В зависимости от конкретных местных условий разработку грунта в зимних условиях осуществляют следующими методами:
1) предохранением грунта от промерзания и последующей разработкой обычными методами. Этот метод основан на искусственном создании на поверхности участка, намеченного к разработке в зимнее время, термо-изоляционного покрова. Эту работу, следует производить до наступления устойчивых отрицательных температур, приняв заранее меры к отводу с отепляемого участка поверхностных вод;
2) разработкой грунта в мерзлом состоянии с предварительным рыхлением;
3) непосредственной разработкой мерзлого грунта;
4) оттаиванием грунта и его разработкой в талом состоянии.
Выбор того или иного способа зависит от вида и размеров земляного сооружения, рода грунта и его состояния, сроков производства работ, наличия соответствующих материально-технических ресурсов, местных условий. Окончательное решение о применении того или иного способа принимается на основании технико-экономического анализа. Из ряда намеченных вариантов выбирается наиболее экономичный.
Механическое рыхление мёрзлого грунта с использованием современных строительных машин приобретает всё большее распространение. В соответствии с требованиями экологии перед зимней разработкой грунта в выемке необходимо снять растительный слой и, по возможности, выполнить вертикальную планировку площадки.
Например, в разделе «Выбор комплектов машин и механизмов» в курсовой работе уже принят механизм для рыхления мёрзлого грунта в котловане: молот или боровая установка. Необходимо описать организацию и технологию работ по предварительному рыхлению мёрзлого грунта в выемке, учитывая, что в одном потоке также работает одноковшовый экскаватор, разрабатывающий котлован. Описание работ выполнить по /УМК,2.1/, стр. 89-91. Схемы производства работ по рыхлению и разработке мёрзлого грунта в выемке должны быть представлены на листе I графической части.
7. Организация и технология выполнения работ по устройству фундаментов в зимнее время.
Выбор способа бетонирования (выдерживания) монолитных конструкций при устройстве фундаментов в зимнее время следует производить в соответствии с данными табл. 37, на основании технико-экономических расчётов и условий производства работ на строительной площадке.
Таблица 37. Способы выдерживания бетона
| Вид конструкций | Минимальная температура воздуха, °С, до | Способ выдерживания |
| Массивные бетонные и железобетонные фундаменты, блоки и плиты с модулем поверхности до 3 м–1 | –15 | Термос |
| –25 | Термос с применением ускорителей твердения бетона Термос с применением противоморозных добавок | |
| Фундаменты под конструкции зданий и оборудование, массивные стены и т. п. с модулем поверхности от 3 до 6 м–1 | –15 | Термос, в том числе с применением противоморозных добавок и ускорителей твердения Обогрев в греющей опалубке |
| –25 | Предварительный разогрев бетонной смеси Периферийный электропрогрев | |
| Колонны, балки, прогоны, элементы рамных конструкций, свайные ростверки, стены и перекрытия с модулем поверхности от 6 до 10 м–1 | –15 | Обогрев в греющей опалубке, греющими проводами с применением ускорителей твердения Предварительный разогрев бетонной смеси, индукционный обогрев и инфракрасный нагрев |
| Колонны, балки, прогоны, элементы рамных конструкций, свайные ростверки, стены и перекрытия с модулем поверхности от 6 до 10 м–1 | –25 | Обогрев в греющей опалубке, греющими проводами и термоактивными гибкими покрытиями (ТАГП) с применением противоморозных добавок и ускорителей твердения |
| Полы, перегородки, плиты перекрытий, тонкостенные конструкции с модулем поверхности от 10 до 20 м–1 | –25 | Обогрев в греющей опалубке, греющими проводами и термоактивными гибкими покрытиями (ТАГП) с применением противоморозных добавок и ускорителей твердения |
| Примечание — Противоморозные добавки, как правило, следует применять в комплексе с пластифицирующими добавками. |
Бетонные работы следует выполнять в соответствии с требованиями, приведенными в таблице 2.
Таблица 38. Требования к производству бетонных работ
| Наименование показателей, технические требования | Значение показателей, единицы измерения |
| 1 Прочность бетона монолитных и сборно-монолитных конструкций к моменту замерзания (критическая прочность) 1.1 Для бетона без противоморозных добавок: конструкций, эксплуатирующихся внутри зданий, фундаментов под оборудование, не подвергающихся динамическим воздействиям, подземных конструкций конструкций, подвергающихся атмосферным воздействиям в процессе эксплуатации, для классов прочности на сжатие: С8/10 от С12/15 до С20/25 С25/30 и выше конструкций, подвергающихся по окончании выдерживания переменному замораживанию и оттаиванию в водонасыщенном состоянии или к бетону которых предъявляют требования по водонепроницаемости более W4 в преднапряженных конструкциях | Не менее 5 МПа % от проектной прочности, не менее |
| 1.2 Для бетона с противоморозными добавками | К моменту охлаждения бетона до температуры, на которую рассчитано количество добавок, — не менее 20 % от проектной прочности |
| 2 Загружение конструкций расчетной нагрузкой допускается после достижения бетоном прочности | Не менее проектной |
| 3 Температура воды и бетонной смеси на выходе из смесителя, приготовленной: | °С, не более |
| на портландцементе, шлакопортландцементе, пуццолановом портландцементе марок ниже М600 | Воды — 70 Смеси — 35 |
| на быстротвердеющем портландцементе и портландцементе марки М600 и выше | Воды — 60 Смеси — 30 |
| на глиноземистом портландцементе | Воды — 40 Смеси — 25 |
| 4 Температура бетонной смеси, уложенной в опалубку, к началу выдерживания или термообработки: методом термоса с противоморозными добавками при тепловой обработке | Устанавливается расчетом, но не ниже 5 °С Не менее чем на 5 °С выше температуры замерзания раствора затворения Не ниже 0 °С |
| 5 Температура в процессе выдерживания и тепловой обработки для бетона на: | Определяется расчетом, но не выше, °С: |
| портландцементе шлакопортландцементе | |
| 6 Скорость подъема температуры при тепловой обработке бетона: для конструкций с модулем поверхности, м–1: до 4 от 5 до 10 включ. св. 10 и скользящих опалубок для стыков | °С/ч, не более |
| 7 Скорость остывания бетона по окончании тепловой обработки для конструкций с модулем поверхности, м–1: до 4 | Определяется расчетом |
| от 5 до 10 включ. | 5 °С/ч |
| св. 10 | 10 °С/ч |
| 8 Разность температур наружных слоев бетона и воздуха при распалубке с коэффициентом армирования до 1 % включ., св. 1 до 3 % включ. и более 3 % должна быть, соответственно, для конструкций с модулем поверхности, м–1: от 2 до 5 включ. св. 5 | °С, не более 20, 30, 40 30, 40, 50 |
· Основание, на которое укладывается бетонная смесь, а также температура основания, температура арматуры и способ укладки должны исключать возможность замерзания смеси в зоне контакта с основанием и арматурой.
· При выдерживании бетона в конструкции методом термоса, при предварительном разогреве бетонной смеси, а также при применении бетона с противоморозными добавками допускается укладывать смесь на неотогретое непучинистое основание (подготовку) или на бетон, если по расчету в зоне контакта на протяжении расчетного периода выдерживания бетона не произойдет его замерзание.
· При невозможности соблюдения данного условия основание отогревают на глубину промерзания либо на 300 мм, если глубина промерзания более 300 мм.
· Пучинистые основания отогревают во всех случаях на глубину промерзания либо на 500 мм, если глубина промерзания более 500 мм.
· Бетонирование густоармированных конструкций с арматурой диаметром более 24 мм, арматурой из жестких прокатных профилей или с крупными металлическими закладными частями следует выполнять с предварительным отогревом металла до положительной температуры или местным вибрированием смеси в приарматурной и опалубочной зонах, за исключением случаев укладки предварительно разогретых бетонных смесей (при температуре смеси выше 45 °С). Продолжительность вибрирования бетонной смеси должна быть увеличена не менее чем на 25 % по сравнению с летними условиями.
· Перед укладкой бетонной смеси поверхности стыков сборных железобетонных элементов, рабочих швов монолитных конструкций, арматура, закладные части и опалубка должны быть очищены от снега и наледи.
· Неопалубленные поверхности конструкций следует укрывать паро- и теплоизоляционными материалами непосредственно по окончании бетонирования.
Выпуски арматуры забетонированных конструкций должны быть укрыты или утеплены на высоту (длину) не менее 0,5 м.
· Температурный режим твердения бетона, а также конечную температуру бетона к началу снятия опалубки определяют в контрольных точках, расположенных на глубине 50 мм от поверхности бетона.
В случаях, когда разность температур наружных слоев бетона и воздуха к моменту распалубки превышает допустимые значения, указанные в таблице 2, или требуемая прочность бетона достигнута за меньший отрезок времени, допускается переводить твердение бетона в режим естественного остывания, не снимая опалубки. Допускается отсоединять опалубку от поверхности бетона, не снимая ее, или заменять на теплоизоляционное укрытие с равнозначным коэффициентом теплопередачи — для обеспечения постепенного охлаждения бетона.
· Бетонные работы следует производить по утвержденному проекту производства работ (ППР) или технологическим картам.
· Контроль температуры бетона выполняет строительная лаборатория. Форма журнала контроля температуры бетона приведена в приложении А.