Опускные колодцы

1. 624.15 Штоль. Технология возведения подземной части зданий и сооружений.

В нижней части колодец снабжен ножом, режущая кромка которого облицована стальными уголками или листами.

Сущность метода: конструкцию вначале устанавливают или бетонируют на поверхности земли, а затем внутри нее разрабатывают грунт в направлении от центра к ножу. Оболочка колодца, под действием собственного веса опускается, выдавливая оставшийся грунт из-под ножа внутрь колодца.

Погружение ОК в грунт происходит в результате преодолевания сил трения по грунту силами собственного веса колодца.

До начала работ выполняют подготовительные работы, которые заключаются в устройстве пионерного котлована. Основные оси закреплены с помощью обносок (по 2 обноски с каждой из 4х сторон).

При устройстве монолитных колодцев в качестве опалубки применяют: разборно-переставную опалубку; ж.б. тонкостенные плиты-оболочки, оставляемые в конструкции колодца; переставную Ме опалубку; и стационарную деревянную.

Бетон класса В20 с водоцементным отношением 0,4-0,45, W4 и W6. Бетонируют колодцы малоподвижными бетонными смесями с осадкой конуса 4-6 см с применением пластифицирующих добавок.

Арматура ввиде укрупненных элементов: армокаркасов, армосеток или армоблоков.

Вначале на подготовленное временное основание монтируют армокаркас ножа. Рис.8.8. Затем на армокаркас закрепляют опалубку. Иногда под нож отсыпают песчаную призму и тщательно уплотняют грунт с подбивкой его под наклонную грань ножа. Широкое распространение получил способ бетонирования ножа колодца в траншее враспор. При этом форма траншеи соответствует форме ножа.

Стены колодца при бетонировании разбивают на яруса, а яруса – на блоки. Высота яруса 6-8м. Бетонирование последующего яруса после набора бетоном 1,2-1,5 МПа. Бетонирование идет слоями 25-50см. Бетонную смесь подают в стены бадьями вместимостью 1-2,5 м³ с помощью кранов. Применяют башенные, стреловые краны. Иногда транспортирование осуществляется бетононасосами.

Укладка бетонной смеси в стены:

при стен до 0,5м смесь подается на площадки лесов и затем по лоткам – к месту укладки. В этом случае одна из сторон опалубки наращивается по мере бетонирования. Высота наращивания опалубки не должна превышать 2м.

при стен 0,5 – 1,2м и высоте бетонирования более 3м бетонирование ведут ч/з звеньевые хоботы, устанавливаемые с шагом 3м по периметру стен.

Бетонную смесь уплотняют вибраторами И-21,22,50,116.

Распалубку ножа и нижнего яруса только после достижения бетоном 100%-ной проектной прочности. Верхние ярусы колодца при 70%-ной проектной прочности.

Гидроизоляция стен выполняется до начала их опускания.

Если сборный вариант [1, стр.199].

Порядок разработки грунта

Разработка производится равномерно по всей его площади с оставлением расчетных зон опирания. Первоначально разрабатывается грунт в средней части колодца на глубину 1,5-2м (иногда до 4м). Со стороны ножа разрабатывают берму шириной 1-3м, которую разрабатывают в последнюю очередь. Берму разрабатывают слоями не более 10-15см и шириной по 20-30см равномерно по всему периметру колодца. Грунт под ножевой частью разрабатывается в основном вручную.

Погружение в тиксотропных рубашках: полость, возникающую под наружным выступом ножа, заполняют глинистым раствором с тиксотропными свойствами. ГР предотвращает обрушение грунта и стены не соприкасаются с грунтом. Сила трения остается только в пределах ножа. Д/предотвращения прорыва глин внутрь колодца применяют уплотнитель из листовой резины 10-15мм и шириной 40-50см. Уплотнитель закрепляют по периметру уступа колодца. [1, стр. 203, рис. 8.13]. Чтобы предотвратить обрушение грунта в верхней части прорези по периметру колодца закрепляют на бетонном основании фортшахту, высотой 1-1,5м из листовой стали или дерева.

Разработанный грунт погружают в бадьи и извлекают краном.

По мере погружения в грунт бетонируют верхние ярусы.

Погруженные до проектной отметки колодцы в зависимости от назначения частично или полностью заливают бетоном. Чаще всего бетонируют днище. ПРО ДНИЩЕ [1, стр.204]. Начинать бетонирование следует с блоков, примыкающих к внутреннему периметру ножевой части.

Сущность метода погружения сооружений в тиксотропных рубашках заключается в том, что пространство между грунтом и наружной поверхностью опускного сооружения (колодец, кессон) заполняется глинистым раствором, т. е. создается так называемая тиксотропная рубашка.

Конструктивно стены в нижней части опускного сооружения на высоту 1,5—3 м делаются на 5—10 см толще (рис. VII-28).

Непосредственное соприкасание стен опускного колодца с грунтом имеет место только в пределах ножевой части. Глинистый раствор нагнетается в полость через трубы-инъекторы, устанавливаемые вертикально на стенах колодца или с внешней стороны по его периметру на равных расстояниях друг от друга, или с внутренней стороны стен с выводом нижних концов труб наружу у обреза ножа.

Трубы-инъекторы делаются с закрытым нижним концом (пробками) для устранения возможности их загрязнения и имеют в нижней части перфорированные отверстия для вытекания раствора. Глинистый раствор приготовляется с помощью глиномешалок, затем сливается в запасные емкости и по мере надобности при помощи насосов или компрессоров подается через кольцевой коллектор или шланги в трубы-инъекторы, а оттуда в полость тиксотропной рубашки.

Основные технико-экономические преимущества метода заключаются в том, что тиксотропная рубашка в результате значительного сокращения сил трения поверхности сооружения о грунт исключает опасность «зависания» опускного сооружения, позволяет уменьшить толщину стен примерно в 3, 4 раза, сократить объем работ, стоимость и сроки строительства, использовать вместо монолитного железобетона сборные конструкции стен.

Глиняный замок.

Незначительная высота ножевой части, а также обусловленное этим стремление опускных сооружений, устраиваемых в тиксотропных рубашках, крениться создают возможность прорыва глинистого раствора под нож внутрь колодца. Для предотвращения опасности прорыва раствора устраивается глиняный замок. После погружения уступа ножевой части на 50—60 см ниже планировочной площадки в образовавшуюся полость вокруг опускного сооружения на уступ укладывается мятая глина мягкопластичной консистенции слоем высотой 30—50 см (рис. VII-30).

Рис. VII-30. Глиняный замок

Укладка мятой глины производится „слоями с трамбованием. При последующем заполнении полости тиксотропным раствором будет происходить увлажнение глины. В случае прорыва раствора внутрь опускного сооружения по причине, например, недоброкачественного устройства глиняного замка следует засыпать глину в полость тиксотропной рубашки над местом прорыва до прекращения проникания глинистого раствора под нож.

Коллектор, шланги.

Для одновременной подачи по периметру в полость тиксотропной рубашки глинистого раствора через все инъекторы или часть их применяется коллектор из трубы диаметром 70—100 мм. Коллектор крепится у верхнего края стены опускного сооружения, объединяя верхние концы инъекционных труб. Штуцер, с помощью которого шланг от нагнетающего растворона-соса присоединяется к коллектору, может находиться в любом месте последнего. Внутренний диаметр шлангов не должен быть меньше внутреннего диаметра трубы коллектора. Гладкий шланг более предпочтителен, чем гофрированный. Так как при подаче глинистого раствора давление в нем может иногда достигать 0,3—0,4 МПа, то следует употреблять напорные шланги.

Форшахта.

Степень устойчивости грунтовой стены полости тиксотропной рубашки зависит от величины гидростатического напора глинистого раствора. В нижней зоне тиксотропной рубашки этот напор будет наибольшим и, следовательно, будет создавать наибольшую устойчивость грунтовой стены. Опасной, с точки зрения возможности обрушения грунта, является верхняя часть грунтовой стены. Для создания в верхней зоне тиксотропной рубашки гидростатического напора глинистого раствора, обеспечивающего устойчивость грунтовой стены в ее верхней части, устраивают форшахту. Для устройства фор-шахты устанавливают непроницаемые для глинистого раствора ограждения, располагаемые по бровке полости по всему периметру последней.

Рис. VII-29. Ограждение форшахты из металлических листов

1 — стена колодца; 2—ограждение форшахты

Ограждения выполняются из- деревянных дощатых или сборных металлических щитов. Конструкция ограждения форшахты металлическими щитами представлена на рис. VI1-29. Щиты имеют длину 2—2,5 м, высоту 1 м, толщину 3—5 мм. Они окантованы уголками 75X75 мм, имеющими отверстия под болты для соединения друг с другом и закрепления на опорном железобетонном кольце. Через центр каждого щита по вертикали приварен уголок 75X75 мм, служащий ребром жесткости. Фор-шахта такой конструкции в плане образует многоугольник, близкий к окружности. Опорное кольцо форшахты устраивается из монолитного железобетона с легким армированием. Ширина кольца 50—60 см, высота 20—30 см. Для предотвращения утечек глинистого раствора через вертикальные стыки отдельных щитов и стыки в горизонтальной плоскости щитов с опорным кольцом форшахту обсыпают до верха грунтом.

Кроме форшахты устойчивость грунтовой стены может обеспечиваться устройством бровки полости тиксотропной рубашки с углом наклона к горизонту, меньшим угла естественного откоса грунта строительной площадки. Недостатком варианта срезки бровки является возможность засорения тиксотропной рубашки.