Пути повышения эффективности погружения кессонов

Кессонный метод устройства фундаментов глубокого заложения применяют, когда погружению обычных опускных колодцев мешает сильный наплыв грунта либо грунты содержат крупные включения твердых пород, а большой приток воды осложняет работы по осушению.В нижней части оболочки фундамента расположена кессонная камера, в верхней — шлюзовой аппарат.

Сущность метода заключается в том, что во время погружения оболочки в кессонную камеру нагнетается сжатый воздух, вытесняющий грунтовые воды за пределы ножа. Внутреннее давление воздуха предотвращает наплыв грунта, и твердые включения разрабатываются в осушенном пространстве камеры. Шлюзовой аппарат, имеющий герметизированные двери наружу и люк в шахту, служит для входа в кессон и транспортирования вынутого грунта.

Шахту монтируют из звеньев труб на фланцах. Ее можно наращивать при опускании, не снижая давления в кессоне. Для этого закрывают люк на потолке кессона, снижают давление в шахте и выполняют работы по наращиванию.

Кессоны, как и опускные колодцы, погружаются в грунт под действием веса конструкций. Но погружению здесь препятствует не только сопротивление грунта, а и давление воздуха в кессонной камере.

Регулируя в определенных пределах избыточное давление воздуха, можно управлять процессом погружения и уровнем воды в кессоне.

Для погружения наплавным способом кессонную камеру частично обстраивают стеной оболочки с таким расчетом, чтобы при закрытом потолочном люке камеры пустая оболочка придавала сооружению надежную плавучесть во время транспортирования. Отбуксированный к месту погружения кессон расчаливают к анкерным сваям. Обеспечив таким образом точность посадки, его затопляют, нарастив предварительно шахту так, чтобы после погружения она возвышалась над поверхностью воды. Затем на шахте монтируют шлюзовую камеру, подают сжатый воздух в кессонную камеру, осушают ее и приступают к погружению. В течение подготовительного периода должна быть смонтирована компрессорная станция с резервными агрегатами и разводящая сеть.

Во время погружения оболочки ее стены наращивают до верхнего стыка звеньев шахты. В момент погружения ниже уровня воды давление воздуха в кессоне поднимают и по мере углубления увеличивают его так, чтобы несколько превысить гидростатическое давление на уровне ножа. Только в этом случае обеспечивается полное осушение камеры кессона.

По мере опускания кессона возрастают силы бокового трения и давление сжатого воздуха на потолок камеры, вследствие чего движение кессона замедляется, а при равновесии этих сил может совсем прекратиться. Тогда для дальнейшего погружения применяют форсированный способ посадки кессона. Для этого по периметру ножа разрабатывают траншею глубиной до 0,5 м, затем все работающие покидают кессонную камеру и избыточное давление в ней снижают, но не более чем наполовину. В результате равновесие активных и реактивных сил нарушается и кессон быстро погружается до упора ножа в дно траншеи. После этого давление воздуха опять поднимают и разрабатывают грунт в центре камеры.

Если грунты не поддаются гидромеханизации, приходится разрабатывать ихвручную пневматическими инструментами и мелкими взрывами. Плотные грунты в этом случае разрабатывают в ином порядке. Вначале вдоль периметра ножа вырабатывают траншею глубиной до 0,5 м, начиная от фиксированных точек и так, чтобы грунт между ними был вынут в последнюю очередь. Затем расширяют траншею, вырабатывая грунт в сторону ножа. В результате опорная площадь ножа уменьшается, кессон погружается до упора ножа в дно траншеи. При проходке скальных пород выработку траншеи расширяют за пределы ножа наружу на 10...15 см, иначе кессон может быть зажат случайными осколками или неровностями и получится перекос. Работать в кессоне можно при давлении не более 0,4 МПа, что соответствует глубине 40 м; так как давление в кессоне должно на 10 % превышать давление столба воды, то практически достижимая глубина погружения составляет всего 36 м. Погружение глубже 40 м возможно при автоматической разработке грунтов или дистанционным управлением механизмами.

Дата добавления: 2015-03-29