліщовим пристроєм. За рахунок надлишкового ріжучого зусилля такі одноковшеві з дизельним двигуном екскаватори можуть пошарово розробляти масив мерзлого фунта, об'єднуючи процеси розпушування та екскавації в єдиний.

Пошарове розробку грунту здійснюють спеціалізованої землерийно-фрезерної машиною, яка знімає «стружку» товщиною до 0,3 м і шириною 2,6 м. Переміщення розробленого мерзлого грунту проводять бульдозерним обладнанням, що входять в комплект машини.

Відтавання мерзлого грунту здійснюють тепловими способами, що характеризуються значною трудомісткістю і енергоємністю. Тому теплові способи застосовують тільки в тих випадках, коли інші ефективні методи неприпустимі або неприйнятні, а саме: поблизу діючих підземних комунікацій і кабелів, при необхідності відтавання промерзлого підстави, при аварійних і ремонтних роботах, В умовах обмеженого простору (особливо в умовах технічного переозброєння і реконструкції підприємств).

Способи відтавання мерзлого грунту класифікують як у напрямку розповсюдження теплоти в грунті, так і за вживаним виду теплоносія.

У напрямку поширення теплоти в грунт можна виділити наступні три способи відтавання грунту.

Спосіб відтавання грунту зверху вниз неефективний, так як джерело теплоти розміщується в зоні холодного повітря, що викликає великі втрати теплоти. У той же час цей спосіб досить легко і просто здійснити, так як він вимагає мінімальних підготовчих робіт.

Спосіб відтавання грунту знизу вгору вимагає мінімальної витрати енергії, так як відтавання відбувається під захистом льдоземляной кірки і тепловтрати при цьому практично виключаються. Головний недолік цього способу - необхідність виконання трудомістких підготовчих операцій, Що обмежує область його застосування.

При відтаванні грунту по радіальному напрямку теплота поширюється в фунті радіально від вертикально встановлених профевающіх елементів, пофуженних в фунт. Цей спосіб за своїми економічними показниками займає проміжне положення між двома раніше описаними, а для свого здійснення вимагає також значних підготовчих робіт.

По виду теплоносія розрізняють наступні основні способи відтавання мерзлих грунтів.

Вогневої спосіб застосовують для уривки взимку невеликих траншей. Для цього економічно використовувати ланковий агрегат, що складається з рядаметалліческіх коробів в формі розрізнених по поздовжній осі усічених конусів, з яких збирають суцільну галерею. Перший з коробів являє собою камеру згоряння, в якій спалюють тверде або рідке паливо. Витяжна труба останнього короба забезпечує тягу, завдяки якій продукти згоряння проходять уздовж галереї і прогрівають розташований під нею грунт. Для зменшення тепловтрат галерею обсипають шаром талого грунту або шлаку. Смугу розмороженого грунту засипають тирсою, а подальше відтавання вглиб триває за рахунок акумульованої в грунті теплоти.

Спосіб електропрогрева заснований на пропуску струму через розігрівали матеріал, в результаті чого він набуває позитивну температуру. Основними технічними засобами є горизонтальні або вертикальні електроди.

При відтаванні грунту горизонтальними електродами по поверхні грунту укладають електроди зі смугової або круглої сталі, кінці яких відгинають на 15 ... 20 см для підключення до проводів. Поверхня відігрівається ділянки покривають шаром тирси завтовшки 15 ... 20 см, які змочують сольовим розчином з концентрацією 0,2 ... 0,5% з таким розрахунком, чтобимасса розчину була не менше маси тирси. Спочатку змочені тирса є струмопровідних елементом, так як замерзлий грунт не є провідником. Під впливом теплоти, що генерується в шарі тирси, відтає верхній шар грунту, який перетворюється в провідник струму від електрода до електрода. Після цього під впливом теплоти починає відтавати наступний шар грунту, а потім нижні шари. Надалі тирсових шар захищає відігрівати ділянку від втрат теплоти в атмосферу, для чого шар тирси покривають толем або щитами. Цей спосіб застосовують при глибині промерзання фунта до 0,7 м, витрата електроенергії на відігрівання 1 м3 ґрунту коливається від 150 до 300 МДж, температура в тирсі не перевищує 8О ... 9О ° С.

Відтавання грунту вертикальними електродами здійснюють із застосуванням стрижнів з арматурної сталі з загостреними нижніми кінцями. При глибині промерзання 0,7 м їх забивають в грунт в шаховому порядку на глибину 20 ... 25 см, а в міру відтавання верхніх шарів грунту занурюють на велику глибину. При відтаванні зверху вниз необхідно систематично прибирати сніг і влаштовувати тирсових засипку, зволожену сольовим розчином. Режим прогріву при стрижневих електродах такий же, як і при смугових, причому під час відключення електроенергії електроди слід послідовно заглиблювати в міру прогріву грунту до 1,3 ... 1,5 м. Після відключення електроенергії протягом 1 ... 2 дн глибина відтавання продовжує збільшуватися за рахунок акумульованої в грунті теплоти під захистом тирсового шару. Витрата енергії при цьому способі трохи нижче, ніж при способі горизонтальних електродів.

Застосовуючи прогрів від низу до верху, до початку прогріву необхідно бурити свердловини, розташовані в шаховому порядку, на глибину, що перевищує на 15 ... 20 см товщину мерзлого фунта. Витрата енергії при отофеве фунта від низу до верху істотно знижується, складаючи 50 ... 150 МДж на 1 м3, а застосовувати шар тирси не потрібно.

При заглибленні стрижневих електродів в підстильний талий фунт і одночасному пристрої на денній поверхні тирсової засипки, просоченої сольовим розчином, відтавання відбувається як в напрямку зверху вниз, так і знизу вгору. При цьому фудоемкость підготовчих робіт значно вище, ніж в перших двох варіантах. Застосовують цей спосіб лише у виняткових випадках, коли необхідно ексфенно здійснити відтавання фунта.

Парове відтавання засноване на впуску пара в фунт, для чого застосовують спеціальні технічні засоби - парові голки, що представляють собою металеву фубу довжиною до2 м, діаметром 25 ... 50 мм. На нижню частину труби насаджений наконечник з отворами діаметром 2 ... 3 мм. Голки з'єднують з паропроводом гнучкими гумовими шлангами з кранами. Голки заглиблюють в свердловини, попередньо пробуріваются на глибину, рівну 70% глибини відтавання. Свердловини закривають захисними ковпаками, забезпеченими сальниками для пропуску парової голки. Пар подають під тиском 0,06 ... 0,07 МПа. Після установки акумульованих ковпаків прогріваються поверхню покривають шаром ізоляційного матеріалу (наприклад, тирси). Голки мають у своєму розпорядженні в шаховому порядку з відстанню між центрами 1 ... 1,5 м. Витрата пара на 1 м3 фунта становить 50 ... 100 кг. Цей метод вимагає витрат теплоти приблизно в 2 рази більше, ніж метод глибинних електродів.