22.4. Устройство фундаментов из оболочек и опускных колодцев

Сооружение фундаментов из железобетонных оболочек вклю­чает следующие технологические операции: изготовление, монтаж и установку направляющих устройств, обеспечивающих проектное направление при их погружении п собственно погружение; запол­нение оболочек бетоном; устройство ростверков.

Железобетонные трубчатые сваи диаметром 0,4 м, 0,6 м и обо­лочки диаметром 1,0 и 1,6 м при длине секций 6—12 м бетонируют методом центрифугирования в заводских условиях. При вращении формы, предварительно заполненной бетонной смесью, под дейст­вием центробежных сил происходит уплотнение смеси, отжатие во­ды, снижение водоцементного отношения, что способствует росту плотности, водонепроницаемости, а также прочности бетона на 25—30%. При частоте вращения 90 мин-¹ бетон распределяется по внутренней поверхности формы, при 130—180 мин-¹ происходит формование, а при 280 мин-¹ окончательное уплотнение бетонной смеси.

В условиях полигона оболочки диаметром более 1,6 м и длиной секций до 8 м изготавливают в стальных формах в вертикальном по­ложении. В этом случае бетонную смесь подают в приемную конусную воронку, откуда смесь поступает в зазор между внутренней и наружной опалубкой. Смесь уплотняют вибраторами, прикреп­ленными к опалубке.

Железобетонные оболочки погружают низкочастотными (400—500 м^-1) вибропогружателями, которые крепят к оболочке (свае) через металлический конусный переходник с помощью болтов с гайками и контргайками. Для ускорения опускания оболочек в слабосвязанных и песчаных грунтах применяют подмыв, который пре­кращают, когда нож оболочки не дойдет примерно на 1—1,5 м до проектной отметки. Дальше оболочку опускают только вибропогру­жателями. В процессе погружения оболочек (свай) секции нара­щивают на фланцевых соединениях с помощью болтов или при по-₍ мощи сварных накладок. Можно наращивать оболочки путем свар­ки арматурных выпусков с последующим омоноличиванием бето­ном.

Грунты извлекают из оболочки в процессе ее погружения. Пес­чаные и слабосвязанные грунты извлекают из полости оболочки эрлифтами или гидроэлеваторами в виде пульпы, глинистые, мер­гелистые, а также гравелистые — грейфером При условии, что раз­мер раскрытого грейфера в плане меньше внутреннего диаметра оболочки на 30 см. В плотных грунтах и скальных для разработки применяют ударноканатное и вращательное бурение. После удале­ния грунта внутреннюю полость оболочки (сваи) заполняют полностью или частично бетонной смесью обычно подводным способом.

Плиту ростверка на оболочках устраивают аналогично свайному ростверку.

На местности, покрытой водой, работы по погружению оболочек усложняются тем, что направляющие каркасы и все оборудование размещают на плашкоутах или понтонах.

Изготовление и погружение оболочек — технологически сложный процесс, он требует хорошей организации и соблюдения техники безопасности.

При погружении оболочек меры по технике безопасности анало­гичны мерам при свайных работах.

Опускные колодцы изготавливают из бетона или железо­бетона в виде массивной замкнутой конструкции без дна, погру­жаемой под действием собственного веса колодца и преодоления сил трения по его боковым поверхностям при одновременной разработ­ке грунта внутри колодца. На суходоле их изготавливают на спла­нированной площадке, в водотоке — на искусственно отсыпанных островках.

Островки устраивают без ограждения при глубине воды до 2 м и скорости течения 0,3—0,8 м/с для песков и 1,2—1,5 м/с для гравелистых грунтов (рис. 22.10, а) или с ограждением, предотвра­щающим размыв островка. Островки с ограждениями, воспринима­ющими давление засыпки, устраивают, если нельзя стеснять русло реки и при глубине воды 5—15 м, скорости более 1,5 м/с. Огражде­ния возводят из шпунта (рис. 22.10, б) или ряжей.

Изготовление колодцев начинают с устройства настила на леж­нях, расположенных под будущими стенами колодцев через 0,5—1 м. Давление под ними на грунт от веса первой секции колодца не должно превышать 0,15 МПа. На уложенном настиле монтируют нож колодца, внутреннюю опалубку, устанавливают арматуру ко­лодца и наружную опалубку, бетонируют, ухаживают за бетоном в течение 7 сут, поливая его водой и защищая поверхность бетона от пересушивания.

Когда бетон колодца приобретет прочность 2,5—5 МПа, опалубку снимают и бетон продолжает набирать прочность. К моменту опу­скания колодца прочность должна быть не ниже 70% проектной.

Опускание колодца начинают с раскружаливания, т. е. с удаления подкладок и плавного включения в работу самого колодца на соб­ственный вес. Для предупреждения перекосов и возникновения трещин в бетоне подкладки под ножом колодца удаляют постепенно (через одну), симметрично, начиная от осей колодца, идут к расчет­ным фиксированным местам опирания, из-под которых подкладки убирают в последнюю очередь. Первыми убирают подкладки из-под внутренних перегородок шахт колодца. Грунт в колодце при его опу­скании разрабатывают обычно подводным способом без водоотлива, при помощи эрлифтов, гидроэлеваторов или грейферов. Во избежа­ние прорыва грунта из-под ножа в колодец (в илистых грунтах и плывунах) уровень воды в колодце должен быть на 1,5—2 м выше уровня воды в реке. Опускание колодцев с водоотливом применяют лишь в устойчивых грунтах с дебитом воды, не превосходящим 1 м³/ч на 1 м² площади подошвы колодца. Разрабатывают грунт равномерно, не допуская разницы уровней в соседних шахтах, пре­вышающей 0,5 м.

Если при опускании колодец заклинивается из-за большого тре­ния о грунт, то применяют подмыв или пригрузку колодца.

Весьма эффективен также способ опускания колодца в тиксотропной рубашке.

Тиксотропную рубашку создают, заполняя глинистым раствором зазор, образующийся по внешнему периметру опускаемого колодца. Зазор образуется уступом колодца шириной 15—10 см, который ус­траивают на высоте 1,5—3 м от низа ножа. Против обрушения грун­та в пределах верхней части прорези по периметру колодца закреп­ляют на бетонном основании инвентарную обсадную форшахту (рис. 22.11). Для тиксотропных рубашек приготавливают специаль­ные глинистые растворы с определенной плотностью, вязкостью, водоотделением и другими качествами.

Сборные опускные колодцы из готовых кольцевых блоков-зве­ньев (рис. 22.12) опускают так же, как и колодцы массивные, но предварительно их собирают, а швы между блоками заполняют це­ментным раствором. Блоки соединяют сваркой закладных деталей или на стальных тяжах.

В" процессе опускания колодца предотвращают отклонение от осей и перекос, после каждой смены заполняют журнал по опуска­нию колодца.

Перед заполнением шахт колодца бетонной смесью поверх­ность грунта разравнивают, основание осматривают. Заполнять ко­лодец бетонной смесью желательно насухо, с водоотливом.

При разработке грунта в колодце без водоотлива бетонную смесь укладывают подводным способом (толщина не менее 1 м). После набора прочности не менее 5 МПа воду из колодца откачи­вают, убирают не схватившийся слой бетона, (шлам) и заполняют шахты колодца насухо. Поверху колодец перекрывают железобе­тонной распределительной плитой и возводят тело опоры.

В случае непредвиденных затруднений при опускании колодца его превращают в кессон. С этой целью в стенах колодца по его периметру на высоте 2,2 м от ножа колодца устраивают штрабы для бетонирования потолка кессона.

При опускании колодцев необходимо соблюдать меры по технике безопасности. Работы нужно вести под непосредственным наблю­дением мастера или прораба. В стенах колодца должны быть заде­ланы скобы диаметром 19—22 мм и к ним прикреплены не менее двух лестниц.

При глубине колодца более 8 м необходимо устраивать проме­жуточные площадки размером 0,7x1 м и через каждые 4 м по вы­соте. Если колодец погружается с водоотливом, нужно предусмат­ривать аварийный резерв насосов и дублирующий источник пита­ния. Для направления бадей в колодцах нужно устанавливать вер­тикальные рештаки со сплошной обшивкой, а верх колодца закры­вать сплошным настилом, огражденным перилами по периметру. В' местах установки лестниц должны быть устроены люки с откидны­ми крышками. Поднимать и спускать бадью нужно по указаниям сигнальщика, находящегося на верхнем настиле колодца. В каж­дой шахте должен быть световой сигнал «берегись бадьи», кото­рый подает сигнальщик.