Способы предохранения грунтов от промерзания

Способы предохранения грунтов от промерзания

Грунты подлежащие разработке в зимнее время целесообразно предохранять от промерзания. В качестве мер предохранения применяются вспахивание с боронованием, глубокое рыхление, перекрёстное рыхление, снегозадержание, утепление ледозащитной оболочкой и теплоизоляционными материалами, пропитка грунта растворами солей.

Вспахивание с боронованием применяется в средней полосе для утепления грунтов, подлежащих разработке в первой трети зимы. Вспашку участка производят тракторными плугами, рыхлителями или другими средствами на глубину 30…35 см с последующим глубоким боронованием.
В обработанном таким образом грунте образуются пазухи и поры, уменьшающие теплопроводность грунта. Теплоизолирующие свойства вспаханного грунта увеличиваются, если он будет покрыт слоем снега толщиной 25…30 см. Для этого производится искусственное снегозадержание. Для сохранения грунтов в рыхлом состоянии со вспаханного участка необходимо организовать отвод атмосферных вод. При выполнении указанных мер глубина промерзания грунта уменьшается примерно в 3 раза.

Глубокое рыхление предохраняет от промерзания несвязные грунты, но требует выполнения значительного объема земляных работ. Рыхление осуществляется одноковшовыми или многоковшовыми экскаваторами путем перелопачивания грунта отдельными проходками на глубину 1, 3…1, 5 м. Образующаяся при этом волнистая поверхность способствует задержанию снега. После глубокого рыхления мерзлый слой грунта не выходит за пределы разрыхленной зоны и легко разрабатывается.

Перекрёстное рыхление поверхности на глубину 30…40 см, второй слой которого располагается под углом 60….90°, а каждая последующая проходка выполняется с нахлёсткой на 20 см. Такая обработка, включая снежный покров, отодвигает начало замерзания грунта на 2, 5…3, 5 месяца, резко снижается общая глубина промерзания.

Снегозадержание является наиболее экономичным способом предохранения грунта от глубокого промерзания, но снегозадержание не всегда возможно из-за отсутствия достаточного количества снега. Коэффициент теплопроводности рыхлого снега в 7…10 раз меньше коэффициента теплопроводности грунта естественной влажности. Поэтому слоем снега в 1…1, 5 м, искусственно задерживаемым или нагребаемым, можно с минимальными затратами надежно предохранять от промерзания площади любых размеров.

Ледозащитная оболочка пригодна для утепления горизонтальных участков со слабодренирующим грунтом. Площадка ограждается земляным валом высотой 50…60 см, и по всей ее площади через 1, 5…2 м в шахматном порядке забиваются колья высотой 0, 4 м над уровнем земли. При наступлении устойчивых морозов участок заливается водой. После образования ледяной корки толщиной 10…15 см воду удаляют через специальные отверстия, которые затем тщательно заделывают. Ледяная оболочка вместе со слоем снега и воздушной прослойкой надежно предохраняет грунт от глубокого промерзания.

Теплоизоляционные покрытия выполняют из дешевых местных материалов: древесных листьев, сухого мха, торфяной мелочи, соломенных матов, шлака, стружек и опилок, укладываемых слоем 20…40 см непосредственно по грунту. Поверхностное утепление грунта применяют в основном для небольших по площади выемок. Более эффективным является использование местных материалов в сочетании с воздушной прослойкой. Для этого на поверхности грунта раскладывают лежни толщиной 8...10 см, на них горбыли или другой подручный материал: ветки, прутья, камыши, – по которым сверху насыпают слой опилок или древесных стружек толщиной 15...20 см с предохранением их от сдувания ветром.

Такое укрытие чрезвычайно эффективно, оно фактически предохраняет грунт от промерзания в течение всей зимы. Целесообразно площадь укрытия (утепления) увеличивать с каждой стороны на 2...3 м, что предохранит грунт от промерзания не только сверху, но и сбоку. С началом разработки грунта вести его надо быстрыми темпами, сразу на всю необходимую глубину и небольшими участками. Утепляющий слой при этом нужно снимать только на разрабатываемой площади, в противном случае при сильных морозах будет быстро образовываться мерзлая корка грунта, затрудняющая производство работ.

Пропитку грунта солевыми растворами ведут следующим образом. На поверхности песчаного и супесчаного грунта рассыпают заданное количество соли (хлористого кальция 0, 5 кг/м², хлористого натрия 1 кг/м²), после чего грунт вспахивают. Соль при этом растворяется в грунтовой воде и равномерно пропитывает грунт. В грунтах с низкой фильтрующей способностью (глины, тяжелые суглинки) пробуривают скважины, в которые под давлением нагнетают раствор соли. Недостатком данного способа является – высокая трудоемкость и стоимость таких работ.

РАЗРАБОТКА ГРУНТА БУРЕНИЕМ

Рассматриваемые вопросы:

7.1. Назначение и способы бурения.

7.2. Бурение скважин и шпуров методами ударного, вращательного и ударно-вращательного бурения.

7.3.Термический, гидравлический и электрогидравлический способы образования скважин.

7.4. Охрана труда при производстве буровых работ.

Тематика вопросов контрольного тестирования:

1. Основные способы бурения.

2. Основные элементы и размеры шпуров, скважин.

3. Способы механического бурения и способы удаления шлама.

4. Способы немеханического бурения.

5. Технология ударного бурения, используемое оборудование.

6. Технология вращательного бурения, основные виды.

7. Оборудование и последовательность работ при роторном бурении.

8. Оборудование и последовательность работ при шнековом бурении.

9. Технология ударно-вращательного бурения; используемое оборудование.

10. Термический, гидравлический способы бурения, применяемое оборудование.

11. Основные положения охраны труда при производстве буровых работ.

Охрана труда при производстве буровых работ

При производстве буровых работ необходимо выполнять «Единые правила безопасности при геологоразведочных работах» и требования СНиП III-4-80^* «Правила производства и приемки работ. Техника безопасности в строительстве». Как правило, бурение необходимо осуществлять только мокрым способом; в отдельных случаях допускается сухое бурение с использованием пылеуловителей.

К управлению буровыми станками и самоходными установками допускаются лица, имеющие специальные удостоверения. Рабочие должны быть проинструктированы и снабжены соответствующими инструкциями, содержащими требования по технике безопасности, указания о системе сигналов, правила управления машиной и ухода за рабочим местом, указания о допускаемых скоростях, возможных совмещениях операций и т. д.

Буровой мастер отвечает за соблюдение правил безопасности всеми членами бригады; приступая к работе, он обязан убедиться в исправности и надежности всех механизмов, наличии ограждения движущихся частей и обеспечении свободного доступа к станку, а также тщательно проверить исправность заземления электродвигателей, электроинструментов и пусковой аппаратуры станков.

При перемещении буровых станков с помощью тросов категорически запрещается направлять руками трос на барабан лебедки и касаться фрикционных колес.

Сооружение, ремонт, передвижку и разборку буровых вышек выполняют под наблюдением ответственного лица. В пределах запретной зоны (до 15 м от устья скважины) пребывание посторонних лиц не допускается. Места бурения в темное время суток должны быть хорошо освещены.

ТЕМА 8

РАЗРАБОТКА ГРУНТА ВЗРЫВОМ

Рассматриваемые вопросы:

8.1. Назначение взрывных работ. Материалы и оборудование для взрывных работ.

8.2. Способы взрывания с применением накладных и глубинных зарядов.

8.3. Охрана труда при производстве взрывных работ.

Тематика вопросов контрольного тестирования:

1. Основные виды взрывчатых материалов.

2. Основные виды взрывчатых веществ.

3. Основные виды средств взрывания.

4. Способы взрывания с применением накладных зарядов.

5. Способы взрывания с применением глубинных зарядов.

6. Как рассчитываются заряды выброса, рыхления, камуфлеты?

7. Основные методы ведения взрывных работ.

8. Основные положения по охране труда при производстве взрывных работ.

8.1. Назначение взрывных работ.
Материалы и оборудование для взрывных работ

Взрывные работы широко применяются в строительстве для разработки выемок, устройства насыпей, рыхления скальных пород и мёрзлых грунтов, ликвидации ледяных заторов, при сносе строений, уборке крупных камней и многих других работах.

К взрывчатым материалам относятся взрывчатые вещества и средства взрывания. Взрывчатые вещества (ВВ) представляют собой химические соединения (тол, гексоген, нитроглицерин и др.) или механические смеси (аммонит, порох, динамит др.), способные под действием нагревания или удара разлагаться со скоростью в несколько тысяч м/с, образуя при этом большое количество газов. В результате этого возникает ударная волна, которая, распространяясь во все стороны окружающей среды, оказывает разрушающее действие, называемое взрывом. По скорости взрывчатого превращения и зависящего от него характера воздействия на окружающую среду ВВ делят на две основные группы – метательные и бризантные (дробящие).

Метательные ВВ характеризуются незначительной скоростью взрывчатого разложения (400…2000 м/с) и дают при взрыве медленное образование газов с постоянным нарастанием давления, которое раскалывает окружающую породу на куски и отбрасывает их. Для них характерно фугасное (метательное) действие, происходящее на некотором расстоянии от заряда. Применяют для выброса грунта и образования выемок (например, дымный порох – механическая смесь калиевой селитры, серы и древесного угля).

Бризантные ВВ характеризуются высокой скоростью взрывчатого разложения (2000…8500 м/с) и вследствие этого способностью дробить породу без ее разброса. Применяют для дробления скальных пород. К числу бризантных ВВ относятся: динамит, аммониты, тол др. В группу бризантных ВВ входят и инициирующие ВВ. К ним относятся: гремучая ртуть, азид свинца и др. Будучи весьма чувствительными к внешним импульсам (искра, удар и т.д.), инициирующие ВВ используются в качестве начального импульса для возбуждения взрыва.

По своему составу различают следующие основные группы ВВ: аммиачно-силитренные, нитроглицериновые, оксиликвиты, азиды и соли гремучей кислоты. Наиболее часто в строительстве используются первые три группы ВВ. По агрегатному состоянию различают порошкообразные, крупнодисперсные, прессованные, литые и пластические ВВ. Классифицируются ВВ также по таким свойствам, как водоустойчивость, слеживаемость и гигроскопичность.

К средствам взрывания и воспламенения относят капсюль-детонатор, электродетонатор, детонирующий шнур, огнепроводный шнур, зажигательную свечу, зажигательный патрон.

Капсюль-детонатор предназначен для возбуждения детонации при производстве взрывных работ способом огневого взрывания. Капсюли-детонаторы выпускают в виде металлической или бумажной гильзы в которую запрессован заряд инициирующего и бризантового ВВ. Детонатор взрывается при поступлении искры через огнепроводный шнур. Капсюль-детонатор требует весьма осторожного обращения, так как способен взрываться от удара, трения или искры.

Электродетонатор состоит из капсюля-детонатора и электровоспламенителя, вмонтированного в гильзу капсюля-детонатора и закрепленного пластикатовой пробкой. Электровоспламенитель представляет собой два провода с припаянным к ним мостиком накаливания из тонкой нихромовой проволоки и нанесенным на него воспламенительным составом. Различают электродетонаторы мгновенного действия, в которых процесс воспламенения и горения воспламенительного состава происходит за миллисекунды, и замедленного действия со временем замедления 0, 5; 0, 75; 1, 5; 2; 4; 6; 8; 10 и 15 с. Имеются также электродетонаторы короткозамедленного действия с интервалом замедления в десятки миллисекунд.

Детонирующий шнур (ДШ) служит для непосредственного взрывания зарядов некоторых ВВ, для детонации заряда от капсюля-детонатора или электродетонатора и состоит из сердцевины, которая представляет собой высокобризантное взрывчатое вещество тэн (продукт нитрации четырехатомного спирта и пентаэретрита) и заключена в три спиральные нитяные оплетки. Средняя и наружная оплетки покрыты изолирующим составом и лаком, предохраняющими сердцевину от увлажнения и механических повреждений.

Огнепроводный шнур (ОШ) применяют для передачи пучка искр капсюлю-детонатору за определенный промежуток времени путем зажигания его зажигательной спичкой (зажигательный состав в бумажной гильзе). Огнепроводный шнур имеет наружную оплетку из хлопчатобумажных нитей и слабо спрессованную сердцевину из зерен дымного шнурового пороха, сквозь которую проходит направляющая нить. Скорость горения огнепроводного шнура равна 1 см/с. Для работы в сухих и влажных забоях применяют асфальтированный шнур (джутовая или пеньковая пряжа со смоляной изоляцией); в мокрых забоях и под водой – двойной асфальтированный, гуттаперчевый или полихлорвиниловый шнуры. Огнепроводный шнур необходимо хранить в сухом помещении и не держать на солнце.

Зажигательный патрон представляет собой бумажную гильзу с помещенной в ней пороховой лепешкой и служит для группового зажигания огнепроводных шнуров.

Зажигательная свеча изготовляется в виде бумажной гильзы с зажигательным составом и предназначена для зажигания ОШ.

Для осуществления взрыва ВВ формируют в заряды.

8.2. Способы взрывания
с применением накладных и глубинных зарядов

Для взрывания зарядов ВВ применяют следующие способы: огневой, электрический и при помощи ДШ. По времени взрывания отдельных зарядов различают мгновенное, короткозамедленное и замедленное взрывание.

Огневой способ применяется для взрывания одиночных зарядов или разновременного взрывания группы зарядов. При огневом способе взрывания из капсюля-детонатора и ОШ изготовляется зажигательная трубка, которая в соединении с патроном ВВ образует патрон-боевик. Последний вводится в заряд ВВ и взрывает его при воспламенении зажигательной трубки.

Электрический способ применяется, когда необходимо взорвать большую серию зарядов на значительном расстоянии одновременно или с необходимым замедлением. Для этого используют различные соединения электрических сетей и замедлители взрывания.

Взрывание при помощи детонирующего шнура производят без введения капсюля-детонатора в заряд ВВ.

По месту расположения различают заряды наружные (накладные) – располагаемые на поверхности разрушаемых объектов и внутренние – в специальных выработках (шпурах, скважинах, рукавах и камерах), называемых зарядными камерами (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Методы ведения взрывных работ (размеры в м): а) шпуровыми зарядами;
б) скважинными зарядами; в) котловыми зарядами; г) малокамерными зарядами;
д), е) камерными зарядами; ж) щелевыми зарядами; 1 – заряд ВВ; 2 – забойка;
3 – грудь забоя; 4 – рукав; 5 – шурф; 6 – штольня; 7 – рабочая щель;
8 – компенсационная щель

По форме заряды делятся на сосредоточенные, удлиненные и фигурные. Сосредоточенный заряд может иметь форму куба, шара или цилиндра, высота которых не превышает пяти диаметров. Удлиненный заряд имеет форму цилиндра, высота которого больше пяти диаметров основания, или параллелепипеда с высотой, в пять раз превосходящей малую сторону основания. Применяется он, главным образом, в шпурах, скважинах и рукавах. Фигурный заряд может быть разнообразной, иногда довольно сложной формы, которая зависит от характера необходимого разрушения и условий рационального размещения заряда на данной площади.

Для повышения эффективности действия ВВ применяют кумулятивные заряды, отличающиеся от обычного наличием цилиндрической или конической внутренней полости, с одной стороны прикрытой крышкой из инертного материала. Стенки полости покрывают металлической оболочкой. При взрывании заряда полость быстро сжимается, в ее узком отверстии создаётся очень высокое давление газов, и под влиянием ударной волны с весьма высокой скоростью выбрасывается металлическая струя большой пробивной силы. Такими зарядами взрывают металлические и железобетонные конструкции.

По действию, оказываемому на окружающую среду (на взрываемую породу), различают заряды выброса (в практике называемые горнами), рыхления и камуфлеты (для образования пустот) (рис. 8.2).

Рис. 8.2. Действие заряда на взрываемую породу: а) выброс; б) выпирающий горн; в) камуфлетный горн; 1 – разрыхленная порода; 2 – раздробленная порода, падающая обратно в воронку; 3 – отвалы породы после взрыва; 4 – очертания видимой воронки; 5 – очертания воронки в момент взрыва

Количество взрывчатого вещества в заряде определяется расчетом в зависимости от назначения взрыва. При взрыве на выброс в грунте образуется конусообразное углубление, называемое воронкой. Грунт, выброшенный взрывом, под действием силы тяжести падает частично в воронку и частично вокруг нее.

Воронки взрыва имеют радиус разрушения r и линию наименьшего сопротивления W, равную кратчайшему расстоянию от центра воронки до ближайшей свободной поверхности.

Действие взрыва принято характеризовать величиной отношения, называемого показателем действия взрыва

n = r / W (8.1)

Показатель n характеризует также и заряды. При n = 1 заряд нормального выброса и воронка нормального выброса, при n > 1 заряд и воронки усиленного выброса и при n < 1 – уменьшенного выброса.

При n » 0, 75 не происходит выброса грунта, а имеется только рыхление в объеме воронки и выпучивание на поверхности. Выбор вида и величины заряда зависит от целей взрывания. Масса заряда определяется по эмпирическим формулам, которые в большинстве случаев являются функциями величин удельного расхода ВВ, объема взрываемого грунта или параметров воронки (горна). Расчетный расход ВВ проверяют до производства основных взрывов на месте работ пробным взрыванием.

РАЗДЕЛ II. СВАЙНЫЕ РАБОТЫ

ТЕМА 9

ТЕХНОЛОГИЯ СВАЙНЫХ РАБОТ

Рассматриваемые вопросы:

9.1. Назначение свайных работ и виды свай.

9.2. Технология погружения свай заводского изготовления.

9.3. Последовательность погружения свай.

9.4. Выбор методов погружения свай и сваепогружающего оборудования.

Тематика вопросов контрольного тестирования:

1. Как классифицируются сваи?

2. Основные виды свай в зависимости от материала.

3. Основные методы погружения готовых свай.

4. Как забивают сваи ударным методом, применяемое оборудование?

5. Основные рабочие операции при забивке свай.

6. Как определяется отказ при забивке ударным методом?

7. Технология вибрационного погружения свай; применяемое оборудование.

8. Технология виброударного погружения свай4 применяемое оборудование.

9. Технология вибровдавливания свай, применяемое оборудование.

10. Технология погружения свай статическим вдавливанием.

11. Погружение свай методом завинчивания.

12. Особенности погружения свай с использованием подмыва грунта.

13. Особенности погружения свай с использованием электроосмоса.

14. Основные схемы при назначении последовательности погружения свай.

15. Как выбрать метод погружения свай и сваепогружающее оборудование?

Способы предохранения грунтов от промерзания

12 3 4 5 6 7 Следующая ⇒