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3)保温材料覆盖法。面积较小的基槽(坑)的防冻,可直接用保温材料覆盖。常用保温材料有炉渣、锯末、膨胀珍珠岩、草袋、树叶等,再加盖一层塑料布。在已开挖的基槽(坑)中,靠近基槽(坑)壁处覆盖的保温材料需加厚,以使土壤不致受冻或冻结轻微,。对未开挖的基坑,保温材料铺设宽度为两倍的土层冻结深度与基槽(坑)底宽度之和,。
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由于土在冻结时的机械强度大大提高,冻土的抗压强度比抗拉强度大2~3倍,因此冬期土方施工可采取先将冻土破碎或利用热源将冻土融化,然后再挖掘。
为了有利于冻土挖掘,可利用热源将冻土融化。融化冻土的方法有循环针法、烟火烘烤法和电热法三种,后两种方法因耗用大量能源,施工费用高,使用较少,只用在面积不大的工程施工中。融化冻土的施工方法应根据工程量大小、冻结深度和现场条件综合选用。融化时应按开挖顺序分段进行,每段大小应适应当天挖土的工程量。冻土融化后,挖土工作应昼夜连续进行,以免因间歇而使地基土重新冻结。
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1)循环针法。循环针分为蒸汽循环针和热水循环针两种,。
①蒸汽循环针法。它是将管壁钻有孔眼的蒸汽管插入事先钻好的冻土孔内。蒸汽管直径D一般为20~25mm,其下端应封死,冻土孔径宜为30~70mm,间距不大于1m,插入深度视土的冻结深度确定。然后通入低压蒸汽,借蒸汽的热量来融化冻土。由于蒸汽融化冻土会破坏土的结构、降低地基承载力,故此法不宜用于开挖基槽(坑)。
②热水循环针法。它是用直径为60~150mm的双层循环热水管按梅花形布置,,管内用40~50℃的热水循环供热。
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2)烟火烘烤法。烟火烘烤法适用于面积较小、冻土不深,且燃料便宜的地区。常用锯末、谷壳和刨花等作燃料。在冻土上铺杂草、木柴等引火材料,燃烧后撒上锯末,上面压数厘米的土,让它不起火苗地燃烧(250mm厚的锯末,其热量经一夜可融化约300mm厚的冻土)。开挖时分层分段进行,烘烤时应做到有火就有人,以防引起火灾。
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3)电热法。电热法通常用直径为16~25mm的下端带尖钢筋作电极,将电极钢筋打到冻土层以下150~200mm的深度,并露出地面100~150mm,做梅花形布置,其间距见表7-1。加热时间视冻土厚度、土的温度、电压高低等条件而定。通电加热时,可在冻土上铺100~250mm厚的锯末,用质量分数为1%~2%的***盐溶液浸湿,以加快表层冻土的融化。电热法效果最佳,但能源消耗量大、费用高,仅在土方工程量不大时或紧急工程中采用。
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采用此法时,必须有周密的安全措施,应由电气专业人员担任通电工作,工作地点应设置警戒区,通电时严禁人员靠近,防止触电。
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冻土的开挖宜采用剪切法,具体的开挖方法一般有人工法、机械法和爆破法三种。
1)人工法开挖。人工法开挖冻土适用于开挖面积较小和场地狭窄,不具备用其他方法进行土方破碎、开挖的工程。开挖时一般用大铁锤和铁楔子劈冻土()。施工中1人掌楔,2~3人轮流打大锤,一个组常用几个铁楔,当一个铁楔打入土中而冻土尚未脱离时,再把第二个铁楔在旁边的裂缝上加进去,直至冻土剥离为止。为防止震手或误伤,铁楔宜用粗铁丝做成把手。施工时掌铁楔的人与掌锤的人不能脸对着脸,必须互成90°,同时要随时注意去掉楔头打出的飞刺,以免飞出伤人。
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