• Поиск

Устройство насыпей может представлять собой механический процесс отсыпки грунта и его уплотнения. В условиях городского строительства постоянные грунтовые насыпи представляют собой: дамбы, плотины, дорожные насыпи и другие профильные земляные сооружения; подсыпки, по вертикальной планировке; засыпки оврагов, тальвегов, а также акваторий; засыпки пазух, остающихся в котлованах и трашеях после устройства в них фундаментов; обратные засыпки траншей после устройства трубопроводов, кабелей и других подземных сооружений, а также подсыпки под полы.

Важнейшей технологической задачей устройства насыпей является уплотнение отсыпанного грунта. Его осуществляют для предотвращения осадок грунта и деформации сооружений путем придания грунтовому телу необходимой плотности.



При решении вопросов уплотнения насыпей первостепенное значение имеют процессы, происходящие в обсыпаемых грунтах и особенно при уплотнении глин. Степень механического уплотнения насыпного грунта зависит, главным образом, от его влажности. Влажность, при которой наибольшую плотность грунта достигают с наименьшей работой, называют оптимальной. При оптимальной влажности имеет место такое водонасыщение грунта, при котором из пор грунта выдавлен весь воздух, а оставшийся окружен поровой водой.

В естественных условиях уплотнение грунта происходит при удалении из него излишней влаги под действием собственного веса грунта или веса специальной пригрузки. Такое уплотнение называют консолидацией. Для обеспечения ускоренного уплотнения грунта в насыпях нужны специальные мероприятия. При их проведении принимают во внимание следующее. В глинистых грунтах имеет место тиксотропное упрочнение. Тиксотропия — это физико-химическое явление, протекающее в глинах под влиянием перемятия, вибрации, ультразвука и других воздействий, при которых влажность и плотность грунтов остается постоянной, а прочность изменяется. На прочность уплотняемого грунта влияет химический состав воды. Мягкая речная вода, применяемая для увлажнения глинистых грунтов, вызывает разупрочнение. Жесткая минерализованная вода, наоборот, приводит к улучшению, прочностных свойств глинистых грунтов за счет дегидратации и коагуляции коллоидов грунта.

Для дробления мерзлых грунтов путем гравитационного удара применяют так называемые клин-бабы и шар-бабы. Они представляют собой клино- и шарообразные стальные отливки, подвешиваемые на стреле экскаватора.
Для скалывания мерзлого грунта применяют клинообразные металлические снаряды разных размеров и веса, начиная от отбойных молотов с пиками весом 1—2 кг и кончая клинообразным наконечником и дизель-молотов, весящих 1000 кг и больше. Для машинного скалывания используют, как правило, тракторы с навесными клиньями, дизель-молотами и виброклиньями. Машины для скалывания мерзлого грунта получили название мерзлоторыхлителей. Мерзлоторыхлитель со свободным падением груза представляет собой раму из швеллеров, установленную на тракторе. По раме, как по направляющим, падают клинья со съемными грузами. Клинья с грузами образуют так называемую ударную гребенку. Ее вес зависит от числа грузов и его изменяют "от 500 до 3000 кг. Высоту падения ударной гребенки подбирают по механической работе, которая необходима для скалывания куска мерзлого грунта с одного удара. Производительность мерзлоторыхлителей с ударной гребенкой—150—200 м3 в смену при ширине откалываемых кусков 0,2—0,4 м. Такой размер кусков обеспечивает экскавацию грунта без дополнительного дробления.

Для оттаивания мерзлых грунтов используют также инфракрасное излучение, токи высокой частоты, термитные материалы.
Технические средства, используемые для разработки грунта в зимних условиях. Непосредственную разработку мерзлых грунтов ведут специальными роторными и цепными экскаваторами. Их рабочим органом являются ковши — скребки с особо прочными зубьями. В настоящее время они обеспечивают рытье в мерзлых грунтах траншей шириной до 1 м и глубиной до 3 м.
Разработку мерзлых грунтов ведут специальными рыхлителями — рипперами. Они представляют собой тракторы с навесным зубом и отвалом. За одну-две проходки риппером разламывают мерзлый грунт, а третьей проходкой перемещают его как бульдозером за пределы выемки .

Тепловое оттаивание мерзлых грунтов можно осуществлять непосредственным электрическим воздействием. Для этого в грунт на глубину 25—30 см забивают металлические штыри. Между ними насыпают опилки и смачивают их раствором поваренной соли. Подавая на штыри электрический ток высокого или низкого напряжения, грунт отогревают. Штыри-электроды постепенно забивают все глубже. При глубинной забивке металлических штырей в шпуры электропроводным слоем становится талый грунт, расположенный под мерзлой коркой. Оттаивание мерзлого грунта при шпуровых электродах идет снизу вверх.

Тепловое оттаивание путем воздействия пара, горячей воды или электрической энергии может быть поверхностным и глубинным. При поверхностном отогреве тепловые приборы раскладывают на поверхности земли, укрывая их опилками, сухим торфом и другими теплоизолирующими материалами. Для глубинного отогрева бурят шпуры, в них опускают трубы для циркуляции горячей воды или пара, а при использовании электрической энергии — трубчатые электронагреватели, называемые сокращенно ТЭНами. Грунт с поверхности при глубинном отогреве также утепляют.