В связи повышенной прочностью мерзлых грунтов зимой в несколько раз увеличивается трудоемкость и стоимость их разработки.
Без предварительной подготовки может разрабатываться грунт, промерзший на глубину до: 0,1м 3 - скреперами и бульдозерами; 0,15 м 3 - экскаваторами-драглайнами; 0,25 м 3 - экскаваторами, оборудованными прямой лопатой, с ковшами вместимостью 0,5...0,65 м; 0,4 м - то же, но более мощными экскаваторами. В остальных случаях грунт до разработки должен быть предварительно подготовлен одним из следующих способов: предохранением от промерзания; оттаиванием; рыхлением.
При нормальных севооборотах поверхность почвы покрыта растениями только в конце весны и лета, поэтому питательные вещества используются растениями всего 3-4 месяца в год. При наличии избыточной влаги происходит миграция питательных веществ в более глубокие слои почвы или дренажные воды. Можно поддерживать поверхность почвы, покрытую растениями, после того как основные культуры культивируются с промежуточными продуктами.
Промежуточные культуры поглощают солнечную энергию, потребляют питательные вещества и влагу в почве, а в мокрые годы испаряют больше влаги и улучшают условия и качество вспашки. Это помогает уменьшить потерю питательных веществ и защищает почву от прямого воздействия на атмосферу. Кроме того, в течение одного вегетационного периода в одной и той же области производятся две культуры, вторая - зеленые удобрения, почва обогащена органическими материалами, улучшаются ее агрохимические и физические свойства.
Предохранение от промерзания заключается в предварительной обработке или утеплении грунта до замерзания теплоизоляционными материалами. Для этого грунт после отвода поверхностных вод можно разрыхлять или вспахивать с боронованием на глубину до 0,35 м 3 , закрывать местными теплоизоляционными материалами (листва, хвоя, опилки и т.п.), а также устраивать снегозадержание.
Промежуточные культуры имеют еще один важный смысл - он препятствует росту, развитию и формированию порождающих органов сорняков стерни. Развивая сильную бдительность, промежуточные растения злоупотребляют даже многолетними сорняками, ослабляют развитие их корневой системы, уменьшают распространение болезней и улучшают фитосанитарный фон. Последним последствиям особенно влияют травянистые растения.
Исследование, проведенное на экспериментальной станции Ионишкэлиса, показало, что наибольшее количество накопления азота и калия в почвах суглинистой почвы выявило биомассу белой горчицы и гречневой смеси - в ней азот и калий соответственно составляли 62, 2 и 93, 9 процента. больше по сравнению с сортами люпина и масличной редиски.
Оттаивание грунта может осуществляться сверху вниз, снизу вверх и по горизонтальному направлению - радиально от нагревателя.
Наиболее простым (но дорогостоящим) является огневой способ (рис.1), при котором грунт оттаивает сверху вниз благодаря сжиганию на поверхности замерзшего грунта под колпаком твердого или жидкого топлива. Для оттаивания 1 м мерзлого грунта расходуется примерно 130 кг торфа, 50 кг угля, 0,15 м 3 дров, 5 кг дизельного топлива.
Питательные вещества, накопленные в биомассе в промежуточных культурах. В промежуточных культурах стоит культивировать комбинации растений разных биологических качеств, чтобы компенсировать другие недостатки. Например, установка азотно-замедлительных растений со смазочными материалами - с нефиксирующими, но короткими периодами роста и более быстрыми растущими растениями с масляным редисом. Люпины, как многолетние растения, производят небольшую наземную биомассу, но в корнях, фиксируя азотные гуминовые бактерии, они накапливают большую подземную биомассу и хорошо сбалансированы с маслом.
Рис.1. Схемы оттаивания грунта
а - огневым способом; б - паровыми иглами; в, г - горизонтальными и вертикальными электродами; 1 - камера сгорания; 2 - вытяжная труба; 3 - слой грунта (опилок); 4 - паропровод; 5 - колпак; 6 - скважина; 7 - паровая игла; 8 - электрод; 9 - трехфазная электросеть.
Также по направлению сверху вниз грунт можно отогревать горизонтальными электродами. Для создания токопроводящих условий поверхность грунта покрывают опилками, смоченными в солевом растворе. Затем отогретый грунт становится проводником тока, а опилки способствуют сохранению тепла.
После сбора урожая на промежуточных культурах выращивание белой горчицы с коротким периодом растительности после семян 15 кг га -1 быстро спешно покрывало поверхность почвы, накапливало большую наземную биомассу и сильно слабые сорняки. Производство белой горчицы в сочетании с посевом гречихи, которая имеет специфическое свойство из-за корневых экскрементов, которые могут поглощать неподвижные формы фосфора и сделать их доступными для растений, имеет скорость семян 15 и 80 кг га -1 соответственно, увеличивает стоимость, но лучшее поглощение питательных веществ и смягчение дефицита фосфора проблема.
Прогревание мерзлого грунта электротоком снизу вверх можно осуществить, если имеется возможность погрузить вертикальные электроды ниже уровня промерзания грунта.
Примером отогревания грунта в радиальном направлении может служить оттаивание паровыми иглами или электронагревателями. В первом случае пар, проходя между двумя трубами отдает тепло грунту через наружную трубу; во втором - внутри трубы располагают нагревательный элемент, который нагревает поверхность трубы.
Правда, много гречихи минус - это повышает их чувствительность к низким температурам.
После сбора урожая на промежуточных культурах выращивание белой горчицы с коротким периодом растительности после семян 15 кг га -1 быстро спешно покрывало поверхность почвы, накапливало большую наземную биомассу и сильно слабые сорняки. Производство белой горчицы в сочетании с посевом гречихи, которая имеет специфическое свойство из-за корневых экскрементов, которые могут поглощать неподвижные формы фосфора и сделать их доступными для растений, имеет скорость семян 15 и 80 кг га -1 соответственно, увеличивает стоимость, но лучшее поглощение питательных веществ и смягчение дефицита фосфора проблема.
Рыхление грунта может осуществляться взрывным или механическим способом. Взрывание грунта производят только специально подготовленные рабочие-подрывники. Для этого в грунте пробуривают отверстия - шпуры или нарезают щели, в которые закладываются заряды взрывчатого вещества (ВВ).
Механическое рыхление может осуществляться статическим или динамическим воздействием. Пример статического воздействия - рыхление грунта бульдозерно-рыхлительными агрегатами.
В качестве механизмов для динамического воздействия используют дизель-молоты, клин-молоты, машины ударного действия, а также навесное оборудование на экскаваторы (клин и шар-молоты) или гидравлические молоты (рис.2).
Рис.2. Рыхление мерзлого грунта
а - молотом свободного падения; б, в - то же дизель-молотом и гидромолотом; г, д- при глубине промерзания до и более 1,5 м; 1 - молот; 2 - экскаватор; 3 - мерзлый слой грунта; 4 - направляющая штанга; 5 - дизель-молот; 6- гидромолот.
Кроме рыхления иногда мерзлые грунты режут на блоки с последующим их удалением тракторами или разработкой экскаваторами. Такой метод особо эффективен в тех случаях, когда недопустимо сотрясение грунта. Для нарезания блоков рекомендуются баровые машины с цепным рабочим органом, смонтированном на базе трактора.
Особенности строительства в зимний период, проведение земляных работ в зимних условиях
Необходимость выполнения строительных работ в зимних условиях обосновывается проектом (СНиП Ш-8-76). Мерзлые грунты разрабатывают без предварительного рыхления: при толщине мерзлого слоя до 0,25 м одноковшовыми экскаваторами вместимостью ковша 0,5--0,65 м3 и вместимостью ковша 1-1,25 м3 - при толщине промерзшего слоя 0,4 м. Если толщина промерзшего грунта превышает 0,4 м, его следует предварительно подготовить к разработке путем рыхления или оттаивания.
Иногда целесообразно заранее принять меры, исключающие промерзание грунта. Для этого до наступления морозов его предварительно рыхлят при помощи вспашки и боронования, после чего грунт засоляют. В ряде случаев грунт покрывают теплоизоляционным материалом или осуществляют снегозадержание. Все перечисленные мероприятия производят до наступления устойчивых отрицательных температур. Если строительные работы намечено выполнять в первой на глубину 15 см, производят засоление, снегозадержание и утепление.
При производстве работ в более поздний зимний период рекомендуется глубокое рыхление и перелопачивание грунта экскаваторами на глубину промерзания, но не более 1,5 м.
Для задержания снега устраивают валики из грунта или снега, а также устанавливают щиты. Расстояние между валиками и линиями щитов должно быть равно -10-15-кратной высоте щита или валика.
Утепляют грунт соломкой, опилками, сухим торфом, шлаком, а также синтетическими покрытиями. Толщину утепляющего слоя определяют расчетом.
Супесчаные грунты засоляют за 5-15 сут до наступления морозов; суглинистых - за 20-25 сут.
Расход соли определяют с учетом нижеприведенных данных:
Средняя влажность грунта в пределах
глубины промерзания, %.................................. 8 10 12 14 16
Расход поваренной соли, кг/м2 ............................ 10 12 14 15 !6
Запрещено засолять участки грунта, расположенные ближе 10 м от металлических и железобетонных сооружений. Запрещено использовать засоленные грунты для обратных засыпок. При разработке траншей мерзлый грунт рыхлят машинами ударного действия, дисковыми экскаваторами, фрезерными, баровыми и другими машинами. При разработке котлованов применяют те же машины, при этом фрезерными и баровыми машинами мерзлые грунты разрезают на блоки.
Взрывной способ рыхления мерзлых грунтов применяют иа незастроенных площадках при глубине промерзания более 1,4 м. Взрывные работы должна выполнять специализированная организация, строго соблюдая при этом правила техники безопасности. Размеры кусков разрыхленного грунта не должны превышать: для одноковшовых экскаваторов - 2/3 ширины ковша; для экскаваторов типа драглайн- 1/2 ширины ковша; для скреперов - 2/3 наибольшей глубины копания; для бульдозеров и грейдеров - 1/2 высоты отвала; для автосамосвалов - 1/2 ширины кузова и 1/2 паспортной грузоподъемности.
Оттаивают грунты в труднодоступных местах, в стесненных условиях и при объемах работ до 50 м3. При глубине промерзания свыше 0,4 м грунты оттаивают путем установки нагревателей в толщу грунта.
Для предохранения от вторичного смерзания грунта следует удалять утеплители на небольшой площади - не больше, чем на дневную выработку. При вынужденных перерывах в работе раскрытый забой следует утеплить. Основание под фундаменты или под трубы зачищают непосредственно перед укладкой труб. Перед наступлением оттепелей промерзшие вертикальные стены котлованов и траншей подлежат укреплению.
При засыпке траншей и пазух следует учитывать, что количество мерзлого грунта в засыпке не должно превышать 15%. Засыпка мерзлым грунтом пазух внутри здания запрещена. Поверх уложенных труб засыпают слой талого грунта на высоту не менее 0,2 м. Траншеи, пересекающие дороги и проезды, засыпают немедленно после укладки коммуникаций талым песчаным грунтом или щебнем и тщательно утрамбовывают. В земляных сооружениях не должно быть снега или льда.
Общее количество мерзлого грунта в насыпях не должно превышать: 20% - в дорожных насыпях; 30% - в железнодорожных насыпях; 60% - в насыпях при планировке площадей. Несвязные грунты в зимнее время укладывают в настилы обычным способом, без ограничений. Связные грунты зимой отсыпают только в талом состоянии?
Специальные насыпи (гидротехнические, дорожные и пр.) выполняют в зимнее время по специальным разделам норм и правил (СНиП).
