冻土的融化与挖掘施工是建筑工程中面临特殊地质条件时的重要环节。冻土是指温度低于冰点并含有冻结水分的土壤或岩石,在寒冷地区广泛存在。由于冻土的物理特性,施工时需采取特殊的融化和挖掘技术以确保工程质量和安全。
1. 冻土融化方法:
- 烟火烘烤法:适用于小面积、浅层冻土区域,通过燃烧锯末、谷壳等燃料,利用热量融化冻土。操作时需铺设引火材料,如杂草、木柴,然后分层分段进行融化和挖土,同时要有人看火防止火灾。
- 蒸汽融化法:当热源充足且工程规模较小,可以使用蒸汽循环针插入预先钻好的冻土孔中,通过蒸汽融化冻土。孔径应略大于喷气管,间距不超过1米,深度超过基底30厘米。蒸汽循环针设计有多个喷气孔,下端封闭,融化后及时挖掘并防止基底再次冻结。
- 电热法:在电源充足的地方,如工程量不大,可用电热法。使用带尖钢筋作为电极,插入冻土中,深度至少等于冻结深度,电极之间保持一定间距。表面覆盖盐溶液浸过的锯末以增强导热,同时采取安全措施防止电击。
2. 冻土开挖:
- 人工法:适用于小面积、狭窄场地,通常使用大铁锤和铁楔子劈开冻土。施工过程中,一人控制铁楔,多人轮流打击,逐渐将冻土分离。为了安全,操作者需佩戴防护装备,避免面对面作业,并及时清除可能飞出的碎片。
- 机械法:根据冻土层厚度选择不同类型的机械设备。薄层冻土可用推土机或小型挖掘机,中等厚度可用松土机,较厚冻土层则需大马力挖掘机或打桩机。风镐也是一种常见工具,先破碎冻土,再由人力和机械配合挖掘和运输。
冻土施工中,关键在于合理选择融化和挖掘方式,同时考虑到能源消耗、成本控制以及施工效率。此外,还需要密切关注天气变化,确保在融化后的土体不会重新冻结,以维护地基稳定。在实际操作中,必须严格遵守安全规定,预防可能出现的危险,例如火灾、电击和飞溅物伤害。