При відтаванні від низу до верху розігрів грунту проводиться за кордоном його промерзання і поширюється в напрямку теплового потоку. Найбільш ефективним є електроразогрев при вертикальному розміщенні електродів. Питомий електричний опір талого грунту значно нижче, ніж у мерзлого, тому при зануренні електродів в мерзлий грунт до кордону з талим грунтом забезпечується швидкий його розігрів і створюється потужний тепловий потік, спрямований у верхні шари, що виконують до того ж роль утеплювача. При таких умовах істотно знижуються витрати електроенергії (на 1 м3 - 30 - 50 кВт * год). Цей спосіб більш електробезпечний і піддається автоматичному регулюванню параметрів.
Останнім часом широко застосовується різновид даного способу - електрохімічний спосіб. Сутність його полягає в тому, що спочатку на поверхні відтає грунту нарізаються неглибокі борозни у взаємно перпендикулярних напрямках. У місцях перетину борозен в грунт занурюють сталеві електроди, а самі борозни заповнюють розчином солі. В результаті таких заходів відбувається розігрів грунту двома зустрічними потоками: від низу до верху за рахунок розігріву талого грунту і зверху вниз за рахунок виділення тепла при проходженні електричним струмом шару розчину солі. Основний недолік розігріву мерзлого грунту вертикальними електродами - трудомісткість операції з буріння свердловин.
Відтавання мерзлого грунту в радіальному напрямку досягається при паропрогреве, теплоносій пропускає через спеціальні пристрої, поміщені вертикально в товщу грунту. В якості таких пристроїв можуть використовуватися парові або водяні голки (закриті трубчасті конструкції діаметром 60 - 100 мм, всередині яких пропускається водяна пара або гаряча вода), ТеНи (трубчасті елементи, всередині яких вбудовані електронагрівальні спіралі, поміщені в трансформаторне масло).
Дані конструкції, передова через трубчасті стінки внутрішнє тепло навколишнього грунту в горизонтальній площині, розморожують його у вигляді циліндрів. При видаленні голок один від одного на відстань, що не перевищує радіуса дії голок, досягається суцільне відтавання грунтового масиву.
Цегляні стіни будівлі в зимовий час можна зводити на всю висоту для районів із середньомісячною температурою не нижче -200С за умови виконання кладки на розчинах з противоморозні добавками. При виконанні робіт слід керуватися СНиП II-3 - 79 **, СНиП II-22 -81, СНиП 3.03.01 - 87.
13. Технічні характеристики застосовуваних електронагрівачів
Спосіб електропрогрева заснований на відтавання грунту електродами і нагрівачами.
При застосуванні електродів електричний струм пропускають через розігрівали матеріал, в результаті чого він набуває позитивну температуру. Основними технічними засобами є горизонтальні або вертикальні електроди.
Горизонтальні електроди являють собою металеві елементи зі смугової або круглої сталі, що укладаються по поверхні відтає грунту, кінці яких відгинають на 15-20 см для підключення до проводів (рис. 3.16 а). Поверхня відігрівається ділянки покривається шаром тирси завтовшки 15-20 см, змочених сольовим розчином концентрації 0,2-0,5% з таким розрахунком, щоб його маса була не менше маси тирси. Так як замерзлий грунт не є провідником, то змочені тирса спочатку служать струмопровідних елементом. Температура в тирсі може досягати 80-90 С. В результаті нагрівання тирси відбувається відтавання верхнього шару грунту, який перетворюється в провідник струму. Після цього починає відтавати наступний шар грунту, потім нижележащие. Надалі тирсових шар захищає відігрівати ділянку від втрат теплоти в атмосферу, для чого його покривають толем або щитами. Цей спосіб застосовують при глибині промерзання грунту до 0,7 м, витрата електроенергії на відігрівання 1 м3 ґрунту коливається від 150 до 300 МДж.
Вертикальні електроди виготовляють з круглої арматурної сталі діаметром 16-20 мм або труб діаметром 25-50 мм, загострених з одного кінця. Електроди вставляють в пробурені свердловини або забивають відбійними пневматичними або електричними молотками.
При відтаванні зверху вниз (глибина промерзання 0,7 м) їх забивають в грунт в шаховому порядку на глибину 20-25 см і влаштовують на поверхні грунту тирсових засипку, зволожену сольовим розчином. У міру відтавання верхніх шарів грунту електроди занурюють на велику глибину (рис.3.16 б). Після відключення електроенергії протягом 1-2 днів глибина відтавання 'продовжує збільшуватися за рахунок акумульованої в грунті теплоти під захистом тирсового шару. Витрата енергії при цьому способі трохи нижче, ніж при способі горизонтальних електродів.
При прогріванні від низу до верху електроди вставляються або забиваються на глибину 5-10 см нижче мерзлого шару. Електричний струм, пройшовши під мерзлим шаром (мерзлий грунт погано пропускає струм) по незамерзлого грунту, виділяє тепло, яке акумулюється і відтає вищележачі шари мерзлого грунту (рис. 3.16 в). Відстань між рядами електродів b = 0,86а, де а = 0,4-0,8 м - відстань між електродами в ряду. Витрата енергії при відігріванні від низу до верху істотно знижується, складаючи 50-150 МДж на 1 м3, і застосування тирси не потрібно.
При комбінованому способі стрижневі електроди заглиблюють в підстильний талий грунт і одночасно влаштовують на поверхні грунту опціонну засипку, просочену сольовим розчином. Відтавання грунту відбувається в напрямку як зверху вниз, так і знизу вгору. Цей спосіб застосовується лише у виняткових випадках, коли необхідно негайно здійснити відтавання грунту. Трудомісткість підготовчих робіт при комбінованому способі значно вище, ніж в перших двох варіантах.
Трубчасті електронагрівачі (ТЕНи) і коаксіальні нагрівачі зазвичай використовуються при радіальному відтаванні. Тени виготовляються зі сталевих безшовних трубок діаметром 8-2 мм, всередині яких знаходиться спіраль з ніхромового дроту діаметром 0,6 мм і довжиною 20 м. Простір між трубкою і спіраллю заповнюється пресованим Перикла-зом, що володіє хорошою теплопровідністю. Тени відрізняються простотою конструкції і швидкістю відтавання грунту, але при їх використанні необхідно вкривати поверхню.
Коаксіальні нагрівачі складаються з двох труб, поміщених співвісно одна в іншу і заварених з одного кінця. Зазор між трубами заповнюється кварцовим або річковим просушеним піском і заливається рідким склом. Напруга підводиться до труб через контактні пластини. Коаксіальні нагрівачі конструктивно прості, безпечні і прості в експлуатації, але швидкість і радіус відтавання ними грунту менше, ніж Тенамі.
Відтавання слід чергувати з термосного витримкою. Зокрема, тривалість першого періоду прогріву становить 6-12 год, термосного витримування - 3-6 ч. Такий цикл (прогрів і термос) в залежності від глибини промерзання і фізико-механічних властивостей грунту повторюють 2-3 рази.