Способы устройства заглубленных сооружений

Особенностью строящихся береговых и русловых водозаборов, насосных станций первого подъема (проектируемых часто сблокированными с водозаборами), а также канализационных насосных станций (КНС) является значительное заглубление в землю их подземной части - колодца. Размеры колодцев в плане по диаметру, особенно по глубине своего заложения, достигают десятков метров. При этом строительство их части ведется в сложных условиях водонасыщенных и неустойчивых грунтов. Все это затрудняет их возведение и требует применения специальных способов работ, ибо строительство сооружений в обычных открытых котлованах весьма затруднено.

При возведении подобных сооружений довольно эффективно применяют опускной способ, а в последнее время- новый способ "стена в грунте". Сущность их рассмотрена ниже. Колодцы также устраивают способами глубокого бурения, вибропогружения и задавливания.

Опускной способ

Сущность опускного способа состоит в том, что по мере разработки грунта внутри колодца, стены которого внизу выполнены в виде заостренной ножевой части, он под действием собственной массы погружается на заданную глубину. Погружение колодца в грунт будет происходить, если его масса превышает силы бокового трения не менее чем на 25 %. Возникающие при опускании колодцев силы трения являются основным препятствием при их погружении, что в ряде случаев требует увеличения толщины стен или приводит к их зависанию, что затрудняет их дальнейшее погружение до проектной отметки. Для уменьшения сил трения при опускании колодцев применяют тиксотропные рубашки. При этом в свободную полость между грунтом и стеной, образованную при погружении наружным уступом стен у ножа колодца, заливают тиксотропную суспензию из бентонитовых глин. Это позволило значительно уменьшить массу колодцев и толщину стен, что в свою очередь позволило использовать для устройства колодцев сборные железобетонные панели.

Опускным способом можно сооружать колодцы значительных размеров при глубине погружения до 70 м. С его использованием удастся ускорить работы, снизить их общую трудоемкость. При нем не требуются большие строительные площадки, значительно сокращаются объемы земляных работ.

Опускной способ применяют в песчаных, гравелистых и суглинистых грунтах, в том числе в водонасыщенных, при глубине погружения колодцев не менее 10 м. При устройстве береговых или русловых водозаборов колодцы погружают с искусственных полуостровков и островков, отсыпанных из песчано-гравслистых грунтов. По окончании работ и погружении колодца их размывают.

При возведении опускных колодцев из монолитного железобетона выполняют опалубочные, арматурные, бетонные, гидроизоляционные работы, а также работы, связанные с погружением колодца. Стены колодцев бетонируют ярусами, причем высоту 1-го яруса принимают в зависимости от нормативного давления на грунт, конструкции временного основания (опоры) под ножом. Бетонирование ведут как отдельными блоками, так и по всему периметру. Бетон укладывают слоями толщиной 25…50 см (на практике чаще 30…40 см), но не больше чем на 1,25 длины рабочей части вибратора. Толщину слоев выбирают с учетом общей интенсивности бетонных работ и своевременного перекрытия слоев бетонирования. При толщине стен 0,5…1,2 м и высоте бетонирования более 3 м смесь подают кранами в бадьях с последующей укладкой через металлические звеньевые хоботы, устанавливаемые по периметру стен через 3 м. При толщине стен более 1,2 м и малой насыщенности их арматурой смесь укладывают бадьями, разгружаемыми непосредственно у места укладки. Для уплотнения ее применяют вибраторы с гибким валом. Наилучшее качество укладки бетонкой смеси обеспечивается при непрерывном бетонировании автобетононасосами. Поэтому ответственные конструктивные элементы колодца, находящиеся под напором воды, бетонируют непрерывно. Гидроизоляцию стен колодца выполняют снаружи по мере их бетонирования до начала опускания и чаще всего - путем торкретирования с помощью цемент-пушки.Погружение опускных колодцев является наиболее сложным и ответственным процессом при их строительстве. Перед погружением колодец снимают с временного основания (прокладок) и монтируют землеройное оборудование. Колодец снимают с временного основания и погружают после достижения бетоном ножевой части и первого яруса стен проектной прочности, а последующих ярусов - 70% этой прочности. Подкладки из-под ножа удаляют одновременно по двум взаимно перпендикулярным осям, чтобы не произошло перекоса колодца. При погружении его грунт разрабатывают равномерно по всей площади отдельными слоями. Порядок разработки устанавливают с учетом вида и свойств грунтов. Причем в зависимости от того, происходит ли погружение колодца с осушением котлована (средствами водоотлива или водопонижения) или же без их применения), разработку грунта ведут в сухих условиях землеройными механизмами (экскаваторами, бульдозерами) с подъемом его в бадьях кранами либо в мокрых условиях с разработкой грунта из-под воды средствами гидромеханизации (гидромониторами с выдачей его гидроэлеваторами или землесосами). По мере погружения колодца следят за поддержанием в рабочем состоянии тиксотропной рубашки. Систематический контроль за погружением колодца ведут с помощью рисок, нанесенных на стены, или нивелировочных контрольных реек, закрепленных по концам двух взаимно перпендикулярных диаметров колодца. Проверку вертикальности колодца производят непосредственно перед и после каждой его осадки. Колодцы при погружении, особенно на первых 5…8 м, могут накрениться. Смещения и перекосы (крены) должны устраняться немедленно, как только будут обнаружены, ибо чем позже они будут обнаружены, тем больше колодец отойдет от проектной оси и тем труднее его выпрямлять. На практике применяют несколько способов исправления перекосов колодцев, в том числе способ качаний, пригрузки и др. Устройство днища опускного колодца является завершающей операцией. При погружении колодца в необводненных грунтах никаких осложнений при устройстве днища не возникает. При разработке же рыхлых водо-насыщенных грунтов из-под воды возможны наплывы грунта внутрь колодца, особенно после прекращения его погружения, что затрудняет устройство днища. В этом случае вначале устраивают бетонную подушку, укладываемую методами подводного бетонирования, а после набора бетоном достаточной прочности воду из колодца откачивают и под прикрытием подушки устраивают гидроизоляцию и затем бетонируют днище. Для устройства бетонной подушки применяют два метода подводного бетонирования: восходящего раствора и вертикально перемещающейся трубы

29

Способ "стена в грунте" заключается в том, что в грунте по контуру стен будущего сооружения отрывают узкие и глубокие траншеи, заполняемые для обеспечения устойчивости их стенок глинистым раствором (суспензией) кот обеспечивает устойчивость их стенок от обрушения на время разработки траншей и последующего возведения в них конструкций стены После устройства в грунте траншей необходимых размеров их заполняют (в зависимости от конструкции и назначения сооружения) монолитным железобетоном, сборными железобетонными элементами. В результате этого в грунте формируют несущие стены сооружений или противофильтрационные диафрагмы. Метод "стена в грунте" используется при возведении подземных частей и конструкций промышленных, энергетических и гражданских зданий, гидротехнических, транспортных, водопроводно-канализационных инженерных сооружений . Затем в траншеях возводят монолитные или монтируют сборные стены, после чего внутри сооружения разрабатывают грунт и устраивают днище подземного помещения. Способ "стена в грунте" имеет ряд преимуществ. Во-первых, он очень удобен при устройстве заглубленных сооружений в условиях стесненной площадки. При заглублении стен в водоупор не требуются водоотлив и водопонижение. Во-вторых, способ более надежен в суровых климатических условиях, позволяет избежать перекосов, кренов. Способ позволяет снизить объем земляных работ, ускорить строительство и уменьшить его трудоемкость.

30

Гидроизоляция - плотная водонепроницаемая прослойка из окрасочных, рулонных или других материалов, предназначенных для защиты строительных конструкций от увлажнения грунтовыми водами или другими жидкостями. В зданиях и сооружениях гидроизоляция обеспечивает их долговечность и нормальную эксплуатацию. Рассмотрим, где располагается гидроизоляция в различных зданиях и сооружениях. В жилом доме изолируют наружные поверхности стен подвалов, фундаментов и других подземных конструкций, соприкасающихся с грунтом. В полах санитарных узлов гидроизоляция предупреждает промочки или протечки междуэтажных перекрытий. Полы и стены в банях, прачечных и в других «мокрых» помещениях изнутри защищают слоем гидроизоляции, чтобы не допустить увлажнения и снижения теплозащитных качеств ограждающих конструкций. В чердачных перекрытиях при необходимости устраивают пароизоляцию - разновидность гидроизоляции. Пароизоляция предотвращает проникновение водяного пара из помещения в утеплитель. Без пароизоляции водяной пар проник бы в утеплитель, при охлаждении превратился в конденсат, отчего утеплитель увлажнился бы и его теплоизоляционные качества снизились.