Опускные колодцы

Лекция 8. ФУНДАМЕНТЫ ГЛУБОКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ (СПЕЦИАЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ)

Опускные колодцы применяют в различных областях строительства в качестве глубоких фундаментов, заглубленных помещений насосных станций, водозаборных сооружений, помещений установок непрерывной разливки стали, подземных гаражей скиповых ям доменных печей, подземных частей дробильных корпусов горнообогати-тельных предприятий и др. Во всех этих случаях колодцы оставляют незаполненными и под защитой их стен сооружают днище, служащее основанием пола помещений. Применение опускных колодцев позволяет устраивать заглубленные помещения на застроенных площадках и в тяжелых грунтовых условиях.

Применение опускных колодцев во многих случаях целесообразно уже при зало­жении основания сооружения на 12—15 м ниже поверхности земли; наибольшая глуби­на опускания колодцев в настоящее время достигает более 60 м.

Опускные колодцы могут применяться в самых разнообразных гидрогеологиче­ских условиях. Осложнения при производстве работ возможны лишь при наличии крупных включений в грунтовой толще и большом притоке грунтовых вод.

В настоящее время используются опускные колодцы двух видов:

— гравитационные (массивные), погружение которых происходит под действием собственного веса;

— колодцы-оболочки.

В качестве дополнительного воздействия при погружении колодцев обоих видов могут применяться подмыв, нагнетание за стенки глинистого раствора и статическая пригрузка.

Метод устройства и опускания колодца состоит в следующем: непосредственно на месте, отведенном для будущего сооружения возводится или устанавливается заранее изготовленный опускной колодец или при большой глубине опускания только его часть. Далее, колодец постепенно опускается до проектной отметки, грунт из его внутренней полости извлекают и заставляют его постепенно, под воздействием собственного веса или другим способом, погружаться.

Наростки колодца производятся или по мере опускания, или в перерывах между отдельными этапами опускания.

Разрабатывать грунт с водоотливом рационально только в том случае, если исключена возможность наплыва грунта под ножевую часть внутрь колодца. Наплыв грунта ведет к увеличению объема грунта, извлекаемого из колодца при его погружении, а, кроме того, может повести к осадкам и даже серьезным деформациям соседних соору­жений.

Применение опускных колодцев на участках с подвижными грунтами, при наличии постоянных сооружений в пределах обрушения грунта за контуром опускного колодца, не допускается. Использование опускных колодцев без водоотлива возможно только в грунтах, поддающихся размыву и не содержащих в себе крупных прочных включений.

Для сооружения опускных колодцев используется монолитный или сборный железо­бетон. Стены из монолитного железобетона снабжаются двойной арматурой, согласно расчету.

Сборные железобетонные колодцы собираются из панелей (клепка), из 2-х пустотных железобетонных блоков, изготовляемых на заводе. Стеновые панели рассчитываются по высоте (один, два яруса), по массе каждого элемента, что диктуется грузоподъемностью крана, с помощью которого осуществляется монтаж этих панелей. Для распределе­ния нагрузки на грунт в процессе монтажа колодца под ним устраивается внутреннее бетонное опорное кольцо, которое выполняется из сборных блоков шириной 0,8—1,2 м и толщиной 0,4—0,5 м каждый.

Железобетонное кольцо форшахты изготовляется из бетона марки 200. Сечение 1,0x1,0 м принято из условий опирания на него консолей стен колодца. Верх форшахты принимается на отметке обреза котлована.

Монтаж первого яруса стеновых панелей производится с помощью 3-х кондукторов, которые устанавливаются на опорное кольцо. По мере монтажа звено переставляется, а смонтированные панели раскрепляются расчалками, которые крепятся к временным анкерам, размещенным в центре колодца и по его контуру.

Второй ярус панелей временно скрепляется с первым опорными стояками из 2-х двутавров, один из которых крепится к верхнему, а другой с помощью подкосов — к нижнему столику. Расчаливание панелей осуществляется только в начальной стадии, а остальные панели крепятся к смонтированному сектору, который является жестким устойчивым блоком.

Соединение сборных элементов между собой в вертикальном направлении с помо­щью арматуры, устанавливаемой в предусмотренные для этой цели пазы на наружной и внутренней поверхностях.

После установки арматуры пазы заполняются жестким бетоном. Соединение сбор­ных элементов в горизонтальном направлении осуществляется сваркой закладных частей.

Для восприятия проникновению воды в колодец через вертикальные швы между элементами применяется два типа гидроизоляции: асфальтовая или стальная.

В грунтах с относительно небольшим дебитом грунтовых вод наиболее целесообраз­но использовать асфальтовую гидроизоляцию. На поверхность железобетонных элемен­тов наносится слой торкрета толщиной 15 мм, затем наносится огрунтовка разжиженным битумом и далее горячая асфальтовая штукатурка толщиной 15 мм.

В грунтах с большим дебитом грунтовых вод используется стальная гидроизоляция. Каждый блок, панель при изготовлении облицовывается со стороны, обращенной нару­жу, стальным листом, закрепленным в бетоне. После установки элементов, по мере сбор­ки колодца, эти листы свариваются между собой. Для защиты от коррозии на наружную поверхность листов наваривается сетка из круглой стали и на нее наносится торкрет слоем 25—30 мм или устраивается сплошная гидроизоляция толщиной по аналогии с монолитными стенами колодца. Режущей частью опускного колодца является нож, выполняемый из железобетона или металлический, усиленный ребрами жесткости. Для создания уступа, необходимого для образования полости, где размещается тиксотропная рубашка, ширина ножа принимается на 150 мм больше ширины наружной грани стен колодца. На уступе ножа устраивается манжет из 3-х слоев эластичной резины и глиня­ный замок. Данная конструкция исключает проникание тиксотропной суспензии в кот­лован. Рубашку (зазор между грунтом и стенкой колодца) заполняют тиксотропной сус­пензией (приготовленной из тяжелых глин), которая одновременно исключает и обвал грунта. Суспензию приготовляют в установке, по резиновым шлангам нагнетают в тик-сотропную рубашку.

До начала земляных работ конструкции колодца снимаются с опорного кольца, для чего удаляются связи и болты по всей окружности ножа. Отрывается траншея вплотную к бетонному опорному кольцу для извлечения его блоков из-под ножа с помощью буль­дозера. После частичного удаления блоков опорного кольца нагрузка на грунт резко возрастает, в связи с чем часть блоков выдавливается под действием веса колодца.

Разработка грунта внутри колодцев может производиться двумя экскаваторами — 0,65 м³, оборудованными обратной лопатой и бульдозером, или одним экскаватором — 0,35 м³, или грейфером и др. сочетанием механизмов.

После погружения колодца на глубину 1—2 м (равную высоте ножа) резиновый манжет пригружается слоем мягкой глины. При дальнейшем опускании колодца произ­водится заполнение полости форшахты тиксотропным раствором. Последующая разра­ботка грунта ведется послойно на глубину до 0,7 м. Вынутый грунт загружается экска­ватором в бадью и подается краном за пределы колодца в автотранспорт или перевалоч­ную площадку.

В процессе погружения колодца уровень тиксотропного раствора необходимо по­стоянно поддерживать, но не ниже 10 см верха форшахты, во избежание обрушения грунтовой стенки в полость рубашки. Погружение колодца может осуществляться при понижении грунтовых вод с устройством внутри колодца водоотводных канав с зумпфа­ми для водоотлива случайных вод, или с устройством глубинных насосов типа АТН, установленных внутри колодца и за пределами наружной стороны колодца, а также с применением метода замораживания грунта вокруг колодца.

Для ликвидации возможного перекоса и зависания колодца применяется вибропо­гружатель. При опускании колодца постоянно ведется наблюдение за вертикальностью погружения. Остановка колодца на проектную отметку осуществляется с помощью ме­таллических упоров, размещенных с наружной стороны стен колодца через — 1,0 м по длине, которые, опираясь на железобетонное кольцо форшахты, препятствуют само­произвольному погружению. После остановки колодца производится тампонаж по­лости форшахты цементно-песчаным раствором с вытеснением тиксотропного раствора рубашки с помощью мобильных кранов и растворонасосов. После погружения и за­крепления опускного колодца выполняются работы по устройству железобетонного днища.

Днища опускных колодцев по своей конструкции выполняются в виде: а) железобе­тонной плиты — для колодцев, погружаемых насухо (при отсутствии грунтовых вод, с использованием водоотлива или водопонижения); б) бетонной подушки, устраиваемой методом подводного бетонирования, железобетонной плиты, укладываемой насухо по подушке — для колодцев, погружаемых без водоотлива с разработкой грунта под водой.

Бетонирование днища выполняется с помощью различных типов механизмов. Арматурные сетки монтируются с применением траверсы, бетон может подаваться или в бункерах, или по трубам с послойным уплотнением бетона.

После бетонирования выполняется согласно проекту металлическая гидроизоляция днища, а затем производится монтаж внутренних стен и устройство фундаментов.

Дата добавления: 2014-01-03