Технология производства строительных работ в экстремальных условиях (стр. 2 из 4)
1.32. Сделать заключение о возможности производства работ по монтажу ленточных фундаментов в городе Чите в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –20оС, ожидаемая скорость ветра 5 м/с, видимость 15 метров.
1.33. Определить возможность производства монтажных работ при устройстве перекрытия на последнем этаже многоэтажного здания с помощью башенного крана в городе Новосибирске в феврале. Средняя температура наружного воздуха t = –15оС, скорость ветра 12 м/с, видимость 25 метров.
1.34. Сделать заключение о возможности производства работ по монтажу железобетонных колон одноэтажного промздания в городе Омске в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –25оС, ожидаемая скорость ветра 10 м/с, видимость 33 метра.
1.35. Сделать заключение о возможности производства работ по монтажу кровельных плит башенным краном в городе Чите в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –20оС, ожидаемая скорость ветра 5 м/с, видимость 18 метров.
1.36. Сделать заключение о возможности производства работ по укладке труб колёсным краном в городе Орске в марте. Средняя температура наружного воздуха составляет 0оС, ожидаемая скорость ветра 22,5 м/с, видимость 25 метров.
1.37. Сделать заключение о возможности производства работ по планировке площадке в Магнитогорске в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –35оС, ожидаемая скорость ветра 4 м/с, видимость 30 метров.
1.38. Сделать заключение о возможности производства работ по бетонированию перекрытий 16-ти этажного дома методом «кран-бадья» в Челябинске в январе. Средняя температура наружного воздуха составляет –19оС, ожидаемая скорость ветра 43,2 км/ч, видимость 22 метра.
2. Расчет глубины промерзания грунтов
При производстве земляных работ в зимний период выбор метода производства работ, прежде всего, будет зависеть от расчетной глубины промерзания грунта [4], величина которой определяется по формуле
, (2)где Н – расчетная глубина промерзания грунта, м;
t – средняя отрицательная температура наружного воздуха за рассматриваемый период (день, неделя, месяц, квартал и т.д.), оС;
n – число дней с установившейся отрицательная температура наружного воздуха;
k – коэффициент влияния величины снежного покрова (принимается по табл. 1);
λМ – коэффициент теплопроводности мерзлого грунта, Вт/м·оС,
; (3)λГР – коэффициент теплопроводности грунта в естественном состоянии, Вт/м·оС (определяется по табл. 2);
ВГР – объемная влажность грунта, %.
Таблица 1. Коэффициент влияния толщины снежного покрова
| Толщина снежного покрова, см | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| Коэффициент влияния величины снежного покрова | 0,50 | 0,40 | 0,35 | 0,30 | 0,275 | 0,25 |
Одним из самых простых и распространенных методов разработки грунтов в зимних условиях является укрытие поверхностей грунта теплоизоляционными материалами с последующей разработкой грунтов обычными методами. Толщина утеплителя зависит от расчетной глубины промерзания грунта при данных климатических условиях и определяется по формуле
, (4)где НУ – расчетная толщина утеплителя, м;
Н – расчетная глубина промерзания грунта, м;
λУ, λГР – коэффициент теплопроводности утеплителя и грунта, Вт/м оС (определяется по табл. 2);
СУ, СГР – удельная теплоемкость утеплителя и грунта, кДж/кг·оС (определяется по табл. 2);
ρУ, ρГР – плотность утеплителя и грунта, кг/м3 (определяется по табл. 2).
Таблица 2. Характеристики строительных и теплоизоляционных материалов
| Материалы | Ед. изм. | Толщина слоя, мм | Объемная масса, кг/м3 | Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·°С) | Удельная теплоемкость, кДж/кг·°С |
| Бетон | – | – | 2400 | 2,6 | 1,05 |
| Минераловатные плиты на синтетическом связующем (мягкие и полужесткие) | м3 | 20–40 | 100 | 0,05–0,07 | 0,76 |
| Минераловатные плиты на битумном связующем | м3 | 40 | 100 | 0,05–0,07 | 0,92 |
| То же | м3 | 40 | 200 | 0,07–0,08 | 0,92 |
| Маты минераловатные прошивные | м3 | 40 | 100 | 0,048 | 0,76 |
| То же | м3 | 40 | 200 | 0,06 | 0,76 |
| Пенопласт плиточный | м3 | 50 | 100 | 0,043 | 1,34 |
| То же | м3 | 50 | 150 | 0,049 | 1,34 |
| То же | м3 | 50 | 200 | 0,06 | 1,34 |
| Войлок строительный | м3 | 9–11 | 100 | 0,06–0,10 | 0,35 |
| То же | м3 | 9–11 | 150 | 0,07–0,12 | 0,45 |
| Опилки | м3 | – | 250 | 0,16–0,24 | 2,2 |
| Шлак | – | – | 600 | 0,24–0,29 | – |
| Фанера | м3 | 8 и более | 600 | 0,17–0,20 | 2,72 |
| Рубероид, пергамин, толь | м2 | 1,0–2,0 | 600 | 0,17 | 1,47 |
| Древесина, доски | м3 | 20 и более | 700 | 0,17 | 2,72 |
| Сталь | кг | 3–5 | 7850 | 52 | 0,48 |
| Глина | – | – | 1800 | 1,82 | 1,24 |
| Суглинок | – | – | 1750 | 1,50 | 1,16 |
| Супесь | – | – | 1600 | 1,10 | 1,13 |
| Песок | – | – | 1500 | 0,60 | 1,09 |
Варианты задач
2.1. Рассчитать глубину промерзания глинистого грунта влажностью 25%, который промерзал в течение 15 дней со средней установившейся температурой наружного воздуха t = –12оС. В течение первых 5 дней толщина снежного покрова составила 10 см; в течение вторых 5 дней – 15 см; в течение последних 5 дней – 30 см.
2.2. Рассчитать глубину промерзания глинистого грунта влажностью 35%, который промерзал в течение 12 дней со средней установившейся температурой наружного воздуха t = –12оС. В течение всех 12 дней толщина снежного покрова составила в среднем 15 см.
2.3. Рассчитать глубину промерзания песчаного грунта влажностью 40%, который промерзал в течение 24-х дней со средней установившейся температурой наружного воздуха t = –28 оС. В течение всех дней толщина снежного покрова составила в среднем 40 см.
2.4. Рассчитать глубину промерзания глинистого грунта влажностью 30%, который промерзал в течение 24-х дней со средней установившейся температурой наружного воздуха t = –25 оС. В течение всех дней толщина снежного покрова составила в среднем 30 см. Определить толщину теплоизоляционного защитного слоя из опилок.
2.5. Рассчитать глубину промерзания песчаного грунта влажностью 22%, который промерзал в течение 24-х дней со средней установившейся температурой наружного воздуха t = –18 оС. За 24 дня толщина снежного покрова равномерно увеличилась с 10 см до 20 см.
2.6. Определить влажность песчаного грунта, который промерзал в течение 24-х дней со средней установившейся температурой наружного воздуха t = –18 оС, при установившейся толщина снежного покрова 15 см, если глубина его промерзания составила 0,297 м.
2.7. Определить при какой температуре наружного воздуха в течение 24-х дней промерзал песчаный грунт с влажностью 22%. Если известно, что при толщине снежного покрова 15 см глубина его промерзания составила 20,2 см.
2.8. Определить количество дней, в течение которых песчаный грунт с влажностью 22% промерз на 0,202 м при средней установившейся температуре наружного воздуха t = –18 оС и толщине снежного покрова 15 см.
2.9. Определить толщину снежного покрова песчаного грунта с влажностью 42%, который промерзал в течение 24-х дней со средней установившейся температурой наружного воздуха t = –18 оС, если глубина его промерзания составила 0,297 м.
2.10. Определить толщину теплоизоляционного слоя (состоящего из опилок) глинистого грунта влажностью 25%, который промерзал в течение 15 дней со средней установившейся отрицательной температурой t = –12 оС. В течение первых 5 дней толщина снежного покрова была 10 см; в течение вторых 5 дней – 15 см; в течение последних 5 дней – 30 см.
2.11. Определить толщину теплоизоляционного слоя (состоящего из опилок) песчаного грунта влажностью 30%, который промерзал в течение 61 дня со средней установившейся отрицательной температурой t = –10 оС. В течение всех дней толщина снежного покрова составила в среднем 10 см.
2.12. Определить толщину теплоизоляционного слоя (состоящего из фанеры) песчаного грунта влажностью 40%, который промерзал в течение 24-х дней со средней установившейся отрицательной температурой t = –28 оС. В течение всех дней толщина снежного покрова составила в среднем 40 см.
2.13. Определить толщину теплоизоляционного слоя (состоящего из пенопласта) песчаного грунта влажностью 30%, который промерзал в течение 61 дня со средней установившейся отрицательной температурой t = –10 оС. В течение всех дней толщина снежного покрова составила в среднем 10 см.
2.14. Определить толщину теплоизоляционного слоя (состоящего из пенопласта) песчаного грунта влажностью 40%, который промерзал в течение 24-х дней со средней установившейся отрицательной температурой t = –28 оС. В течение всех дней толщина снежного покрова составила в среднем 40 см.