При сравнительно небольших объемах работ, а также при невозможности использовать взрывной способ в условиях сложного городского подземного хозяйства приходится прибегать к оттаиванию мерзлого слоя.
Наличие дешевых источников тепла способствует применению этого способа.
Оттаивание грунта можно рекомендовать только при уровне грунтовых вод не менее, чем на 1 м ниже глубины промерзания. При их высоком уровне мерзлые грунты разрабатывают взрывным способом или способом вымораживания.
Рис. 1. Коэффициенты теплопроводности грунтов в зависимости от температуры
При оттаивании грунта надо прежде всего стремиться к уменьшению затрат тепла. Последние определяются теплопроводностью грунта, в свою очередь зависящей от теплопроводности его составляющих (лед, вода, воздух). Так коэфициент теплопроводности1,8—2,0; воды 0,45—0,55; воздуха 0,02. Поэтому наибольшей-теплопроводностью обладают влажные и мерзлые грунты со значительными включениями льда в порах, наименьшей теплопроводностью — грунты сухие и пористые.
Из рис. 1 и 2 видно, что при переходе из мерзлого состояния в талое грунт становится значительно менее теплопроводным. Поэтому расчет количества тепла, передаваемого грунту теплоносителем, следует делать по талому его состоянию.
Рис. 2. Коэффициенты теплопроводности грунтов в зависимости от их влажности
При оттаивании мерзлого грунта следует руководствоваться следующим:
а) количество подаваемого тепла должно быть минимально необходимым;
б) поверхности нагрева должны быть расположены на оптимальных расстояниях, что ускоряет отогрев грунта и уменьшает теплопотери;
в) поверхности нагрева должны по возможности непосредственно без воздушного прослойка, соприкасаться с отогреваемым грунтом;
г) во избежание движения подогретого воздуха вдоль стенок иглы, головки паровых игл следует закрывать коробами;
д) отогреваемый участок должен быть покрыт теплоизоляцией, так как в противном случае потери тепла будут весьма значительны из-за большой теплопроводности мерзлого грунта.
Оттаивание грунта осуществляют посредством: костров, горячей воды, пара, пара и воды, электричества. Во всех случаях площади, на которых устанавливают оттаивающие устройства, должны быть очищены от снегового покрова.