Частичное предохранение грунтов от промерзания на период производства земляных работ

При глубине промерзания менее 1,5 м утепление с поверхности является наиболее рациональным и экономичным способом подготовки грунтов к разработке зимой.

Для предохранения грунтов от промерзания применяют различные способы: вспахивание, глубокое рыхление, снегозадержание, утепление теплоизоляционными материалами, в том числе льдозащитной оболочкой либо синтетической пленкой.

Вспахивание грунтов сопровождается значительным снижением глубины промерзания, см, что видно на примере Новосибирской области:

Грунт	невспаханный	вспаханный
Месяцы:
ноябрь — декабрь	81	40
январь — февраль	170	95
март — апрель	210	105

Рыхление и снегозадержание применяют в первой трети зимы. Рыхление, особенно перекрестное, снижает теплопроводность благодаря увеличению объема пор, заполненных воздухом. Грунт разрыхляют на глубину до 0,35 м. Независимо от этого его рекомендуется прикрывать снегом. Снегозадержание снижает скорость промерзания весьма распространенных у нас суглинистых грунтов примерно в 3 раза по сравнению со скоростью промерзания грунта, не покрытого снегом. В осваиваемых районах при значительной площади выемки или разрабатываемого карьера в снегу перпендикулярно господствующему направлению ветра бульдозером прорывают широкие траншеи, которые во время поземки заполняются снегом. Тогда снова пропускают бульдозер, в результате снега накапливается в 2—3 раза больше по сравнению со среднегодовой нормой.

При рыхлении грунта на глубину до 0,25 м, с учетом толщины снегового покрова 0,25 м, глубина промерзания в центральных районах СССР снижается в 3—5 раз в зависимости от плотности снега и степени разрыхления грунта. В центральных и северных районах СССР со второй трети зимы, особенно в суровые годы, грунт все же промерзает ниже разрыхленного слоя.

Теоретически можно рассчитать толщину промерзшего слоя, если известны тепловые характеристики грунтов в мерзлом и талом состоянии и снега. При отсутствии расчетных характеристик толщину промерзшего слоя Н, см, определяют по эмпирической формуле Н=А(4Р—Р2), где А — коэффициент, учитывающий способ утепления грунта (табл. 14.1); Р — характеристика зимнего периода, град-сут (Р=Tt/1000); t — среднемесячная отрицательная температура, °С; Т — суммарное число суток с отрицательной температурой до начала зимних работ.

Значения величин Т и t принимают по данным гидрометеослужбы. Формула справедлива для районов с зимним перепадом температуры Тt≤2000 град-сут.

Грунты прикрывают теплоизоляционными, преимущественно местными, материалами (опилки, древесная щепа, торф, топочный шлак, серпентинит, золы ТЭЦ и ар.) или заливают вспененными полимерными смолами (см. гл. 9). Чем больше глубина промерзания и меньше влажность грунта, тем утепляющий слой должен быть
толще).

Остальные расчетные величины принимают по СНиП или справочникам.

Данной формулой пользуются лишь при наличии графика естественного промерзания грунта по месяцам. При отсутствии расчетных параметров величину х для центральных районов СССР (при связных грунтах) принимают по табл. 14.2, 14.3.

Технология утепления вспененными синтетическими смолами детально рассмотрена в п. 9.4. На стадии составления ориентировочной стоимости толщину слоя х вспененной смолы (поропласта) принимают равной 0,1—0,15 м из расчета на каждые 1000 град-сут отрицательной температуры зимнего периода, установленного согласно ППР до начала производства земляных работ. Соответствующие исходные данные получают на ближайшей к объекту строительства метеорологической станции.

Большее значение х относится к песчаным грунтам I типа местности, меньшее — к связным грунтам III типа, т. е. к мокрым участкам. Если известны тепловые характеристики грунтов и теплоизоляционных материалов, предполагаемых для укладки на участке сооружения земляного полотна, то строгий расчет выполняют на стадии рабочего проектирования в соответствии с общепринятой методикой [17].