Erdarbeiten im Winter. Erdarbeiten im Winter. Die Methode zum Schutz des Bodens vor dem Einfrieren und die Technologie für seine Entwicklung werden durch einen technischen und wirtschaftlichen Vergleich verschiedener Optionen ausgewählt, die unter bestimmten Bedingungen möglich sind.

→ Aushubarbeiten

Die Entwicklung gefrorener Böden ist im Winter der arbeitsintensivste Prozess Bauarbeiten. Es erfordert die Berücksichtigung der Eigenschaften gefrorener Böden, die Durchführung vorbereitender Maßnahmen und den Einsatz modernster Mechanismen und Geräte sowie Arbeitsmethoden, die die technische und wirtschaftliche Durchführbarkeit von Aushubarbeiten unter winterlichen Bedingungen gewährleisten.

Der Boden ist nach 5–20 Tagen stabil gefroren. bei Wintereinbruch und behält diesen Zustand 30-15 Tage lang bei. nach seiner Fertigstellung. Diese Richtdaten gelten jeweils für die nördlichen und südlichen Regionen die Sowjetunion. Bei Aushubarbeiten wird die Gefriertiefe durch Messung vor Ort ermittelt.

Gefrorener Boden weist eine erhebliche Viskosität auf, was den Abbau mit Schlagwerkzeugen erschwert. Die Viskosität von gefrorenem Boden nimmt mit zunehmendem Anteil an nicht gefrorenem Wasser zu.

Um die Arbeitsintensität der Bodenentwicklung unter winterlichen Bedingungen zu verringern, werden verschiedene Maßnahmen ergriffen: Boden vor dem Einfrieren schützen, gefrorene Böden lockern und auftauen.

Durch den Einbau von Entwässerungssystemen und das Einpflügen kann der Boden vor dem Einfrieren geschützt werden warme Zeit Jahre bis zu einer Tiefe von bis zu 35 cm, gefolgt von einer Lockerung mit mechanischen Aufreißern bis zu einer Tiefe von 20 cm, Zurückhalten des Schnees in Bereichen, die für die Entwicklung in schwach bindigen Böden vorgesehen sind - Bedecken der Bodenoberfläche mit Torf, Sägemehl, Schlacke und anderen billigen Thermalquellen Isoliermaterialien. Die Isolierung mit Schaum auf Basis billiger Harze – Abfälle aus der chemischen Produktion – hat sich als effizienter erwiesen. Die Dicke dieser Schicht hängt von den Wärmedämmeigenschaften der Isolierung, den Eigenschaften des isolierten Bodens sowie der Winterperiode ab, in der die Aushubarbeiten durchgeführt werden sollen.

Die Bodenbearbeitung kann mit einem Bagger mit einem Eimer mit einem Fassungsvermögen von 0,5 m3 bei einer gefrorenen Bodendicke von 0,35 m und mit einem Bagger mit einem Eimer mit einem Fassungsvermögen von 1-2 m3 bei einer gefrorenen Bodendicke von bis zu 0,4 m durchgeführt werden durch Lockerung.

Bei größeren Gefriertiefen erfolgt eine Vorlockerung des Bodens mittels Schlaggeräten oder Sprengverfahren.

Die mechanische Lockerung von gefrorenem Boden in einer Gefriertiefe von bis zu 0,25 m erfolgt mit schweren Aufreißern und bis zu 0,6–0,7 m und bei kleinen Arbeitsmengen – mit Hilfe von Schlaggeräten – einem schweren Kugel- oder Keilhammer, hängend am Baggerausleger. Um den Boden in einer größeren Gefriertiefe (bis zu 1,3 m) zu lockern, ist die Verwendung eines Dieselhammers mit Keil erforderlich, der von der Industrie als Ersatzgerät für Bagger und Traktoren hergestellt wird.

Das Auftauen des Bodens erfolgt mit heißem Wasser, Dampf, elektrischem Strom oder Feuer. Erhitzen des Bodens mit Dampf oder heißes Wasser erzeugt durch Dampf- oder Wasserzirkulationsnadeln.

Die Erwärmung des Bodens durch elektrischen Strom erfolgt mit Elektroden, Elektronadeln und Elektroöfen. Eine Flächenheizung mit Elektroden ist wirkungslos und wird daher im Extremfall eingesetzt.

Das Auftauen und Lösen von gefrorenem Boden erfolgt in separaten Abschnitten, deren Fläche unter Berücksichtigung der Produktivität der auf einer bestimmten Baustelle eingesetzten Erdbewegungsmaschinen bestimmt wird.

In jedem Fall wird die Methode zur Entwicklung gefrorenen Bodens ausgewählt, die am effektivsten und wirtschaftlichsten ist.

Im Winter, wenn negative Temperaturen herrschen, gefriert der Boden aufgrund von Wärmeverlust und der Umwandlung des in seinen Poren enthaltenen Wassers in Eis, begleitet von einer Veränderung seiner physikalischen und mechanischen Eigenschaften (Festigkeit, Verformbarkeit, Wärmeleitfähigkeit usw.).

Da beim Gefrieren die mechanische Festigkeit des Bodens und damit die Arbeitsintensität der Entwicklung stark zunimmt, versuchen sie, Maßnahmen zu ergreifen, um den Boden vor dem Einfrieren zu schützen und seine Entwicklung in aufgetauter Form sicherzustellen. Daher sind die wichtigsten Methoden zur Vorbereitung und Entwicklung von Böden in Winterzeit schützen sie vor Frost, thermischem und chemischem Auftauen, Lockerung und mechanischer Entwicklung gefrorener Böden. Faktoren, die die Wahl von Methoden und Methoden bestimmen Winterentwicklung Boden, sind das Arbeitsvolumen, die Bodeneigenschaften, die Art Erdstruktur und spezifische Baubedingungen.

Bodenschutz Der Frostschutz erfolgt lange vor dem Einsetzen der Kälte durch Pflügen mit Eggen, Tiefenlockerung, Abdecken mit Isoliermaterialien und chemische Behandlung.

Zum Pflügen des Bodens werden verschiedene Pflüge mit einer Lockerungstiefe von mindestens 35 cm und Aufreißer mit einer Lockerungstiefe von 50 ... 70 cm verwendet. Anschließend wird der Boden bis zu einer Tiefe von 15 ... 20 cm geeggt. Für tief Zum Auflockern (bis zu einer Tiefe von 1,3 ... 1,5 m) werden Einzelschaufelbagger mit einer Schaufel mit einem Fassungsvermögen von 0,4 ... 0,65 m 3 verwendet, während der Boden ausgehoben und anstelle des angrenzenden (vorherigen) Bodens verlegt wird. Ausgrabung.

Als Dämmstoffe werden lokale Materialien verwendet: trockenes Laub, Torf, Sägemehl, Stroh, Schilf, Schlacke usw. Kann ebenfalls verwendet werden Polymermaterialien, Folien, Schaumstoff usw. Manchmal wird der Boden vor dem Pflügen chemisch behandelt, d.h. Imprägnierung der Oberflächenschicht des Bodens mit Calciumchlorid und Natrium, Natriumnitrit-Nitrat, wodurch der Gefrierpunkt des Wassers im Boden gesenkt wird (auf -30 °C). Der frostgeschützte Boden wird mit der üblichen maschinellen Methode erschlossen.

Wenn der Boden jedoch nicht rechtzeitig und gemäß Arbeitsplan vor dem Einfrieren geschützt werden konnte, muss der Boden im Winter entwickelt werden, d. h. in gefrorenem Zustand, dann ist es in diesem Fall notwendig, sie entweder aufzutauen oder in gefrorenem Zustand zu entwickeln besondere Mittel und Methoden.

Methoden zum Auftauen gefrorener Böden basieren auf der Tatsache, dass durch die auf die gefrorene Bodenschicht übertragene Wärme das Eis in ihren Poren schmilzt und der Boden auftaut. Das Auftauen des Bodens wird bei kleinen Arbeitsmengen, bei beengten Platzverhältnissen, an schwer zugänglichen Stellen und in Fällen, in denen wirtschaftlichere und weniger energieintensive Methoden nicht angewendet werden können, eingesetzt. Das Auftauen des Bodens erfolgt unter Nutzung beider natürlicher Wärmequellen – Sonnenwärme, Wärme aus Wasser aus natürlichen und künstlichen Reservoirs – durch die Verbrennung fester, flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe, den Einsatz von Dampf oder Strom. Basierend auf der Richtung der Wärmeausbreitung im Boden können die folgenden drei Hauptmethoden des Auftauens unterschieden werden: von oben nach unten (Oberfläche); von unten nach oben (tief); in radialer Richtung.

Das Oberflächenauftauen erfolgt entweder mit natürlichen oder künstlichen Wärmequellen – Heißgasen (Feuermethode), in Gewächshäusern, Flammöfen, horizontalen Elektroden, chemisch. Beim chemischen Auftauen wird eine Natriumchloridlösung in den Boden eingebracht, unter deren Einfluss sich Eiskristalle in den Poren des gefrorenen Bodens auflösen.

Das Tiefen- und Radialauftauen erfolgt mittels hydraulischer, zirkulierender Wasser-, Dampf- und Elektronadeln sowie Elektroden.

Lockerung und Entwicklung von Böden im gefrorenen Zustand Spreng- oder Sprengstoffe ausführen mechanisch.

Explosive Methode (Loch oder Schlitz). ist eine der wichtigsten Methoden zur Vorbereitung gefrorener Böden für den Aushub. Es ist besonders wirksam bei Gefriertiefen von 0,4 ... 1,5 m oder mehr und bei erheblichen Mengen an gefrorenem Boden. Es wird hauptsächlich in unbebauten Gebieten und in bebauten Gebieten unter Verwendung von Schutzräumen und Explosionslokalisierungsgeräten (Schwerladeplattformen) eingesetzt. Bei der Lockerung bis zu einer Tiefe von 1,5 m kommen Bohrloch- und Schlitzverfahren zum Einsatz, bei größeren Tiefen kommen Bohrloch- oder Schlitzverfahren zum Einsatz. Schlitze im Abstand von 0,9 ... 1,2 m zueinander werden mit Schlitzfräsmaschinen oder Stangenfräsmaschinen eingebracht. Die Schlitze werden durch einen mit länglichen oder konzentrierten Ladungen beladen und anschließend oben mit Sand gefüllt. Bohrlöcher und Brunnen werden schachbrettartig angelegt.

Bei der Lockerung des Bodens im Sprengverfahren (Abb. 4.22, a) wird der Bereich in Griffe unterteilt, wobei in den ersten Griffe Löcher gebohrt, geladen und gesprengt werden; die zweite Arbeit wird aus Sicherheitsgründen nicht durchgeführt; Im dritten Schritt wird die Bodenentwicklung durchgeführt. Die Abmessungen der Griffe richten sich nach der Schichtleistung des Baggers (der Bagger).

Die mechanische Lockerung gefrorener Böden wird bei Gefriertiefen von 0,4 ... 1,5 m und bei kleinflächigen Aushubarbeiten von Gruben und Gräben eingesetzt. In diesem Fall wird die gefrorene Schicht durch dynamische oder statische Einwirkung spezieller austauschbarer Arbeitsgeräte, die auf der Basismaschine installiert sind (Traktor, Bagger usw.), zerkleinert oder zerkleinert. Dynamische Stöße werden durch Stöße, Vibrationen oder deren kombinierte Stöße mit einem Kugel- oder Keilhammer, Dieselhämmern, Keiltraktoraufreißern usw. erzeugt. Statische Stöße bei der Zerstörung von gefrorenem Boden werden durch Einführen eines Arbeitskörpers, bestehend aus einem oder mehreren, erzielt mehrere (bis zu 5) Zähne mit gleichzeitige Bewegung Traktor (Traktor).

Um gefrorenen Boden (Abb. 4.28) mechanisch zu lockern, werden beim Bau von Gruben und Gräben schwerelose Aufreißer, Erdbewegungs- und Fräsmaschinen sowie Stangenmaschinen (zum Schneiden von gefrorenem Boden in Blöcke) und bei der vertikalen Planung des Standorts montiert Aufreißer kommen zum Einsatz. Diese Maschinen arbeiten im Tandem mit Baggern, die sowohl gelockerten gefrorenen als auch nicht gefrorenen Boden fördern.

Reis. 4.28 – Lockerung gefrorener Böden beim Bau von Gruben

Wenn die Gefriertiefe des Bodens gering ist, wird er mit Traktoraufreißern durch Längseindringungen im Winkel von 60° gelockert. Der aufgelockerte Boden wird von einem Bulldozer bis zum Ende der Grube bewegt und von einem Bagger auf Muldenkipper verladen. Nachfolgende Schichten gefrorenen Bodens können mit einem Aufreißer erschlossen werden, zunächst mit Quereindringungen, dann in Längs- und Diagonalrichtung. Der Aufreißerzahn wird je nach Bodenbeschaffenheit und Leistung des Bulldozers um 0,5 ... 0,8 m eingegraben.

In großen Gefriertiefen werden häufig Blockmethoden zur Entwicklung gefrorener Böden praktiziert, bei denen ihre Festigkeit zunächst gebrochen wird, indem sie mit speziellen Maschinen, die mit Kreissägen oder Stangen ausgestattet sind, in Blöcke (Streifen) geschnitten werden. In der Regel werden klein- und großblockige Methoden der Bodenerschließung eingesetzt. Small-Block-Methode(Abb. 4.28, b) werden beim Ausheben kleiner Gruben und Gräben mit einer Gefriertiefe von 0,6 ... 1,4 m verwendet. Mit Längs- und Querschlitzen einer Scheibenfräse oder Stangen wird die gefrorene Schicht in 0,6 x große Blöcke geschnitten 0,8 bis 1 x 1,1 m, dann lädt ein Bagger mit gerader Schaufel (Schaufelinhalt 0,65 ... 1 m 3) gefrorene Blöcke und baut aufgetauten Boden auf. Große Blockmethode Wird beim Bau von Gruben in der Nähe von Gebäuden oder Bauwerken verwendet, wenn Bodenerschütterungen, die bei Aufprall und Vibrationsauflockerung unvermeidlich sind, nicht zulässig sind. Gefrorene Böden werden in Blöcke mit einem Gewicht von 4 ... 10 Tonnen geschnitten und anschließend mit Bulldozern (Abb. 4.28, c), Kränen (Abb. 4.28, d) oder elektrischen Winden von der Ortsbrust entfernt. Beim Einsatz von Kränen werden die Blöcke mit Bulldozern abgerissen, vom aufgetauten Untergrund wegbewegt und anschließend mit einem Zangengriff bei abgenommener Heckklappe auf Muldenkipper verladen (Abb. 4.28, d). In diesem Fall werden die Aussparungen in zwei Griffe unterteilt: Im ersten werden Blöcke geschnitten, im zweiten werden sie mit einem Kran entfernt und der Sockel gereinigt.

Die Entwicklung von Böden im gefrorenen Zustand kann nur mit Hilfe leistungsstarker Erdbewegungsgeräte durchgeführt werden, die die Entwicklung von gefrorenem Boden ohne dessen vorherige Vorbereitung (Auflockerung) ermöglichen. Als solche Geräte kommen Hydraulikbagger zum Einsatz. Besonders effektiv arbeiten sie beim Einsatz von Vorwärts- und Rückwärtsschaufeln mit aktiven Schaufeln, in deren Boden pneumatische Hämmer mit Zähnen montiert sind, die für die Zerstörung gefrorenen Bodens sorgen.

Methoden zur Grabenentwicklung im Winter Folgendes: Ausbau eines Grabens zu einer Reserve, Schutz des Bodens vor dem Einfrieren, ohne vorherige Vorbereitung, mit vorläufiger Lockerung. Entwicklung von Gräben im Voraus (d. h. im Voraus) für vollständiges Profil produziert in Herbstzeit bevor der Frost einsetzt. Der Nachteil dieser Methode besteht darin, dass die Grabenhänge mit der Zeit teilweise einbrechen und die Erddeponie bis zum Verfüllen der Rohrleitungen zufriert, was vor dem Verfüllen eine Vorlockerung erfordert. Methoden zum Erstellen von Gräben unter gleichzeitigem Schutz des Bodens vor dem Einfrieren ähneln grundsätzlich den oben diskutierten Methoden. Sofern die erforderlichen technischen Voraussetzungen vorliegen, werden Gräben ohne vorherige Vorbereitung angelegt. Bei einer Gefriertiefe von bis zu 0,3 m lassen sich Gräben mit Einlöffelbaggern erschließen, bei Böden mit einer Gefriertiefe von bis zu 1,5 m können sie mit Kreiselbaggern bis zum vollen Profil ausgerissen werden.

Die Methode der Grabenerschließung mit Vorlockerung des Bodens durch Spreng- oder mechanische Mittel kommt zum Einsatz, wenn der Boden bis zu einer Tiefe von mehr als 0,4 m gefriert. Die Lockerung erfolgt mit Sprenglochladungen oder mit Aufreißern. Der aufgelockerte Boden wird mit einem Bulldozer eingeebnet und der Graben mit einem Einschaufelbagger ausgehoben. Die Länge des gelockerten Bodenabschnitts muss der Verschiebeleistung des Baggers entsprechen, um ein erneutes Einfrieren des Bodens zu vermeiden.

Das Tempo der Aushubarbeiten beim Ausheben von Gräben im Winter muss unbedingt mit dem Tempo der Isolierungs- und Verlegearbeiten an der Rohrleitung abgestimmt werden, da bereits bei einer Vorverlegung der Aushubarbeiten um 2...3 Tage die Gefahr einer Erdschüttung besteht Einfrieren. Dazu ist es erforderlich, entweder zuerst den Boden in der Deponie zu lockern, bevor die Rohrleitung wieder aufgefüllt wird (was nicht immer einfach ist), oder die Rohre vor dem Auffüllen wieder aufzufüllen.

Bei der Ausarbeitung von Gräben in gefrorenen Böden kommen meist mehrere Maschinentypen zum Einsatz, die jeweils die Arbeitsfront für die Maschinen vorbereiten, die nachfolgende Arbeiten durchführen. Wenn Sie beispielsweise mit einem Bulldozer Schnee von der Bodenoberfläche räumen, können Sie damit beginnen, den gefrorenen Boden mit Aufreißern (Stangenmaschinen) zu lockern oder durchzuschneiden, die wiederum die Arbeitsfront für einen Bagger usw. vorbereiten. Mit einer Gefriertiefe von bis zu 1,3 m können Gräben und schmale Gruben mit Baggern mit einem Löffel mit einem Fassungsvermögen von 0,65 m 3 oder mehr erschlossen werden, wobei mit einer Stangenmaschine Schlitze von 0,4 ... 0,5 m vorab geschnitten werden. Darüber hinaus reicht es bei einer Grabenbreite von bis zu 2 m aus, Längsschlitze entlang der Gräben anzubringen, und bei einer Breite von mehr als 2 m werden auch Querschlitze in einem Winkel von 30° angebracht, um die Blöcke in den Graben zu schneiden Form von Diamanten. Mit zwei Endantrieben eines Baggers werden breite Gräben oder Baugruben (bis zu 8 m Breite) ausgehoben. Bei der Entwicklung breiter Gräben zum Verlegen von Kollektoren in gefrorenen Böden mit erheblicher Gefriertiefe werden üblicherweise Stabmaschinen, Bagger mit Keilhämmern und Baggerlader eingesetzt.

Verfüllung von Gräben mit Rohrleitungen unter winterlichen Bedingungen. Wenn der Bau von Rohrleitungen im kombinierten Strömungsverfahren erfolgt (die Rohrleitung wird unmittelbar nach ihrer Errichtung in einen Graben verlegt), wird sie wie unter normalen Bedingungen mit aufgetautem Boden mit einem Bulldozer verfüllt. Wenn der Boden in der Deponie gefriert, zum Beispiel bei einer Strömungsstörung, wird die Rohrleitung im Graben bis zu einer Höhe von mindestens 0,2 m über dem Rohr mit aufgetautem Boden bestreut, um Schäden an der Isolierung zu vermeiden. Die weitere Verfüllung der Rohrleitung mit gefrorenem Boden, der keine Klumpen größer als 5 ... 10 cm enthält, erfolgt mit Bulldozern.

1. SNB 5.01.01-99 Fundamente und Fundamente von Gebäuden und Bauwerken. – Mn.: Ministerium für Architektur und Bauwesen der Republik Belarus, Mn., 1999. – 36 S.

2. SNiP 3.02.01-87. Erdarbeiten, Stützpunkte und Fundamente / Gosstroy UdSSR - M.: CITP Gosstroy UdSSR, 1988. - 128 S.

3. Handbuch P11-01 an SNB 5.01.01-99. Geotechnische Sanierung von Gebäudefundamenten und Bauwerksfundamenten. – Mn.: Ministerium für Architektur und Bauwesen der Republik Belarus, Minsk, 2001. – 120 S.

4. Handbuch P17-02 an SNB 5.01.01-99. Planung und Installation von Stützmauern und Fundamentgruben. – Mn.: Ministerium für Architektur und Bauwesen der Republik Belarus, Mn., 2003. – 95 S.

5. Erdarbeiten (Bauhandbuch) / Ed. L.V. Grinshpuna. – M.: Stroyizdat, 1992. – 352 S.

Thema 5. Beton- und Stahlbetonarbeiten

Ein bedeutender Teil des russischen Territoriums liegt in Gebieten mit langen und strengen Wintern. Allerdings wird ganzjährig gebaut, wobei etwa 15 % des gesamten Erdbauvolumens im Winter und bei gefrorenem Boden durchgeführt werden müssen. Die Besonderheit der Bodenentwicklung im gefrorenen Zustand besteht darin, dass beim Gefrieren des Bodens seine mechanische Festigkeit zunimmt und die Entwicklung schwieriger wird. Im Winter nimmt die Arbeitsintensität der Bodenentwicklung deutlich zu ( handgefertigt 4...7-fach, 3...5-fach mechanisiert), der Einsatz einiger Mechanismen ist begrenzt - Bagger, Bulldozer, Kratzer, Grader, gleichzeitig können Ausgrabungen im Winter ohne Gefälle durchgeführt werden. Wasser, das in der warmen Jahreszeit viele Probleme bereitet, wird im gefrorenen Zustand zum Verbündeten der Bauherren. Manchmal ist keine Spundwand erforderlich, fast immer ist eine Entwässerung erforderlich. Abhängig von den spezifischen örtlichen Gegebenheiten kommen folgende Bodenentwicklungsmethoden zum Einsatz:

■ Schutz des Bodens vor dem Einfrieren mit anschließender Entwicklung mit herkömmlichen Methoden;

■ Auftauen des Bodens mit seiner Entwicklung im aufgetauten Zustand;

■ Entwicklung von gefrorenem Boden mit Vorlockerung;

■ direkte Entwicklung von gefrorenem Boden.

5.11.1. Den Boden vor dem Einfrieren schützen

Diese Methode basiert auf der künstlichen Schaffung einer Wärmedämmschicht auf der Oberfläche des für die Bebauung vorgesehenen Gebiets im Winter unter Entwicklung von Boden im aufgetauten Zustand. Der Schutz erfolgt vor dem Einsetzen stabiler Minustemperaturen, wobei das Oberflächenwasser vorab aus dem isolierten Bereich entfernt wird. Zur Verlegung einer Wärmedämmschicht kommen folgende Methoden zum Einsatz: Vorlockerung des Bodens, Pflügen und Eggen des Bodens, Querlockerung, Abdeckung der Bodenoberfläche mit Dämmung usw.

Die vorläufige Lockerung des Bodens sowie das Pflügen und Eggen erfolgt am Vorabend des Wintereinbruchs in dem für die Bebauung unter winterlichen Bedingungen vorgesehenen Gebiet. Beim Auflockern der Bodenoberfläche obere Schicht erhält eine lockere Struktur mit luftgefüllten geschlossenen Hohlräumen mit ausreichend Luft Wärmedämmeigenschaften. Das Pflügen erfolgt mit Traktorpflügen oder Aufreißern bis zu einer Tiefe von 30...35 cm und das anschließende Eggen bis zu einer Tiefe von 15...20 cm. Diese Behandlung verzögert in Kombination mit der natürlich entstandenen Schneedecke den Beginn Das Gefrieren des Bodens dauert um 1,5 Monate und in der Folgezeit verringert sich die Gesamtgefriertiefe auf etwa 73. Die Schneedecke kann erhöht werden, indem Schnee mit Bulldozern oder Motorgradern auf das Gelände geschoben wird oder indem mehrere Reihen von Schneezäunen aus Gitterplatten installiert werden 2 x 2 m senkrecht zur vorherrschenden Windrichtung im Abstand von 20...30 m Reihe zu Reihe.

Die Tiefenlockerung erfolgt mit Baggern bis zu einer Tiefe von 1,3 mm. ..1,5 m durch Übertragen des Erdaushubs in den Bereich, in dem später das Erdbauwerk errichtet werden soll.

Querlockerung der Oberfläche bis zu einer Tiefe von 30...40 cm, wobei die zweite Schicht in einem Winkel von 60...90° angeordnet ist und jede weitere Durchdringung mit einer Überlappung von 20 cm erfolgt. Eine solche Behandlung, Einschließlich der Schneedecke verzögert sich der Beginn des Bodengefrierens um 2,5 bis 3,5 Monate, die Gesamtgefriertiefe nimmt stark ab.

Eine Vorbehandlung der Bodenoberfläche durch mechanische Lockerung ist besonders wirksam bei der Isolierung dieser Bodenbereiche.

Abdeckung der Bodenoberfläche mit Isolierung. Hierzu werden billige lokale Materialien verwendet – Baumblätter, trockenes Moos, Torffein, Strohmatten, Späne, Sägemehl, Schnee. Am einfachsten ist es, diese Dämmstoffe mit einer Schichtdicke von 20...40 cm direkt auf dem Boden zu verlegen. Eine solche Flächendämmung wird vor allem bei kleinflächigen Aussparungen eingesetzt.

Unterschlupf mit Luftspalt. Effektiver ist die Verwendung lokaler Materialien in Kombination mit einem Luftspalt. Legen Sie dazu Beete mit einer Dicke von 8 bis 10 cm auf die Bodenoberfläche und legen Sie darauf Platten oder anderes verfügbares Material - Äste, Zweige, Schilf; Darüber wird eine Schicht aus Sägemehl oder Holzspänen mit einer Dicke von 15 bis 20 cm gegossen, um sie vor dem Wegblasen durch den Wind zu schützen. Ein solcher Schutz ist unter den Bedingungen Zentralrusslands äußerst effektiv; er schützt den Boden tatsächlich den ganzen Winter über vor dem Einfrieren. Es empfiehlt sich, die Unterstandsfläche (Isolierung) auf jeder Seite um 2...3 m zu vergrößern, um den Boden nicht nur von oben, sondern auch von den Seiten vor dem Einfrieren zu schützen.

Sobald die Bodenentwicklung beginnt, muss sie zügig, sofort bis zur gesamten erforderlichen Tiefe und in kleinen Bereichen durchgeführt werden. In diesem Fall darf die Isolierschicht nur auf der zu bebauenden Fläche entfernt werden, andernfalls wenn starker Frost Es bildet sich schnell eine gefrorene Erdkruste, die die Arbeit erschwert.

5.11.2. Methode zum Auftauen von Böden mit ihrer Entwicklung im aufgetauten Zustand

Das Auftauen erfolgt aufgrund thermischer Effekte und ist durch eine erhebliche Arbeitsintensität gekennzeichnet Energiekosten. Es wird in seltenen Fällen verwendet, wenn andere Methoden nicht akzeptabel oder inakzeptabel sind – in der Nähe vorhandener Kommunikations- und Kabelverbindungen, unter beengten Platzverhältnissen, bei Notfall- und Reparaturarbeiten.

Auftauverfahren werden nach der Richtung der Wärmeausbreitung im Boden und dem verwendeten Kühlmittel (Brennstoffverbrennung, Dampf, Heißes Wasser, Elektrizität). Je nach Auftaurichtung werden alle Methoden in drei Gruppen eingeteilt.

Auftauen des Bodens von oben nach unten. Die Wärme breitet sich in vertikaler Richtung von der Tagesoberfläche bis tief in den Boden aus. Die Methode ist die einfachste und erfordert praktisch keine Vorarbeit, wird in der Praxis am häufigsten verwendet, ist jedoch aus Sicht des wirtschaftlichen Energieverbrauchs am unvollkommensten, da sich die Wärmequelle in der Kaltluftzone befindet und daher erhebliche Energieverluste in den umgebenden Raum unvermeidlich sind.

Auftauen des Bodens von unten nach oben. Die Wärme breitet sich von der unteren Grenze des gefrorenen Bodens bis zur Tagesoberfläche aus. Die Methode ist die wirtschaftlichste, da das Löten unter dem Schutz der gefrorenen Erdkruste erfolgt und ein Wärmeverlust in den Raum praktisch ausgeschlossen ist. Die benötigte Wärmeenergie kann teilweise eingespart werden, indem die oberste Erdkruste im gefrorenen Zustand belassen wird. Sie hat am meisten niedrige Temperatur Daher ist beim Löten viel Energie erforderlich. Aber dieses hier dünne Schicht 10...15 cm Boden kann ein Bagger problemlos ausheben, dafür reicht die Leistung der Maschine völlig aus. Der Hauptnachteil dieser Methode besteht darin, dass arbeitsintensive Vorbereitungsarbeiten erforderlich sind, was den Anwendungsbereich einschränkt.

Das radiale Auftauen des Bodens nimmt hinsichtlich des thermischen Energieverbrauchs eine Zwischenstellung zwischen den beiden vorherigen Methoden ein. Die Wärme breitet sich von vertikal installierten Heizelementen radial im Boden aus, aber um sie zu installieren und an den Betrieb anzuschließen, sind erhebliche Vorarbeiten erforderlich.

Um das Auftauen des Bodens mit einer dieser drei Methoden durchzuführen, ist es notwendig, zunächst die Schneefläche zu räumen, um beim Auftauen keine Wärmeenergie zu verschwenden und eine Übernässeung des Bodens nicht zuzulassen.

Abhängig vom verwendeten Kühlmittel gibt es verschiedene Abtaumethoden.

Enteisung durch direkte Verbrennung von Kraftstoff. Wenn Sie im Winter 1...2 Löcher graben müssen, ist die einfachste Lösung, mit einem einfachen Feuer auszukommen. Die Aufrechterhaltung eines Feuers während einer Schicht führt zum Auftauen des darunter liegenden Bodens um 30...40 cm. Nach dem Löschen des Feuers und einer guten Isolierung des Heizbereichs mit Sägemehl wird das Auftauen des Bodens im Inneren aufgrund der angesammelten Energie und währenddessen fortgesetzt Eine Schicht kann eine Gesamttiefe von bis zu 1 m erreichen. Bei Bedarf können Sie das Feuer erneut anzünden oder aufgetauten Boden ausbauen und am Boden der Grube ein Feuer entfachen. Die Methode wird äußerst selten eingesetzt, da nur ein kleiner Teil der Wärmeenergie produktiv genutzt wird.

Die Brandmethode ist zum Ausheben kleiner Gräben anwendbar; es wird eine Verbindungsstruktur (Abb. 5.41) aus mehreren abgestumpften Metallkästen verwendet, aus der sich leicht eine Galerie der erforderlichen Länge zusammenbauen lässt; in der ersten von ihnen befindet sich eine Brennkammer für Es wird ein fester oder flüssiger Brennstoff installiert (ein Feuer aus Holz, Verbrennung flüssiger und gasförmiger Brennstoffe durch eine Düse). Wärmeenergie bewegt sich zum Auspuffrohr der letzten Box, wodurch der nötige Luftzug entsteht, wodurch heiße Gase durch die gesamte Galerie strömen und sich der Boden unter den Boxen über die gesamte Länge erwärmt. Es empfiehlt sich, die Oberseite der Box zu isolieren; als Isolierung wird oft aufgetaute Erde verwendet. Nach dem Wechsel wird das Gerät entfernt, der Streifen aufgetauten Bodens wird mit Sägemehl bedeckt und das weitere Löten wird aufgrund der im Boden angesammelten Wärme fortgesetzt.

Elektroheizung Der Kern dieser Methode besteht darin, einen elektrischen Strom durch den Boden zu leiten, wodurch dieser eine positive Temperatur annimmt. Zum Einsatz kommen horizontale und vertikale Elektroden in Form von Stäben oder Bandstahl. Für die anfängliche Bewegung des elektrischen Stroms zwischen den Stäben ist es notwendig, eine leitende Umgebung zu schaffen. Ein solches Medium kann aufgetauter Boden sein, wenn die Elektroden in den Boden getrieben werden, bis der Boden auftaut, oder auf der vom Schnee befreiten Bodenoberfläche eine 15...20 cm dicke Schicht Sägemehl, angefeuchtet mit einer Salzlösung mit einer Konzentration von 0,2-0,5 % wird gegossen. Das benetzte Sägemehl fungiert zunächst als leitfähiges Element. Unter dem Einfluss der in der Sägemehlschicht erzeugten Wärme erwärmt sich die oberste Bodenschicht, schmilzt und wird selbst zum Stromleiter von einer Elektrode zur anderen. Unter Hitzeeinwirkung tauen die darunter liegenden Bodenschichten auf. Anschließend erfolgt die Verteilung der Wärmeenergie hauptsächlich in der Bodendicke; die Sägemehlschicht schützt lediglich den beheizten Bereich vor Wärmeverlust in die Atmosphäre, weshalb es ratsam ist, die Sägemehlschicht abzudecken Rollenmaterialien oder Schilde. Diese Methode ist bei einer Gefrier- oder Auftautiefe des Bodens von bis zu 0,7 m sehr effektiv. Der Stromverbrauch für die Erwärmung von 1 m3 Boden liegt zwischen 150 und 300 kWh, die Temperatur des erhitzten Sägemehls überschreitet 80 bis 90 °C nicht C.

Reis. 5.41. Anlage zum Auftauen von Boden mit flüssigem Brennstoff:

A - generelle Form; b - Diagramm der Isolierung der Box; 1 - Düse; 2 - Isolierung (Bestreuen mit aufgetauter Erde); 3 - Kisten; 4 - Auspuff; 5 - Hohlraum aus aufgetautem Boden

Auftauen des Bodens mit Streifenelektroden, die auf der Bodenoberfläche platziert, von Schnee und Schutt befreit und nach Möglichkeit eingeebnet werden. Die Enden des Bandeisens werden zum Anschluss an elektrische Leitungen um 15...20 cm nach oben gebogen. Die Oberfläche des beheizten Bereichs wird mit einer 15 bis 20 cm dicken Schicht Sägemehl bedeckt, die mit einer Lösung aus Natriumchlorid oder Kalzium mit einer Konsistenz von 0,2 bis 0,5 % angefeuchtet ist. Da der Boden im gefrorenen Zustand kein Leiter ist, fließt der Strom in der ersten Stufe durch mit der Lösung angefeuchtetes Sägemehl. Anschließend erwärmt sich die oberste Bodenschicht und das aufgetaute Wasser beginnt zu leiten elektrischer Strom, der Prozess dringt mit der Zeit tiefer in den Boden ein, das Sägemehl beginnt als Wärmeschutz für den beheizten Bereich vor Wärmeverlust in die Atmosphäre zu wirken. Sägemehl wird normalerweise mit Dachpappe, Pergamin, Schildern und anderen Schutzmaterialien abgedeckt. Das Verfahren ist bei einer Erwärmungstiefe von bis zu 0,6...0,7 m anwendbar, da bei größeren Tiefen die Spannung abfällt, die Böden weniger intensiv in Betrieb genommen werden und sich deutlich langsamer erwärmen. Darüber hinaus sind sie im Herbst ausreichend mit Wasser gesättigt, was für den Übergang in den aufgetauten Zustand mehr Energie erfordert. Der Energieverbrauch liegt zwischen 50 und 85 kWh pro 1 m3 Boden.

Auftauen von Boden mittels Stabelektroden (Abb. 5.42). Diese Methode wird von oben nach unten, von unten nach oben und kombinierten Methoden durchgeführt. Beim Auftauen des Bodens mit Vertikalelektroden werden Bewehrungseisenstäbe mit spitzem unteren Ende schachbrettartig in den Boden getrieben, meist unter Verwendung eines 4x4 m großen Rahmens mit quergespannten Drähten; Der Abstand zwischen den Elektroden beträgt 0,5 bis 0,8 m.

Reis. 5.42. Auftauen von Boden mit Tiefenelektroden:

a - von unten nach oben; b - von oben nach unten; 1 - aufgetauter Boden; 2 - gefrorener Boden; 3 - elektrisches Kabel; 4 - Elektrode, 5 - Schicht wasserabweisendes Material; 6 - Schicht Sägemehl; I-IV – auftauende Schichten

Beim Aufwärmen von oben nach unten wird zunächst die Oberfläche von Schnee und Eis befreit, die Stäbe 20...25 cm in den Boden getrieben und eine mit Salzlösung getränkte Schicht Sägemehl aufgetragen. Wenn sich der Boden erwärmt, werden die Elektroden tiefer in den Boden getrieben. Die optimale Erwärmungstiefe liegt zwischen 0,7 und 1,5 m. Die Dauer des Auftauens des Bodens unter dem Einfluss von elektrischem Strom beträgt etwa 1,5 bis 2,0 Tage. Danach erfolgt die Zunahme der Auftautiefe aufgrund der angesammelten Wärme für weitere 1 ...2 Tage. Der Abstand zwischen den Elektroden beträgt 40...80 cm, der Energieverbrauch gegenüber Streifenelektroden reduziert sich um 15...20 % und beträgt 40...75 kWh pro 1 m3 Boden.

Beim Erhitzen von unten nach oben werden Brunnen gebohrt und Elektroden bis zu einer Tiefe eingeführt, die die Tiefe des gefrorenen Bodens um 15...20 cm übersteigt. Der Strom zwischen den Elektroden fließt durch den aufgetauten Boden unterhalb des Gefrierpunkts; beim Erhitzen Der Boden erwärmt die darüber liegenden Schichten, die ebenfalls in die Arbeit einbezogen werden. Bei dieser Methode ist keine Sägemehlschicht erforderlich. Der Energieverbrauch beträgt 15...40 kW/h pro 1 m3 Boden.

Bei der dritten, kombinierten Methode werden die Elektroden im darunter liegenden aufgetauten Boden vergraben und eine mit einer Salzlösung imprägnierte Sägemehlverfüllung auf die Tagesoberfläche gelegt. Stromkreis schließt sich oben und unten, der Boden taut gleichzeitig von oben nach unten und von unten nach oben auf. Da die Arbeitsintensität der Vorarbeiten bei dieser Methode am höchsten ist, ist ihr Einsatz nur in Ausnahmefällen gerechtfertigt, wenn ein beschleunigtes Auftauen des Bodens erforderlich ist.

Abtauen mit Hochfrequenzströmen. Diese Methode ermöglicht eine deutliche Reduzierung der Vorbereitungsarbeiten, da der gefrorene Boden weiterhin für hochfrequente Ströme leitend bleibt, so dass kein großes Eindringen von Elektroden in den Boden und keine Sägemehlverfüllung erforderlich ist. Der Abstand zwischen den Elektroden kann auf 1,2 m vergrößert werden, d. h. ihre Anzahl reduziert sich um fast die Hälfte. Der Prozess des Auftauens des Bodens verläuft relativ schnell. Der eingeschränkte Einsatz des Verfahrens ist auf die unzureichende Produktion von Hochfrequenzstromgeneratoren zurückzuführen.

Eine der Methoden, die mittlerweile ihre Wirksamkeit verloren hat und durch modernere ersetzt wurde, ist das Auftauen des Bodens mit Dampf- oder Wassernadeln. An diesem Tag sind Heißwasser- und Dampfquellen mit einer geringen Gefriertiefe von bis zu 0,8 m erforderlich. Dampfnadeln sind Metallrohr Länge bis 2 m und Durchmesser 25...50 mm. An Unterteil Rohre sind mit einer Spitze mit Löchern mit einem Durchmesser von 2...3 mm ausgestattet. Die Nadeln werden mit flexiblen Gummischläuchen an die Dampfleitung angeschlossen, wenn sie über Hähne verfügen. Die Nadeln werden in Bohrlöchern vergraben, die zuvor bis zu einer Tiefe von etwa 70 % der Tautiefe gebohrt wurden. Brunnen werden geschlossen Schutzkappen, ausgestattet mit Dichtungen für den Durchgang einer Dampfnadel. Dampf wird unter einem Druck von 0,06...0,07 MPa zugeführt. Nach dem Anbringen der angesammelten Kappen wird die beheizte Oberfläche mit einer Schicht Wärmedämmmaterial, meist Sägemehl, bedeckt. Die Nadeln werden in einem Schachbrettmuster mit einem Abstand zwischen den Mittelpunkten von 1–1,5 m platziert.

Der Dampfverbrauch pro 1 m3 Boden beträgt 50... 100 kg. Durch die Freisetzung latenter Verdampfungswärme durch Dampf im Boden kommt es zu einer besonders starken Erwärmung des Bodens. Diese Methode erfordert etwa doppelt so viel Wärmeenergie wie die Methode mit vertikalen Elektroden.

Auftauen des Bodens mit thermischen Elektroheizungen. Diese Methode basiert auf der Übertragung von Wärme auf gefrorenen Boden durch Kontaktmethode. Als Haupt technische Mittel Es werden Elektromatten verwendet, die aus einem speziellen wärmeleitenden Material bestehen, durch das elektrischer Strom geleitet wird. Auf die aufgetaute Fläche werden rechteckige Matten gelegt, deren Abmessungen eine Fläche von 4...8 m2 bedecken können, und an eine 220-V-Stromquelle angeschlossen. Dabei verteilt sich die erzeugte Wärme effektiv von oben nach unten in den Raum Dicke des gefrorenen Bodens, was zu dessen Auftauen führt. Die zum Auftauen erforderliche Zeit hängt von der Umgebungstemperatur und der Gefriertiefe des Bodens ab und beträgt durchschnittlich 15 bis 20 Stunden.

5.11.3. Entwicklung von gefrorenem Boden mit Vorlockerung

Die Lockerung von gefrorenem Boden mit anschließender Erschließung durch Erdbewegungs- und Erdbewegungsmaschinen erfolgt im mechanischen oder explosiven Verfahren.

Die maschinelle Lockerung gefrorener Böden durch moderne leistungsstarke Baumaschinen findet immer mehr Verbreitung. Gemäß den Umweltanforderungen ist es vor dem Winteraushub des Bodens erforderlich, die Schicht im Herbst mit einem Bulldozer zu entfernen Gemüseerde von der für die Bebauung vorgesehenen Fläche entfernt. Die mechanische Lockerung basiert auf dem Schneiden, Spalten oder Zerkleinern von gefrorenem Boden durch statische (Abb. 5.43) oder dynamische Einwirkung.

Reis. 5.43. Auflockern von gefrorenem Boden durch statische Einwirkung:

a – ein Bulldozer mit aktiven Zähnen, b – ein Bagger-Aufreißer, 1 – Lockerungsrichtung

Bei dynamischer Einwirkung auf den Boden wird dieser durch Freifall- und Richthämmer gespalten oder zerkleinert (Abb. 5.44). Bei dieser Methode erfolgt die Bodenlockerung mit Freifallhämmern (Kugel- und Keilhämmer), die an Seilen am Ausleger von Baggern aufgehängt sind, oder mit Richthämmern, wenn die Bodenlockerung durch Zerkleinern des Bodens erfolgt. Die mechanische Lockerung ermöglicht seine Entwicklung durch Erdbewegungs-, Erdbewegungs- und Transportmaschinen. Hämmer mit einem Gewicht von bis zu 5 Tonnen werden aus einer Höhe von 5...8 m geworfen: Zum Auflockern von sandigen und sandigen Lehmböden wird ein Kugelhammer empfohlen, für tonige Böden Keilhämmer (mit einer Gefriertiefe von 0,5 m). ...0,7 m). Dieselhämmer an Baggern oder Traktoren werden häufig als Richthämmer eingesetzt; Sie ermöglichen die Zerstörung von gefrorenem Boden bis zu einer Tiefe von 1,3 m (Abb. 5.45).

Der statische Schlag basiert auf der kontinuierlichen Schnittkraft im gefrorenen Boden eines speziellen Arbeitskörpers – eines Aufreißzahns, der die Arbeitsausrüstung eines hydraulischen Baggerbaggers oder ein Anbaugerät an leistungsstarken Traktoren sein kann.

Bei der Auflockerung mit statischen Aufreißern auf Traktorbasis kommt es auf Qualität an Anhänge Spezialmesser(Zahn), dessen Schnittkraft durch die Zugkraft des Traktors entsteht.

Maschinen dieses Typs sind für die schichtweise Lockerung des Bodens bis zu einer Tiefe von 0,3...0,4 m ausgelegt. Die Anzahl der Zähne hängt von der Leistung des Traktors ab, wobei die Mindestleistung des Traktors 250 PS beträgt. Es wird ein Zahn verwendet. Die Auflockerung des Bodens erfolgt durch parallele schichtweise Durchdringungen alle 0,5 m mit anschließenden Querdurchdringungen im Winkel von 60...90° zu den vorherigen. Mit Bulldozern wird lockerer Boden zur Deponie transportiert. Es empfiehlt sich, Anbaugeräte direkt am Bulldozer anzubringen und damit selbständig aufgelockerten Boden zu bewegen (siehe Abb. 5.21). Die Produktivität des Aufreißers beträgt 15...20 m3/h.

Die Fähigkeit statischer Aufreißer, gefrorenen Boden Schicht für Schicht zu entwickeln, ermöglicht ihren Einsatz unabhängig von der Tiefe des Bodengefrierens. Moderne Aufreißer, die auf Traktoren mit Bulldozer-Ausrüstung basieren, werden aufgrund ihrer breiten technologischen Fähigkeiten häufig im Baugewerbe eingesetzt. Dies liegt an ihrer hohen Effizienz. Somit sind die Kosten für die Bodenauflockerung mit Aufreißern um das 2- bis 3-fache geringer als bei der explosiven Lockerungsmethode. Die Lockerungstiefe dieser Maschinen beträgt 700...1400 mm.

Abb.5.45. Planen Zusammenarbeit Dieselhammer und gerader Schaufelbagger

Die explosionsartige Lockerung gefrorener Böden ist bei erheblichen Mengen an gefrorenem Boden wirksam. Die Methode wird hauptsächlich in unbebauten Gebieten und in begrenzten Gebieten unter Verwendung von Schutzräumen und Explosionslokalisierern (Schwerlastplatten) eingesetzt.

Je nach Gefriertiefe des Bodens werden Sprengungen durchgeführt (Abb. 5.46):

■ mit der Methode der Loch- und Schlitzladungen bei einer Bodengefriertiefe von bis zu 2 m;

■ nach der Methode der Bohrloch- und Schlitzladungen in einer Gefriertiefe von über 2 m.

Es werden Löcher mit einem Durchmesser von 22...50 mm gebohrt, Löcher - 900...1100 mm, der Abstand zwischen den Reihen beträgt 1 bis 1,5 m. Schlitze im Abstand von 0,9...1,2 m voneinander werden mit einer Längsschneidemaschine, Fräsformen oder Stangenmaschinen geschnitten. Von den drei benachbarten Schlitzen wird Sprengstoff nur im mittleren platziert; der äußere und der mittlere Schlitz dienen dazu, die Verschiebung des gefrorenen Bodens bei einer Explosion auszugleichen und die seismische Wirkung zu reduzieren. Die Risse werden mit länglichen oder konzentrierten Ladungen aufgeladen und anschließend mit geschmolzenem Sand bedeckt. Bei qualitativ hochwertigen Vorarbeiten beim Sprengvorgang wird der gefrorene Boden vollständig zerkleinert, ohne die Wände der Grube oder des Grabens zu beschädigen.

Reis. 5.46. Methoden zur Lockerung gefrorenen Bodens durch Explosion:

a – Sprenglochladungen; b - das gleiche, nun ja; c - das gleiche, Kessel; g - das gleiche, kleinkammerig; d, f - das gleiche, Kammer; g - das gleiche, geschlitzt; 1 - Sprengladung; 2 - Stollen; 3 - Gesichtsbrust; 4 - Ärmel; 5 - Grube; b - Stollen; 7 - Arbeitssteckplatz; 8 - Ausgleichsschlitz

Der durch Explosionen aufgelockerte Boden wird von Baggern oder Erdbewegungsmaschinen abgebaut.

5.11.4. Direkte Entwicklung von gefrorenem Boden

Die Entwicklung (ohne vorherige Lockerung) kann auf zwei Arten erfolgen – Block- und mechanisch.

Die Blockentwicklungsmethode ist für große Flächen anwendbar und basiert auf der Tatsache, dass die Festigkeit des gefrorenen Bodens durch Zerschneiden in Blöcke gebrochen wird. Mit Anbaugeräten an einem Traktor – einer Balkenmaschine – wird der Boden mit zueinander senkrechten Durchdringungen in Blöcke von 0,6...1,0 m Breite zerschnitten (Abb. 5.47). Bei geringen Gefriertiefen (bis 0,6 m) genügt es, nur Längsschnitte vorzunehmen.

Stabmaschinen, die Schlitze schneiden, verfügen über eine, zwei oder drei Schneidketten, die an Traktoren oder Grabenbaggern montiert sind. Mit Stabmaschinen können Sie Schlitze mit einer Tiefe von 1,2 bis 2,5 m in gefrorenen Boden schneiden. Sie verwenden Stahlzähne mit innovativ, auf dem neuesten Stand Hergestellt aus einer haltbaren Legierung, die ihre Lebensdauer verlängert und bei Abnutzung oder Abrieb einen schnellen Austausch ermöglicht. Der Abstand zwischen den Stäben beträgt je nach Bodenbeschaffenheit 60...100 cm. Der Ausbau erfolgt mit Baggerbaggern mit Großraumschaufel oder es werden Erdblöcke mit Bulldozern oder Grantoren von der Aushubstelle auf eine Deponie geschleppt .

Abb.5.47. Schema der Blockbodenentwicklung:

a - Schlitze mit einer Stangenmaschine schneiden; b – das Gleiche, wobei die Blöcke von einem Traktor entfernt werden; c - Entwicklung einer Grube mit Entfernung gefrorener Erdblöcke mithilfe eines Krans; I - Schicht gefrorener Erde; 2 - Schneidketten (Stangen); 3 - Bagger; 4 - Risse im gefrorenen Boden; 5 - gehackte Erdblöcke; 6 - Blöcke wurden von der Website verschoben; 7 - Krantische; 8 - Fahrzeug; 9 - Zangengriff; 10 - Baukran; 11 - Traktor

Die mechanische Methode basiert auf Kraft und häufiger in Kombination mit Stoß- oder Vibrationseinwirkungen auf gefrorenen Boden. Das Verfahren wird mit herkömmlichen Erdbewegungs- und Erdbewegungstransportmaschinen sowie speziell dafür konzipierten Maschinen durchgeführt Winterbedingungen Arbeitsorgane (Abb. 5.48).

Herkömmliche Produktionsmaschinen werden in der Anfangsphase des Winters eingesetzt, wenn die Gefriertiefe des Bodens unbedeutend ist. Ein Front- und Baggerlader kann den Boden bis zu einer Gefriertiefe von 0,25 bis 0,3 m ausheben; mit einem Eimer mit einem Fassungsvermögen von mehr als 0,65 m3-0,4 m3; Schleppbagger – bis 0,15 m; Bulldozer und Schaber sind in der Lage, gefrorenen Boden bis zu einer Tiefe von 15 cm zu bearbeiten.

Reis. 5.48. Mechanische Methode der direkten Bodenentwicklung:

a - Baggerschaufel mit aktiven Zähnen; b - Bodenbearbeitung mit einem Baggerbagger und einer Greif- und Zangenvorrichtung; c – Erdbewegungs- und Fräsmaschine; 1 - Schöpfkelle; 2 - Schaufelzahn; 3 - Schlagzeuger; 4 - Vibrator; 5 - Greif- und Zangengerät; b - Planierraupenschild; 7 - Hydraulikzylinder zum Anheben und Absenken des Arbeitskörpers; 8 - Arbeitskörper (Mühle)

Für winterliche Bedingungen wurde eine spezielle Ausrüstung für Einzelschaufelbagger entwickelt – Schaufeln mit vibro-impact aktiven Zähnen und Schaufeln mit einer Greifzangenvorrichtung. Der Energieverbrauch beim Zerkleinern des Bodens ist etwa zehnmal höher als beim Zerkleinern. Der Einbau von Vibrations-Schlag-Mechanismen, ähnlich wie bei einem Presslufthammer, in die Schneidkante einer Baggerschaufel bringt gute Ergebnisse. Aufgrund der zu hohen Schnittkraft können solche Einschaufelbagger schichtweise gefrorenen Boden aufbauen. Der Vorgang des Auflockerns und Aushebens des Bodens ist ein und derselbe.

Die Bodenbearbeitung erfolgt auch mit Mehrschaufelbaggern, die speziell für das Ausheben von Gräben in gefrorenem Boden konzipiert sind. Zu diesem Zweck gibt es ein spezielles Schneidewerkzeug in Form von Reißzähnen, Zähnen oder Kronen mit Einsätzen aus hartes Metall, montiert auf Eimern. In Abb. 5.48 und zeigt den Arbeitskörper eines Mehrschaufelbaggers mit aktiven Zähnen für die Bearbeitung von felsigen und gefrorenen Böden.

Die schichtweise Erschließung des Bodens kann mit einer speziellen Erdbewegungs- und Fräsmaschine durchgeführt werden, die Späne bis zu einer Tiefe von 0,3 m und einer Breite von 2,6 m entfernt. Der entwickelte gefrorene Boden wird mit der in der Maschine enthaltenen Bulldozerausrüstung bewegt.

Kommentare: 0

Fast überall wird davon ausgegangen, dass Aushubarbeiten in der warmen Jahreszeit durchgeführt werden. Aber manchmal kommt es vor, dass sie bei kaltem Wetter durchgeführt werden müssen, wenn der Boden gefroren ist. Sie werden auf zwei Arten durchgeführt: ohne vorherige Vorbereitung und dementsprechend mit vorbereitende Vorbereitung Land.

Entsprechend Vorschriften Ohne Vorarbeiten des Bodens im Winter können Sie mit Erdbewegungsgeräten arbeiten. Gleichzeitig nimmt die Dicke der gefrorenen Erdschicht zu Design-Merkmale Die Arbeitsteile des Baggers müssen übereinstimmen.

Aushubarbeiten im Winter bei viel Schnee

Das heißt, wenn die Baggerschaufel ein Fassungsvermögen von 0,5 bis 0,6 Kubikmetern hat, sollte die Dicke des gefrorenen Bodens 0,25 m nicht überschreiten. Wenn das Volumen der Schaufel jedoch 1 bis 1,25 Kubikmeter beträgt, beträgt die Dicke des gefrorenen Bodens Schicht kann 0,4 m betragen.

Wenn die gefrorene Bodenschicht diese Parameter überschreitet, ist sie für die Arbeit vorbereitet auf folgende Weise: Schutz vor Frost; gefrorenen Boden lockern; Auftauen von gefrorenem Boden.

Sie beginnen im Herbst, den Boden vor dem Einfrieren zu schützen, sobald die Regenzeit endet, aber anhaltender Frost habe noch nicht angefangen. Wenn dieser Vorgang korrekt durchgeführt wird, muss der gefrorene Boden im Winter nicht gelockert oder aufgetaut werden. Der Schutz kann auf drei Arten erfolgen: ohne Störung der Bodenoberfläche, mit Störung und einer Kombination dieser Methoden.

Bei Schutz ohne Beeinträchtigung der Unversehrtheit der Oberfläche wird der Boden im Herbst abgedeckt Wärmedämmmaterial. Als Material können Sie Torf, Sägemehl, Schlacke, Stroh, Laub und Polystyrolschaum verwenden. Bevor man sie auf den Boden legt, empfiehlt es sich, sie zu entwässern. Die Wärmedämmschicht wird im Zuge der Erschließung der Baustelle entfernt.

Wenn das Frostschutzverfahren unter Verletzung der Unversehrtheit der Oberfläche durchgeführt wird, wird der Boden im Herbst bis zu einer Tiefe von mindestens 0,35 m gepflügt oder der Boden bis zu einer Tiefe von etwa 15 bis 20 cm geeggt. Dann können Aushubarbeiten im Winter mit fast jedem Bagger durchgeführt werden, da die Tiefengefrierung um ein Vielfaches abnimmt.

Auch die Lockerung erfolgt auf verschiedene Weise – durch Explosionen oder mechanisch durch Zerkleinern und Schneiden. Sprengungen zur Lockerung kommen zum Einsatz, wenn die Dicke des gefrorenen Bodens mehr als 0,8 m beträgt. Dazu werden mehrere Löcher in den Boden gebohrt, in die eine Ladung eingebracht wird. Die Gruben sind schachbrettartig angeordnet. Das durch eine Explosion angehobene Bodenvolumen sollte das Volumen nicht überschreiten, das bei einer Umgebungstemperatur von mindestens -25 °C in 8–10 Stunden entfernt werden kann.

Die mechanische Zerkleinerung kommt dann zum Einsatz, wenn der Boden nicht tiefer als 1 Meter gefriert. Ist die abgetragene Erdmenge gering, kommt ein pneumatisches Werkzeug zum Einsatz, bei recht großen Mengen ist der Einsatz spezieller Geräte gerechtfertigt.

Wenn die oben beschriebenen Methoden nicht angewendet werden können, wird der Boden durch Auftauen vorbereitet. Bei dieser Methode werden Feuer, heißer Dampf, heißes Wasser oder elektrischer Strom verwendet. Stimmt, der einzige, aber erheblicher Nachteil Auftauen ist, dass diese Methode ziemlich viel Zeit erfordert.

Aber Erdarbeiten im Winter sind nicht nur Erdarbeiten, manchmal müssen auch Dämme gebaut werden. Gleichzeitig gibt es Regeln und Anforderungen:
Lockere Bodenarten wie Steine, Kies, Sand können ohne Einschränkungen verwendet werden.
Handelt es sich bei den Arbeiten um das Auffüllen von Erde, können für die Herstellung feine Sand- oder Lehmböden mit einem Feuchtigkeitsgehalt von maximal 0,9 verwendet werden.
Gleichzeitig ist es nicht erlaubt, Eisstücke zum Auffüllen von Böschungen zu verwenden, und es ist auch nicht erlaubt, die Böschung bei Schneefall zu verlegen.
Die zu errichtenden Dämme sollten nicht vollständig aus gefrorenem Boden bestehen.

Es ist bekannt, dass der Boden bei der Einstellung negativer Temperaturen aufgrund von Wärmeverlust und der Umwandlung des in seinen Poren enthaltenen Wassers in Eis gefriert, was mit einer Veränderung seiner Eigenschaften einhergeht physikalische und mechanische Eigenschaften(Festigkeit, Verformbarkeit, elektrische und thermische Leitfähigkeit usw.).

Die Gefriertiefe (HNP) des Bodens hängt hauptsächlich von seinen thermophysikalischen Eigenschaften, der Intensität und Dauer der Einwirkung negativer Temperaturen ab. Nach der Formel von Professor A. N. Budnikov
wobei λ der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient des Bodens ist; T – durchschnittliche tägliche Lufttemperatur im Winter; Z – Anzahl der Tage ab negative Temperatur zum Zeitpunkt der Bestimmung von hpr; Sp ist ein Koeffizient, der den Einfluss der Schneedecke auf die Verringerung der Gefriertiefe berücksichtigt; bei einer Schneedeckendicke von 10, 20, 40 cm beträgt der Wert von C„ entsprechend 0,5; 0,4; 0,3.

Für eine ungefähre Bestimmung von pyr können Sie die in Abb. gezeigte Grafik verwenden. 4.13, a. Für Lehmböden Die in der Grafik angegebenen Werte sollten mit einem Korrekturfaktor von 0,8 und für sandigen und sandigen Lehm von 1,2 angenommen werden.

In Anbetracht der Tatsache, dass beim Gefrieren die mechanische Festigkeit des Bodens und damit die Arbeitsintensität der Entwicklung stark zunimmt, ist es wirtschaftlich sinnvoll (sofern die Umstände dies zulassen), Maßnahmen zum vorläufigen Schutz des Bodens vor dem Gefrieren durchzuführen und seine Entwicklung im aufgetauten Zustand sicherzustellen bilden. Daher bestehen die wichtigsten Methoden zur Vorbereitung und Entwicklung von Böden im Winter darin, sie vor Frost, thermischem und chemischem Auftauen, Lockerung und mechanischem Auftauen zu schützen. Die Faktoren, die die Wahl der Methoden und Methoden für den Winteraushub des Bodens bestimmen, sind der Arbeitsumfang, die Bodeneigenschaften, die Art der Erdstruktur und die spezifischen Baubedingungen.

Durch Pflügen, Eggen, Tiefenlockern, Abdecken mit Dämmstoffen und chemische Behandlung wird der Boden lange vor dem Einsetzen der Kälte vor dem Einfrieren geschützt.

Zum Pflügen des Bodens werden verschiedene Pflüge mit einer Lockerungstiefe von mindestens 35 cm und Aufreißer mit einer Lockerungstiefe von 50...70 cm verwendet. Anschließend wird der Boden bis zu einer Tiefe von 15...20 cm geeggt. Für tief Zur Lockerung (bis zu einer Tiefe von 1,3...1,5 m) wird ein Eimer mit einem Fassungsvermögen von 0,4...0,65 m 3 verwendet, während der Boden ausgehoben und an der Stelle des angrenzenden (vorherigen) Aushubs platziert wird.

Als Isoliermaterialien werden lokale Materialien verwendet: trockene Blätter, Torf, Sägemehl, Stroh, Schilf, Schlacke usw. Polymermaterialien können auch verwendet werden: Folien, Polystyrolschaum usw.

Die chemische Behandlung der Bodenoberfläche erfolgt mit Calciumchlorid und Natrium, Natriumnitrit-Nitrat, wodurch der Gefrierpunkt des Wassers im Boden gesenkt wird (bis zu -30 °C).

Das thermische und elektrochemische Auftauen gefrorener Böden erfolgt durch Verbrennung von Brennstoff, Elektro- und Dampfheizung und chemische Behandlung. Das thermische Auftauen ist unwirksam und unwirtschaftlich und wird daher nur in Fällen eingesetzt, in denen andere Methoden nicht möglich sind. Dies empfiehlt sich bei der Bearbeitung von gefrorenem Boden unter beengten Platzverhältnissen und mit geringem Arbeitsaufwand.

Das oberflächliche Auftauen des Bodens (bis zu einer Tiefe von 0,5...0,6 m) erfolgt durch die Verbrennung von festem (Holz, Koks, Kohle) oder flüssigem (Kerosin, Heizöl, Öl) Brennstoff in Gaskanälen aus Stahlhalbrohren - Gehäuse mit einem Durchmesser von bis zu 1 m, die über dem Boden verlegt und mit einer Schicht Schlacke oder Erde bedeckt werden. Zu diesem Zweck können Dampf- und Wasserregister oder Streifenelektroden verwendet werden, die auf die Erdoberfläche gelegt und oben mit einer Wärmedämmschicht abgedeckt werden. Der Boden kann auch mit Hilfe von Treibhäusern erwärmt werden verschiedene Quellen Hitze.

Das tiefe Auftauen (bis zu einer Tiefe von 1,5 m) erfolgt mit Dampfnadeln oder Elektronadeln (Abb. 4.13, b), die in vorgebohrten Brunnen installiert sind, sowie mit Elektroden (Abb. 4.13, c), die in den Boden eingetrieben werden. Die Abmessungen und die Lage der Nadeln und Elektroden werden streng rechnerisch bestimmt. Bei der elektrochemischen Methode zum Auftauen von Böden wird eine Elektrolytlösung, beispielsweise eine 4 %ige Calciumchloridlösung, über rohrförmige Elektroden in den Boden geleitet. Nach 1,5...2 Stunden, wenn sich die Wirkungszonen des Elektrolyten schließen, wird den Elektroden ein Strom von 380 V zugeführt.