Искусственное оттаивание мерзлых грунтов

Если позволяют сроки работ, то повышают скорость оттаивания путем неоднократного срезания оттаявшего грунта, но не менее одного раза в сутки. Данный способ с учетом погодно-климатических условий местности успешно применяют и при вертикальной планировке.

При сжатых сроках строительства применяют искусственные способы оттаивания: огневой, паром и электрический. При малом объеме (до 50 м³) и глубине промерзания не более 0,5 м применяют первый способ — поверхностный прогрев грунтов. Полусферические короба высотой 600 мм и длиной до 2 м из листовой стали толщиной 1,5—2,5 мм укладывают общей длиной 10— 12 м. Сверху их обсыпают песчаным грунтом (более целесообразно золой ТЭЦ толщиной слоя не менее 15 см). С одной стороны в короба помещают газовую горелку или форсунку, питаемую жидким топливом, а с другой устанавливают трубу высотой до 2 м. Горячие газы, двигаясь внутри коробов, прогревают поверхностный слой Грунта в течение не менее 7—8 ч. Расход газа составляет до 20 м³ на 1 м³ оттаявшего грунта.

Нередко применяют и инфракрасные лучи. Из баллона, наполненного жидким пропаном под давлением до 2 МПа, газ поступает к запальному факелу, соединенному с несколькими десятками горелок, смонтированных на поднимаемой и опускаемой раме, прикрытой кожухом. Газ горит на поверхности керамического излучателя, причем температура под кожухом достигает 800... 900 °С. Расход сжиженного газа на одну горелку составляет 0,1—0,18 м³/ч, природного газа 0,28—0,53 м³/ч.

При втором способе иглы диаметром 1,25—2" и длиной 2,5 м с отверстиями в наконечнике для выпуска пара погружают в скважины до глубины 0,1—0,2 м, до талого грунта. Вместо пара иногда используют горячую воду. Иглы соединяют группами по 3—4 шт. при помощи соответствующих распределителей. Нагревают в течение 4 ч с последующим перерывом на 8 ч. Цикл повторяют до оттаивания грунтов в радиусе 60—70 см вокруг нагревателей. Скважины пробуривают в шахматном порядке из расчета, чтобы промежутки (цилиндры) между оттаявшим глинистым грунтом не превышали 0,25 м (при экскаваторе с объемом ковша 0,5—0,65 м³). В суглинистых грунтах оставляют промежутки 0,3 м, а в песчаных — 0,35 м. При разработке грунтов экскаватором с объемом ковша 1 м³ промежутки соответственно повышают на 0,15 м.

Третий способ характеризуется применением электродов типа коаксиальных нагревателей, состоящих из двух цилиндрических проводников. Питание от стационарных или передвижных электростанций. Отогрев ведут циклично, 2—3 раза с очередностью прогрев — термосное выдерживание. Электронагреватели, как и иглы опускают в скважины. Этот способ применяют лишь для частичного оттаивания нижней части мерзлого грунта толщиной слоя около 1 м, с сохранением сверху мерзлой корки толщиной до 0,4 м, разрыхляемой затем обычными землеройными машинами. Экономия энергии 30 %. Отогрев верхней корки мерзлого грунта толщиной 0,4 м требует такого же количества тепла, какое требуется для отогрева нижней его части толщиной 1,3 м. Но производительность оттаивания невелика, а стоимость работ высокая.