Технология и механизация земляных работ в зимних условиях: Учебное пособие, страница 18

Оттаивать грунт паром рекомендуется в том случае, когда получение пара не вызывает дополнительных расходов по устройству и обслуживанию котельных установок, то есть когда можно получать пар от уже существующих тепловых агрегатов (ТЭЦ, местные котельные промышленных предприятий и т.д.). Для отогрева грунта применяют паровые батареи (регистры) и иглы. Батареи весом не более  50 кг  каждая изготавливают из стальных труб диаметром 50-100 мм с приваренными с двух сторон патрубками диаметром 20 мм.  Их укладывают на поверхность оттаиваемого грунта и соединяют между собой отрезками гибкого шланга, которые надевают на выходные патрубки. После этого батареи покрывают матами (или засыпают опилками слоем  30-40 см),  а сверху - брезентом. Пар проходит через всю систему, отдавая тепло грунту, и выходит в виде конденсата, который с помощью специальных лотков или по трубам отводится в канализацию либо сбрасывается в водоотводные канавы. Этот способ рекомендуется применять при глубине промерзания не более 1 м.

При значительно больших глубинах промерзания и объемах работ грунт оттаивают паровыми иглами - стальными перфорированными трубами с наконечником, в верхнюю часть которых по шлангам подается  пар.  Иглы устанавливают на расстоянии        1-1,2 м  в шахматном порядке в заранее пробуренные скважины. В зависимости от характера грунта и глубины оттаивания продолжительность выполнения работ составляет 3-5 часов. Для предотвращения утечки пара в атмосферу зазор между иглой и скважиной закрывается одеваемым на иглу колпаком.

В неоднородных грунтах со значительным количеством твердых включений (камни, обрезки металла, бетонный бой и т.д.), а также в грунтах, дополнительное увлажнение которых нарушает их структуру и снижает несущую способность, применение паровых игл нецелесообразно.

3.2 Оттаивание горячей водой

При оттаивании грунта водой используются водяные циркуляционные иглы, которые устанавливаются в зависимости от вида грунта через  1,2-1,5 м  в предварительно пробуренные скважины глубиной, меньшей на 20-25 см, чем слой промерзания.

Игла (рисунок 14) представляет собой две трубы, вставленные одна в другую. Внутренняя труба открыта снизу, наружная труба заканчивается острым наконечником без отверстия. Горячая вода, нагретая до температуры 60-80 °С, подается центробежным насосом во внутреннюю трубу, затем, попадая в процессе циркуляции в наружную трубу нагревает ее стенки и, отдав таким образом через них тепло грунту, по обратному трубопроводу возвращается в котел для повторного подогрева. Сеть подающих и разводящих трубопроводов укладывается по грунту на временных опорах и утепляется.

Рисунок 14 - Схема водяной циркуляционной иглы

Продолжительность подачи воды для оттаивания грунта  на  глубину до  1 м  при  радиусе действия иглы 0,6-0,8 м составляет 24-36 часов.

3.3 Оттаивание с помощью электроэнергии

При достаточном количестве электроэнергии мерзлый грунт можно оттаивать при помощи горизонтальных или вертикальных электродов, а также специальных нагревателей, работающих на электрическом токе.

Горизонтальные электроды из полосовой или круглой стали длиной до 3 м укладывают непосредственно на мерзлый грунт, предварительно очищенный от снега. Так как последний не является проводником, электроды покрывают слоем опилок (до  20 см),  смоченных  1-2 %  раствором хлористого натрия или хлористого кальция. Первоначально электрический ток нагревает слой опилок до  температуры  80-90 °С,  тепло которых передается мерзлому грунту. По мере размораживания верхнего слоя грунт постепенно включается в электрическую цепь, увеличивая толщу талого  грунта.  После  разогрева  опилок  до  80-90 °С ток отключают и снова включают при понижении их температуры до 50-60 °С.