Как прогреть грунт зимой под фундамент

Обновлено: 17.05.2024

Земляные работы зимой вызывают целый ряд трудностей. Одной из задач, которая может возникнуть, считается необходимость предварительной подготовки. Использование отбойных молотков или другие виды механических воздействий не всегда возможны, поскольку это провоцирует повреждение подземных коммуникаций или ущерб для зданий, расположенных неподалеку. Потому часто применяются термические технологии прогрева грунта в зимнее время.

Традиционные виды прогрева мерзлого грунта

Сегодня известно много методик, которые базируются на разных принципах температурного воздействия. Все они отличаются определенными плюсами и минусами.

Рефлекторная печь

Это достаточной быстрый способ прогрева грунта, который отличается удобством и прекрасно подходит для использования в черте города. Генератором тепла в этом случае выступает нихромовая проволока, толщина которой составляет 3,5 миллиметра. Направление термического излучения корректирует рефлектор из хромированного листа. Его толщина должна составлять примерно 1 миллиметр.

Сам отражатель изолирован металлическим кожухом. Между стенками 2 металлов располагается воздушная подушка. Она выполняет термозащитные функции. Печь функционирует от сети и может обогревать 1,5 квадратных метра почвы. Чтобы отогреть кубический метр грунта, требуется количество энергии на уровне примерно 50 киловатт в час. По времени это занимает 10 часов.

Главным минусом этого метода считается высокий риск поражения посторонних лиц электротоком. Потому на время функционирования установки требуется установить ограждения и предусмотреть охрану.

Также к минусам этого способа относят невысокую площадь охвата и потребность в системе энергообеспечения мощностью около 20 киловатт в час для работы комплекса, включающего 3 установки.

Электроды

Этот способ прогрева почвы можно реализовать различными методами:

Для обработки земли на глубине менее 70 сантиметров требуется использовать электроды в форме стальных полосок. Их края нужно вначале загнуть кверху, чтобы подключить провода. Полосы стоит уложить на грунт и присыпать слоем опилок. Их толщина не должна превышать 20 сантиметров. Чтобы повысить проводимость, опилки рекомендуется смочить раствором соли невысокой концентрации. Затем на полосы требуется подать напряжение.
Чтобы прогреть грунт на глубину больше 70 сантиметров, рекомендуется применять электроды в форме стержней из стали. Их требуется забивать в почву в шахматном порядке с интервалом в 0,5-1 метр друг от друга. Затем на них нужно подать напряжение, которое запустит процесс нагревания. При оттаивании грунта стержни стоит забивать все сильнее.

В любом случае, манипуляция занимает примерно 30 часов. При этом затраты электроэнергии на обработку 1 кубического метра грунта составляют около 60 киловатт в час. Чтобы воплотить этот способ, требуется наличие источника питания. К тому же необходимо постоянно контролировать процесс. В противном случае есть риск поражения людей током.

Открытое пламя

Этот метод базируется на сжигании твердого или жидкого топлива в особом устройстве, которое состоит из открытых резервуаров. Первый короб – это камера сгорания, а последний – дополнен вытяжной трубой.

При этом появляется тяга, которая обеспечивает прохождение продуктов сгорания вдоль всей цепи, и одновременное прогревание почвы под ней. Установка функционирует на любом топливе. При этом процесс считается достаточно длительным. Он нуждается в строгом контроле и сопровождается внушительными потерями тепла. Использовать этот метод в городе не представляется возможным.

Химический способ

Чтобы разморозить почву химическими реагентами, в ней нужно просверлить шпуры. После чего в отверстия требуется залить хлористый натрий для растворения льда. Процесс занимает 6-8 суток.

Он не нуждается в постоянном контроле и отличается простотой. Однако применение химических реагентов негативно отражается на состоянии грунта. Использовать его впоследствии для выращивания культурных растений не удастся.

Паровые иглы

Иглы – это специальные металлические трубы. Их диаметр составляет 25-50 миллиметров, а длина – 1,5-2 метра. Они обладают наконечниками с отверстиями диаметром 2-3 миллиметра и соединены гибкими шлангами для подачи пара, температура которого превышает 100 градусов.

Иглы рекомендуется размещать в шахматном порядке. Это стоит делать с интервалом в 1-1,5 метра друг от друга. Приспособления нужно устанавливать в заранее пробуренные скважины. Затем под давлением 0,07 мегапаскаля туда подают горячий пар. Этот способ стоит применять в том случае, если глубина будущей траншеи составляет 1,5 метра или больше. Такой метод помогает прогреть почву в течение нескольких часов.

К минусам метода относят потребность в использовании генератора пара и сложность проведения подготовительных мероприятий. К тому же во время проведения процедуры выделяется много конденсата – около 35 литров на каждый обработанный метр поверхности. Еще одним недостатком считается потребность в постоянном контроле процесса.

Горячий теплоноситель

В этом случае грунт нагревается под воздействием горячего минерала, температура которого составляет 100-200 градусов. Им покрывают всю поверхность земли. Для этой цели могут применяться материалы, которые остаются после укладывания дорог. Это может быть бетонная крошка или испорченный асфальт. Период размораживания – минимум 20-30 часов.

При этом данный способ отличается и некоторыми минусам. К ним, в частности, относят зависимость от субподрядчика, тепловые потери в период доставки теплоносителя, потребность в уборке теплоносителя после размораживания земли. Еще одним минусом считается продолжительное время оттаивания.

Трубчатые электрические нагреватели

При реализации этой технологии осуществляется передача тепловой энергии контактным методом. В роли рабочих элементов выступают электрические иглы. Они представляют собой трубы длиной 1 метр и диаметром 50-60 миллиметров. Внутри находятся электрические нагревательные элементы. Они размещены горизонтально и последовательно подключены к цепи.

Этот способ тоже обладает определенными минусами. К ним относят потребность в постоянном контроле и риск поражения людей электрическим током. Также минусами считаются маленькая площадь оттаивания и необходимость выполнения подготовительных мероприятий.

Прогрев грунта термоэлектроматами

Отличным вариантом прогрева грунта считается применение термоматов. Они помогают равномерно нагреть почву по всей глубине и способствуют поддержанию заданной температуры в автоматическом режиме.

Для производства специальных матов применяют теплоизлучающие пленки. Они отличаются по площади и конфигурации. Панели имеют толщину примерно 10 миллиметров. Они функционируют от однофазной сети и способны генерировать температуру до 70 градусов. Высокая результативность работы устройства обусловлена направленным воздействием инфракрасного излучения.

Какой метод лучше выбрать

Каждый из методов прогрева грунта отличается определенными плюсами и минусами. Наиболее простым и наименее затратным способом считается использование горячего песка. В качестве материала для проведения процедуры используют обыкновенный карьерный песок.

Его разогревают на заводе до температуры 180-250 градусов, после чего доставляют транспортными средствами в нужное место. Для сокращения потерь тепла песок нуждается в утеплении. На отогревание грунта уходят примерно сутки. Затем остывший теплоноситель допустимо убирать и впоследствии применять для иных целей.

В среднем, кубического метра такого материала хватает для воздействия на площадку размером 4 квадратных метра. Использование горячего песка в строительной отрасли считается одним из наиболее дешевых и действенных вариантов.

Также прекрасным вариантом является использование термоматов. Этот вариант отличается такими плюсами:

отсутствие риска загрязнения окружающей среды;
полная безопасность для людей;
высокий коэффициент полезного действия;
отсутствие потребности в предварительной подготовке.

Прогрев грунта допустимо осуществлять разными способами. Каждый из них отличается определенными плюсами и минусами. Это позволяет выбрать наиболее подходящий вариант.

Применение электропрогрева при производстве зимних строительных работ получило в последние годы значительное распространение ввиду целого ряда преимуществ этого метода производства работ.

В настоящее время электропрогрев начинает применяться не только при производстве бетонных работ, но также при возведении зимой несущих кирпичных конструкций, загружаемых до наступления тепла, фабрично-заводских дымовых труб большой высоты, для оттаивания грунта при производстве земляных работ, а также для оттаивания замерзших трубопроводов.

Грунт оттаивается сначала слоем опилок, смоченных раствором соли, нагретых электрическим током. По мере повышения температуры в грунте начинает протекать ток и выделяться тепло. В дальнейшем процесс прогрева протекает аналогично прогреву бетона. При электродном методе прогрева и в особенности при обогреве повышенным напряжением (120—380 в) приобретает особое значение правильное размещение электродов в грунте или в бетоне, нахождение оптимального режима прогрева (напряжение, температура прогрева) и строгое соблюдение его в процессе прогрева.

Явления, происходящие в мерзлом грунте при оттаивании его электродным способом, значительно сложнее. Электропроводимость грунта чрезвычайно разнообразна и зависит от большого числа переменных факторов (характер грунта, наличие солей и кислот, их концентрация, влажность, температура и др.). Под действием электрического поля в грунте возникают явления местного нагрева, чем может быть объяснено наличие в грунте даже после длительного прогрева чередующихся зон талого и мерзлого грунта.

Электродный метод прогрева грунта

Прогрев грунта током может быть выполнен при помощи вертикальных (стержневых) электродов, забиваемых в грунт параллельными рядами в шахматном порядке, или при помощи горизонтальных (струнных) электродов, укладываемых на поверхность грунта.

При прогреве при помощи горизонтальных электродов поверхность грунта после их укладки покрывается слоем опилок толщиной 15—20 см, смоченных в растворе соли. При этом способе основное количество тепла передается грунту от нагревающегося слоя опилок и сам грунт принимает небольшое участие в цепи электрического тока.

При прогреве при помощи вертикальных электродов тепло выделяется в самом грунте, так как грунт непосредственно включается в цепь электрического тока.

Слой влажных опилок толщиной 15—20 см, укладываемый на поверхности грунта между электродами, играет в этом случае лишь роль побудителя в первый момент оттаивания и в процессе дальнейшего прогрева служит теплозащитой для грунта.

Рис.31. Установка вертикальных электродов в мерзлый грунт с засыпкой опилками: 1 — вертикальные электроды; 2 — провода, подводящие ток; 3 — опилки, смоченные раствором соли; 4 — верхнее утепление (толь, деревянные щиты, маты и т. п.)

Рис. 32. Укладка горизонтальных (струнных) электродов на мерзлый грунт с засыпкой опилками: 1 — мерзлый грунт; 2 — горизонтальные (струнные) электроды d=12—16 мм; 3 — провода, подводящие ток; 4 — опилки, смоченные раствором соли; 5 — верхнее утепление (толь, деревянные щиты, маты и т. п.)

Побудительный прогрев может быть осуществлен также путем пробивки в грунте между электродами бороздок глубиной до 6 см и заливки их водным раствором соли. При этом способе тепло выделяется в растворе и от него передается грунту.

При температуре грунта близкой к 0° его электрическое сопротивление достаточно невелико; в таких случаях оказывается возможным начинать оттаивание без побудительного нагрева, так (как тепло сразу же начинает интенсивно выделяться в грунте. Однако и в случае применения для побуждения прогрева бороздок и при оттаивании без предварительного побуждения рекомендуется очищать поверхность грунта от снега и покрывать ее слоем сухих опилок; прогрев без принятия этих мер связан с большими теплопотерями.

Таблица 13. Удельное сопротивление грунтов при различной температуре.

Вертикальные электроды изготовляются из арматурной стали диаметром 12 мм (при глубине оттаивания до 1,0 м) и 16 мм (при больших глубинах оттаивания).

Стержни для электродов должны быть хорошо выправлены и иметь заостренные концы для облегчения забивки их в грунт.

Забивка электродов в грунт производится вручную кувалдой и т. п. Перед забивкой электродов прогреваемый участок покрывается слоем влажных опилок или пробиваются зубилом бороздки. В отдельных случаях (глинистые грунты, песчаные грунты, замерзшие при содержании влаги более 15—20%) забивка электродов сразу на полную глубину оттаивания может оказаться затруднительной; тогда электроды забиваются вначале на глубину 20— 25 см и затем по мере отогревания грунта, примерно через каждые 4—6 час, производится их добивка на толщину оттаявшего слоя.

Добивка электродов должна вестись при выключенном токе. При оттаивании грунта на глубину более 1,5 м рекомендуется иметь два комплекта электродов: короткие и более длинные. В начале прогрева применяются короткие электроды; после того как грунт прогрет на глубину, равную длине коротких электродов, последние извлекаются из грунта и заменяются длинными электродами.

Расстояние между электродами следует назначать в зависимости от применяемого напряжения, а также характера и температуры грунта в пределах от 40 до 70 см. Примерное расположение электродов и электрические схемы их включения показаны на рис. 37.

Рис. 37. Примерное расположение и схема включения вертикальных электродов.

Мощность, необходимая для оттаивания грунта, зависит от свойств грунта, расстояния между электродами и не является постоянной во все время прогрева. Для определения величин потребной мощности, расхода энергии и длительности оттаивания грунта следует пользоваться приведенной ниже табл. 14. Для предварительного подсчета расхода энергии при прогреве, рекомендуется определить влажность грунта.

Таблица 14. Ориентировочные средние значения потребной мощности раскола энергии и длительности оттаивания на 1 м 3 суглинков влажностью 18—20%.

Температура промерзания грунта в °С

Потребная мощность в квт

Средний расход энергии в квт/ч

Длительность в час.

Потребная мощность в квт

Средний расход энергии в квт/ч

Длительность в час.

В целях экономии электроэнергии прогрев грунта рекомендуется вести отдельными участками с перерывами в питании их током. После того как температура грунта у электродов на прогреваемом участке достигнет + 10° - +15°, питание участка током следует прекратить и включить другой подготовленный к прогреву участок. Перерыв в подаче тока на первом участке должен продолжаться до тех пор, пока температура грунта у электродов не упадет до +5°. Если к этому времени грунт в местах, удаленных от электродов, еще не оттает, то участок следует включить снова для дополнительного прогрева.

При оттаивании грунта на большую глубину (2—3 м и более) отогрев следует производить ступенями, что ускоряет общий процесс оттаивания на полную глубину разработки.

При ступенчатом отогреве грунта оттаивание производится не в один прием на всю глубину, а послойно: оттаивается первый слой на глубину 0,8—1 м и талый грунт этого слоя удаляется, затем оттаивается второй слой примерно на такую же глубину и т. д. В этих случаях для оттаивания отдельных слоев целесообразно применять также и горизонтальные электроды.

При применении ступенчатого способа необходимо принимать меры к тому, чтобы боковые стенки открытой части котлована не замерзли; в нужных случаях прогрев стенок грунта может быть осуществлен при помощи электродов (рис. 38).

Оттаивание промерзших поверхностей ранее вырытых котлованов может быть выполнено при помощи опилок, смоченных в растворе, и горизонтальных и вертикальных электродов, как показано на рис. 38.

Рис. 38. Подогрев боковых стенок котлована при ступенчатом оттаивании грунта.

Прогрев грунта горизонтальными электродами

Горизонтальные электроды изготовляются длиной 2,5—3 м из полосовой и угловой стали и при отсутствии ее из стали любых профилей, а также из отрезков труб.

Горизонтальные электроды укладываются на очищенную. от снега и мусора поверхность грунта.

Для присоединения проходов к электродам концы последних (длиной 150—200 мм) с одной стороны отгибаются, кверху под прямым углом.

Расстояние между рядами электродов, включенных в разноименные фазы, должны быть при напряжении 220 в 40—50 см и при напряжении 380 в 70—80 см.

Вся поверхность оттаиваемого участка грунта должна быть засыпана слоем опилок толщиной 15—25 см, смоченных в растворе. При засыпке опилки следует плотно утрамбовывать. В целях уменьшения потерь тепла рекомендуется слой опилок накрывать щитами из досок, матами толем и пр.

С целью ускорения начала оттаивания грунта разогрев слоя опилок следует производить в возможно короткий срок до температуры 85—90°, не допуская в то же время быстрого высыхания опилок.

Интенсивность нарастания температуры в опилках зависит от концентрации раствора, расстояния между электродами и степени влажности опилок.

Данные о скорости подъема температуры в опилках при напряжении 220 в и влажности смоченных опилок 100%, приведены в табл. 15.

Таблица 15. Скорость подъема температуры в опилках влажностью 100% при напряжении 220 в.

Расстояние между электродами в см

Скорость подъема температуры (в градусах в 1 час при концентрации раствора, смачивающего опилки, в %

При оттаивании верхнего слоя грунта между поверхностью горизонтального электрода и грунтом образуется воздушный промежуток, нарушающий контакт и приводящий к падению силы тока до минимума или к его полному прекращению. Осадка электродов восстанавливает контакт, показателем чего служит увеличение силы тока.

Поэтому по мере оттаивания грунта необходимо производить осадку электродов путем трамбования слоя опилок вдоль электродов, предварительно выключив ток. Осадку электродов под током производить воспрещается.

Если в процессе оттаивания будет установлено, что электрический ток спадает или прекратился совсем и опилки (грунт) начинают остывать, а осадка электродов не улучшает дела, необходимо произвести дополнительное увлажнение опилок путем поливки их соляным раствором, предварительно выключив ток. Поливку опилок под током производить воспрещается.

Длительность оттаивания грунта и расход энергии зависят от концентрации раствора, свойств грунта, глубины оттаивания и наружной температуры, при которой производится оттаивание грунта.

Мощность, необходимая для оттаивания грунта, не является постоянной во все время прогрева: в первый период оттаивания (продолжительностью 3—4 часа) потребная мощность на 1 м 3 отогреваемого грунта составляет в среднем до 8 квт, после чего снижается до 1,5— 2,0 квт.

Данные о длительности оттаивания грунта, расходе энергии и величине потребной (установленной) средней мощности на 1 м 2 поверхности размораживаемого грунта при разных глубинах оттаивания (при засыпке поверхности грунта слоем смоченных в растворе соли опилок толщиной 25 см, покрытым утеплением в виде щитов из досок, матов, толя, и пр.) могут быть ориентировочно приняты но табл. 16.

Таблица 16. Длительность оттаивания грунта и расход энергии на 1м 3 поверхности грунта.

Температура промерзания грунта в град. С

Глубина оттаивания грунта в м при прогреве опилками с температурой 70°

Длительность оттаивания в час.

Расход энергии на 1 в квт/ч

Длительность оттаивания в час.

Расход энергии на 1 м 3 в квт/ч

Длительность оттаивания в час.

Расход энергии на 1 м 2 в квт/ч

Наибольшие значения мощности в начальной стадии разогрева опилок могут быть определены по графику (рис. 39).

Рис. 39. График среднечасовых значений мощности в квт на 1 м 2 влажных опилок при напряжении тока 220 в и различной концентрации μ, раствора поваренной соли (NaCl) (при горизонтальных электродах).

С целью максимального использования установленной мощности нагрев опилок и оттаивание грунта рекомендуется вести участками (захватками) с таким расчетом, чтобы мощность, потребная для разогрева опилок каждого включенного участка, равнялась полной установленной мощности.

После тоге как слой опилок первого участка будет нагрет до конечной температуры 89—90°, он выключается и включается второй участок. По снижении на первом участке температуры в опилках до 60—65° первый участок вновь включается, при этом второй участок может не выключаться (оборудование, обслуживая оба участка, будет работать с некоторой перегрузкой); если перегрузка оборудования будет более 50%. номинальной мощности, то второй участок следует выключить на время, пока в нервом участке температура не поднимется до 85—90°.

Контроль оттаивания осуществляется путем периодических замеров температуры грунта и слоя опилок при помощи зондов и технических термометров.

Зонд представляет собой круглый железный стержень диаметром 6—12 мм с заостренным концом, длиной на 150—200 мм больше заданной глубины оттаивания. Зонд через каждые 2 часа забивается легкими ударами молотка через слой опилок в грунт. По глубине свободного погружения и температуре грунта, измеренной термометром, впущенным (на шнуре) в скважину, пробитую зондом, судят по толщине оттаянного слоя грунта.

Проверку глубины оттаивания и температуры грунта и опилок следует производить не менее чем в трех точках на каждые 15—20 м 2 прогреваемой поверхности. При оттаивании посредством вертикальных электродов надо делать двойное количество замеров — у электродов и посредине между ними.

Контроль глубины оттаявшего грунта зондом является обязательным, поскольку позволяет легко установить; глубину оттаивания и избежать излишней длительности прогрева, связанной с бесполезной потерей энергии.

Замеры температуры в грунте и опилках, а также прощупывание глубины оттаивания зондом должны производиться только при выключенном токе.

Результаты контроля (температуры и глубины оттаивания грунта) заносятся в журнал.

Работы по электропрогреву выполняются бригадой в составе:

а) технического руководителя работ — старшего монтера (мастера) или при больших масштабах работ — техника;

б) дежурных электромонтеров, обслуживающих и ведущих контроль электропрогрева;

в) электромонтеров, ведущих монтаж установки;

г) укладчиков электродов (электродчиков);

д) контролеров температуры;

е) подсобных рабочих.

Подсобные рабочие берутся по мере надобности из состава рабочих, занятых на строительстве.

Для повышения проводимости и интенсивности нагрева опилок они должны быть тщательно и равномерно смочены в растворе соли о концентрацией 0,2—0,5%.

Для этой цели может быть применен раствор одной из следующих: солей: поваренной соли, хлористого кальция, медного купороса, сернокислого магния, сернокислого натрия, сернокислого аммония, хлористого цинка, бромистого аммония и др.

Эффективная с точки зрения нагрева влажность смоченных опилок, определяемая в процентах отношением количества раствора (в весовых единицах) к сухому весу опилок, должна быть не менее 100%.

Количество раствора в л (А_л), которое следует добавить на 1 м 3 опилок, имеющих влажность W_оп подсчитываетея по формуле:

где В — вес 1 м 3 сухих опилок в кг; W_on" — влажность опилок, смоченных в растворе.

Количество безводной (сухой) соли в кг на 1 м 3 опилок, которое должно быть растворено в воде для получения раствора данной консистенции, определяется по формуле:

где ŋ —концентрация раствора в %; W_c—влажность соли в %.

Примечания. 1. Естественная влажность опилок (до смачивания в растворе) и влажность соли могут быть определены по методу определения влажности грунта.

2. При подсчетах сухой вес 1 м 3 опилок принимается равным; В — 220 кг.

3. Опилки должны быть равномерно смочены в растворе. Неравномерное смачивание сопровождается местными перегревами, что нарушает нормальное протекание процесса оттаивания грунта. Смачивание опилок может быть произведено одним из следующих способов:

а) при небольших количествах опилки можно смачивать в непосредственной близости к месту работ в ящиках с одновременным перемешиванием лопатами;

б) опилки перемешиваются с раствором в барабане бетономешалки;

в) опилки насыпаются (без утрамбовки) в заранее заготовленные баки, чаны и т. п., заливаются раствором и выдерживаются в нем в течение 6—8 час; чтобы опилки не всплывали и были полностью погружены в раствор, необходимо сверху прикрыть их деревянными щитами, на которые следует положить какой-либо груз (кирпичи, камни и т. п.).

4. Температура раствора должна быть не менее +20° +25°. Температура смоченных в растворе опилок — не ниже +5°.

Как при смачивании, так и при доставке опилок на место работ в укладке их на грунт должны быть приняты меры против замерзания опилок.

Эффективная защита древесины шинопровода от возгорания может быть достигнута нанесением на внутренней поверхности одной из нижеперечисленных огнезащитных обмазок или красок.

Так как даже самая лучшая обмазка или краска не гарантирует стопроцентную защиту древесины от возгорания, то при эксплуатации деревянного шинопровода не следует допускать перегрузки (а следовательно, и перегрева) проводов, уложенных в деревянной оболочке шинопровода.

Огнезащитные обмазки и краски после нанесения их на древесину могут легко выщелачиваться водой, поэтому покрывать ими наружные поверхности шинопровода не рекомендуется.

Огнезащитные обмазки и краски следует наносить на очищенные от загрязнения поверхности. Рекомендуется избегать покрытия огнезащитными окрасками сырой древесины.

При нанесении обмазки и краски на строганые поверхности для увеличения сцепляемости обмазки с древесиной поверхность последней следует сделать шероховатой (например, с помощью цинубеля).

Технология заливки фундамента при минусовой температуре. Особенности зимнего бетонирования. Как избежать ошибок при возведении фундамента зимой.

С наступлением зимы вести бетонирование значительно труднее, а главное, такие работы требуют тщательной подготовки и полного соблюдения всех строительных регламентов. Заливая фундамент зимой в мёрзлую почву, следует быть готовыми к тому, что весной земля оттает и просядет, а фундамент даст трещину, что повлечёт за собой дорогостоящий ремонт.

Но иногда жизнь вносит свои коррективы. Расчётное время работ срывается, а фундамент, который планировали залить летом, нужно возводить, когда столбик термометра падает ниже нуля.

Заливка фундамента зимой

Пользователю форума с ником AlecScrab строители предлагали залить ленточный фундамент зимой, в декабре, чтобы к весне он схватился, а в марте – начать поднимать стены. Обещали значительно снизить расценки на свою работу, т.к. сейчас – не сезон, и заказов у них мало.

Что и говорить, предложение – заманчивое, но форумчанину не даёт покоя вопрос: как правильно залить бетон при минусовой температуре, и повлияет ли это в дальнейшем на прочность ленточного фундамента.

Profanus:

– Набор прочности бетона происходит за 28 дней, но это при "плюсе", а при отрицательных температурах бетон может вообще не набрать прочность.

Вердикт форумчанина таков: заливка фундамента зимой выгодна только строителям, т.к. они хотят заработать. И для себя он никогда бы не стал заливать фундамент зимой, даже при серьёзной выгоде.

Если температура воздуха днём падает до +5°С, а ночью столбик термометра опускается ниже 0°С, то такие условия строительства считаются зимними.

При зимнем строительстве фундамент необходимо заливать, используя противоморозные добавки и специальную технологию согревания бетона. А это приводит к значительному удорожанию сметы на строительство. Удорожание может полностью нивелировать выгоду от сезонного снижения расценок на работу строителей.

По мнению 44alex,если лить бетон зимой с соблюдением всей технологии, то это выйдет дешевле, если только рабочие будут работать совершенно бесплатно.

Доводы "против" зимнего монолита

По мнению форумчанина с ником Гринпик, возведение монолитного фундамента зимой выполнять не стоит, потому что:

необходимы дополнительные затраты на бетон;
необходимы особые требования по укладке и выдерживанию бетона;
необходим электропрогрев бетона (или иной прогрев) под постоянным контролем температуры;
короткий зимний день приводит к дополнительным затратам на освещение участка, утеплению бытовки для рабочих, которые не горят желанием работать в холод;
можно нарваться на большое количество некачественных материалов.

Emelya:

– Я тоже сначала хотел залить фундамент зимой, но, глядя на мытарства соседей, которые залили свою плиту в прошлом году в декабре при -5 С, передумал. Теперь у них с края плиты открашиваются и отваливаются куски бетона. Верхний слой, видимо, прихватило морозом, но под ногой он крошится.

Реакция гидратации

Чтобы понять, в чем заключается технология зимней заливки фундамента и насколько увеличивается сложность таких работ, необходимо рассмотреть процессы, которые происходят в бетоне при его заливке при отрицательных температурах.

В процессе твердения в бетоне протекают реакции гидратации, в ходе которых минералы цемента, взаимодействуя с водой, образуют новые соединения. Обезвоживание бетона в ранние сроки может замедлить или прекратить процесс твердения и привести к недобору прочности, а также вызвать его усадку и растрескивание.

При минусовой температуре вода, не успев прореагировать с цементом, замерзает. Поэтому реакция гидратации не происходит, а значит, бетон не затвердевает.Также значительно снижается прочность фундамента и его долговечность. Вода, застывшая в бетоне, расширяется в объёме, уменьшается коэффициент сцепления бетона с арматурой, что приводит к дальнейшему разрушению фундамента. Поэтому возведение фундамента зимой требует тщательного соблюдения сложной технологии заливки.

Поэтому большинство застройщиков с недоверием относятся к зимнему бетонированию. Однако если подойти к делу с умом и вооружиться необходимыми знаниями, можно залить качественный фундамент и при отрицательных температурах. А иногда – это единственный выход.

Как сделать укрытие для обогрева фундамента

Фундамент у форумчанина Svetoch – мелкозаглубленная лента под дом 10х10. Он успел только вырыть траншею и начал вязать арматуру. Заливать бетон хотел в середине недели (с противоморозными добавками, т.к. ночью – давно уже минус). И тут оказалось, что синоптики обещают дожди и снег. Форумчанин заволновался, можно ли оставить вырытую траншею с опалубкой, частично залитым фундаментом и арматурой на зиму.

Costeapechnik:

– Если оставить всё как есть, то арматура заржавеет, а основание ленты лопнет! Надо заливать фундамент полностью, а дождь и снег не помеха, главное – уход за бетоном после заливки.

Пользователь форума с ником Georgespb разбирается, как сделать укрытие для заливки фундамента и какой вид укрытия для обогрева конструкции является самым надежным.

авто-любитель:

– Укрытие делается так: над периметром фундамента возводится большая палатка, в неё устанавливается тепловая пушка, и температура внутри поднимается в плюс.

Требуемая мощность пушки в зависмости от уличной температуры

Уличная темапература	Мощность пушки	Расход газа
До -15 градусов (пушка дает примерно +8 -10 градусов к уличной температуре).	10 кВт на 100 кв.м	16-20 литров в сутки
От -15 градусов	30 кВт на 100 кв.м	более 60-70 литров в сутки.

Так же греют бетон и при помощи электричества – сварочным трансформатором, подключённым к арматуре.

Для этого существуют специальные трансформаторы для прогрева бетонных изделий: ток подаётся через электроды, расставленные примерно на расстоянии 40-50 см друг от друга в фундаменте.

Но такой способ прогрева требует особого внимания!

sem2005:

– Необходим опытный мастер, который правильно смонтирует электроподогрев и будет следить за поддержанием необходимой температуры.

При таком методе прогрева бетона увеличивается вероятность поражения рабочих электрическим током. Именно поэтому, во избежание несчастных случаев, необходимо использование трансформатора с напряжением в 36 вольт. Перегрев бетона также чреват сильными трещинами, а недогрев – замерзанием.

Противоморзные добавки

Для бетона с противоморозными добавками прочность к моменту его охлаждения до температуры, на которую рассчитаны добавки, должна быть не менее 30% проектной при марке до 200, 25% – для бетона марки 300 и 20% – для бетона марки 400.

Для бетона без применения противоморозных добавок монолитных конструкций и монолитной части сборно-монолитных конструкций прочность к моменту замораживания должна составлять:

не менее 50% проектной при марке бетона 150,
40% – для бетона марки 200–300, 30% – для бетона марок 400—500,
70% – независимо от марки бетона для конструкций, подвергающихся замораживанию и оттаиванию.

Если применять противоморозные добавки, это обеспечивают процесс гидратации цемента и твердение бетона, но при отрицательных температурах эти процессы идут медленно, и в таком варианте бетон набирает критическую прочность примерно через месяц твердения на морозе.

Бетон, достигший к моменту замерзания критической прочности, нужную проектную прочность приобретает только после оттаивания и выдерживания при положительной температуре не менее 28 суток! Это значит, что поддерживать положительную температуру укрытого фундамента необходимо не только во время проведения бетонирования, но и после.

Подведя итог, можно сказать, что заливка фундамента в зимнее время и при отрицательных температурах приводит к удорожанию сметы и требует тщательного контроля на всех этапах работ. Взамен застройщики получают возможность форсировать проведение строительных работ и загодя подготовить основание для дома перед началом весеннего строительного сезона.

На FORUMHOUSE рассказывается, какую температуру выдерживать при заливке бетона зимой. Можно прочитать и о стройке колодца зимой.

Здесь собрана самая полная и подробная информация о имнем бетонировании. Как заливать бетон зимой, от чего зависит его достойное качество - горячее обсуждение «холодного» вопроса.

В этом видео рассказывается о нюансах армирования мелкозаглубленного ленточного фундамента.

При производстве земляных работ в зимнее время в целях снижения трудоемкости разработки грунта осуществляют различные мероприятия: предохранение грунтов от промерзания, рыхление и оттаивание мерзлых грунтов.

От промерзания грунты могут быть предохранены устройством водоотводов, пропашкой плугами в теплое время года на глубину до 35 см с последующим рыхлением механическими рыхлителями на глубину до 20 см, перелопачиванием грунта экскаватором на глубину до 1,3—1,5 м; задержанием снега на площадях, предназначенных для разработки; при малосвязных грунтах (на небольших участках) — покрытием поверхности грунта торфом, опилками, шлаком, соломой, листвой.

Толщина этого слоя определяется расчетом и зависит от теплоизоляционных свойств утеплителя, характеристики утепляемого грунта, а также периоды зимы, в котором намечено выполнение земляных работ. Так, для средней полосы СССР толщина (в см) слоя опилок или торфа для утепления глинистых грунтов, подлежащих разработке в ноябре, составляет 15, в декабре — 25, в январе — 35, в феврале — 40 и в марте — 45.

При большой и открытой (свободной от зданий) поверхности участка, разрабатываемого в зимних условиях, его целесообразно утеплять снегом, создавая искусственный снежный покров толщиной 1—1,5 м. Для этого устраивают несколько перпендикулярных к направлению господствующих ветров рядов изгородей из специальных щитов размером 1,5×2 м с просветами в количестве 30—50% от площади и расстоянием между рядами, равным 10—15-кратной высоте изгороди. Задержать снег можно также образованием снежных валов с первоначальной высотой 0,4—0,5 м, которые устраивают при помощи бульдозеров и грейдеров.

Если грунт не удалось предохранить от промерзания, то его подготавливают к разработке рыхлением, разрезкой на блоки или оттаиванием.

Рис. 1. Ударные приспособления для рыхления мерзлого грунта: а — шар-молот; б — клин-молот; в — клин-молот с зубьями; г — клин-молот конусный

Разработку грунта экскаватором с ковшом емкостью 0,5 м3 при толщине мерзлого грунта до 0,35 м и экскаватором с ковшом емкостью 1—2 м3 при толщине мерзлого грунта до 0,4 м производят без предварительного рыхления.

При большей глубине промерзания производится предварительное рыхление грунта ударными приспособлениями (рис. 139), подвешенными к стреле экскаватора-драглайна или к решетчатой стреле, смонтированной на тракторах С-80 и С-100, шар-молотом при глубине промерзания 0,4—0,5 м и клин-молотом массой 1—3 т при глубине промерзания до 0,6—0,7 м, который разрыхляет за смену до ПО м3 мерзлого грунта.

За последнее время все большее распространение получает весьма эффективный способ рыхления мерзлого грунта при помощи дизель-молота и клина, установленных в качестве сменного оборудования на экскаваторах (рис. 140) и тракторах. С помощью дизель-молота произвоаят рыхление мерзлого грунта на глубину до 1,3 м в радиусе 5 м. Производительность установок, оборудованных дизель-молотом, ioU-200 м3 мерзлого грунта за смену.

Эффективным способом механической подготовки к разработке мерзлого грунта является устройство в мерзлом грунте прорезей.

Для этого на траншейном экскаваторе ЭТ-352 вместо ковшовой рамы устанавливают сменное оборудование из двух цепных бар (цепей с резцами от врубовой машины). Каждый бар имеет резцы, на рабочие грани которых наплавлен сталинит. С помощью бар в мерзлом грунте делают прорези. Производительность экскаватора ЭТ-352, оборудованного барами, 52—61 м3 в смену.

Для резания мерзлого грунта применяют и другие механизмы—дисковые пилы, роторные экскаваторы с ковшами, оборудованными зубьями с формой клыков для скалывания мерзлого грунта.

Рис. 2. Установка дизель-молота С-222 с клином на экскаваторе Э-652: 1 — клин; 2 — дизель-молот; 3 — направляю — дизель-молот; 3 – дизель-молота

При больших объемах работ на площадках, расположенных вдали от жилых и промышленных зданий, и при глубине промерзания более 1 м наиболее целесообразным и экономичным является взрывной способ рыхления грунта. При небольших объемах работ и неглубоком промерзании предварительное рыхление грунта осуществляют также пневматическими молотками и перфораторами. При невозможности применения взрывного или механического способа рыхления грунта его оттаивание производят электропрогревом, прогреванием паром, горячей водой или огневым способом. Электропрогрев грунта осуществляют горизонтальными и вертикальными электродами. При значительной глубине промерзания грунта используют глубинные электроды. Для этого мерзлый грунт прогревают электрическим током при помощи металлических электродов, расположенных горизонтально в виде струи в слое опилок, смоченных раствором поваренной соли или хлористого кальция. Применение горизонтальных электродов целесообразно при отогревании про-мерзшего грунта на глубину до 0,5—0,7 м, а также если вертикальные электроды нельзя применить вследствие невозможности забивки их в грунт.

При введений вертикальных электродов из круглой стали в грунт достигается отогрев сразу на более значительную глубину. Сверху грунт прикрывают опилками или соломенными матами.

Рис. 4. Схема электропрогрева грунта: а — установка горизонтальных (струнных) электродов; б — то же, вертикальных (стержневых); 1 — мерзлый грунт; 2 — горизонтальные электроды; 3 — опилки, смоченные раствором соли; 4 — провода, подводящие ток; 5 — верхнее утепление; 6 — вертикальные электроды

Вначале электроды устанавливают на глубину до 0,25 м, а после обогрева в течение 2—6 ч опускают еще на 0, 2—0,25 м и отогревают грунт на полную глубину.

В плане электроды располагаются на расстоянии 0,4—0,8 м и проводами соединяются с распределительным щитом. iMecTO электроотогрева грунта должно быть ограждено.

Для оттаивания грунтов паром или горячей водой применяют паровые или водяные циркуляционные иглы, устанавливаемые в скважины, пробуренные на глубину 0,7 толщины промерзшего слоя. Во избежание насыщения основания водой, нарушения структуры и понижения несущей способности грунта оттаивание его паром применяют в исключительных случаях.

При разработке траншей для оттаивания грунта эффективно применение агрегата, работающего на жидком топливе с паровым дутьем.

На выровненную трассу траншеи укладывают внахлестку 6 коробов (имеющих внутри по две стальные распорки), засыпаемых слоем 15—20 см шлака или песка. Под головной короб устанавливают форсунку с поддоном, укрепленную на салазках, и соединяют ее шлангами с топливным бачком и бачком-парообразователем, заливаемым на 3/4 водой, добавляемой через каждые 30—40 мин работы агрегата. На поддоне под бачком-парообразователем зажигают пропитанную соляровым маслом ветошь и открывают кран топливного бачка. Пар из бачка, проходя через форсунку, распыляет топливо и удлиняет факел пламени, засасывая воздух под короба. Прогреваемый участок грунта длиной 8 м и шириной 1 м за 6—8 ч оттаивает на глубину 20— 30 см. В конце смены агрегат убирают и на поверхность прогретого грунта насыпают слой опилок толщиной 20 см. Через 10—12 ч после этого грунт дополнительно оттаивают на глубину до 1 м.

При наличии газа отогревание грунта может быть произведено при помощи специальной горелки, присоединенной гибким шлангом к газовой сети.

Рис. 5. Агрегат для оттаивания грунта системы Г. Грот-Криваля и Е. Ефименко: 1 — головная секция короба из стали 6 8 — 10 мм; 2— торцовая заслонка; 3— форсунка; 4— шланг для горючего; 5 — бачок для горючего; 6 — паровой шланг; 7 — патрубок для заливки воды; 8 — паровой бачок из стали 6—8 мм или из трубы И 200—250 мм; 9 — промежуточные секции коробов из стали 3—. 4 мм; 10 — вытяжная труба 22 см и длиной 2,5 м из стали б 3—4 мм; 11 – хвостовой короб

Выбор способа выполнения земляных работ в зимних условиях производится исходя из объема работ, наличия на строительной площадке свободных энергетических ресурсов — электроэнергии, газа, пара, топлива, горячей воды и сравнения технико-экономических показателей, в которых основными являются трудоемкость и стоимость производства подготовки грунта к разработке.

С наступлением зимних холодов начинается промерзание грунта, глубина которого зависит от температуры окружающего воздуха, свойств грунта, скорости потока грунтовых вод. Промерзание грунтов сопровождается ростом их механической прочности.

Рис. 1. Машины для резания мерзлых грунтов:
а — трехбаровый механизм на базе экскаватора; б — дискофрезная машина на базе трактора

Зная заранее место будущего строительства, еще в осенний период можно провести работы, в результате которых глубина промерзания зимой уменьшится. К таким работам относятся: устройство водоотводных канав, вспашка и боронование поверхностного слоя, утепление его шлаком, опилками, торфом, соломой или другими теплоизоляционными материалами. Если же по условиям производства работ перечисленные мероприятия не проводились или из-за сильных морозов оказались неэффективными и грунт промерз настолько, что не поддается разработке землеройными машинами, необходимо провести его рыхление или оттаивание.

После ряда взаимно перпендикулярных проходок мерзлый слой грунта оказывается разрезанным на прямоугольные блоки и поддается разработке землеройными машинами.

Рис. 2. Разработка разрезанного на блоки мерзлого грунта:
а — экскаватором; б — бульдозером; 1 — мерзлый грунт; 2 — талый грунт

Оттаивание мерзлых грунтов может проводиться несколькими способами. К числу их относится оттаивание горячим паром, который подается под уложенный на грунт утепленный короб или по плоским батареям труб, закрытых теплоизоляционными матами. Оттаивание может проводиться также с помощью забитых в грунт электродов, подключенных к сети электрического тока. Нередко грунт оттаивают открытым огнем с помощью установок, работающих на жидком или газообразном топливе.

Читайте также: