7.1.2 Технология и организация строительства опускных сооружений

Способ опускного колодца заключается в том, что на поверхности грунта или в пионерном котловане на временном специально подготовленном основании устраивают ограждающие стены сооружения, открытого сверху и снизу. Внутрь сооружения опускают землеройные механизмы (экскаватор, бульдозер), а за его пределами устанавливают башенные краны для выемки грунта из колодца бадьями. Разработка грунта может быть выполнена методами гидромеханизации.

Затем разбирают временное основание, выполняют посадку сооружения на грунт, разрабатывают грунт внутри колодца и под стенами. Сооружение под действием сил тяжести опускается вниз. Для уменьшения сил сопротивления грунта по боковой поверхности применяют различные способы: гидропромыв, устройство прослойки из глинистого раствора между наружной поверхностью сооружения и грунтом, нанесение на стены опускного колодца антифрикционного покрытия и др.

После опускания колодца до заданной глубины устраивают днище и начинают возведение внутренних конструкций снизу вверх: колонн, перекрытий, фундаментов под оборудование, бункеров и т.п.

На рис.7.1 даны этапы последовательности устройства опускного колодца.

Рис.7.1. Схема устройства опускного колодца:

а - строительство на поверхности, б - опускание, в - устройство днища и перекрытий

Опускные колодцы, выполняемые из монолитного или сборного железобетона, и кессоны, несмотря на технологические и конструктивные отличия выполнения строительных работ, а также особенности в структуре производственных процессов, характеризуются общими технологическими этапами:

1. Подготовительный этап.

2. Возведение сооружений на поверхности.

3. Опускание сооружения.

4. Устройство днища и встроенных конструкций.

5. Возведение надземной части и благоустройство территории.

Подготовительный этап является сложным комплексным процессом, в структуру которого входят такие виды работ: планировка площадки строительства, устройство подъездных дорог, электрических сетей и временных сооружений. Для береговых или русловых сооружений в состав подготовительного этапа входят работы по устройству шпунтовых перемычек и намыву полуострова, с которого ведется строительство.

Опускные колодцы на поверхности возводят не сразу на всю высоту, а по ярусам опускания. Вначале при глубоких колодцах строят первый ярус, а после его опускания – второй и последующие. Такой способ не допускает самопроизвольного опускания колодца и обеспечивает давление на грунт под банкеткой ножа меньше предельного. Высоту первого и последующих ярусов (с учетом трения) подбирают так, чтобы обеспечить это условие.

Технологическая последовательность возведения сооружения на поверхности и его опускания такова:

1. Устройство временного основания.

2. Устройство ножевой части и стен оболочки первого яруса опускания, а также потолка кессона.

3. Технологический перерыв, необходимый для твердения бетона стен или бетона стыков при сборном решении.

4. Опускание колодца до уступа над ножевой частью.

5. Технологический перерыв в процессе опускания для устройства форшахты тиксотропной рубашки. Заполнение форшахты тиксотропным раствором.

6. Опускание первого яруса.

7. Технологический перерыв в опускании для устройства стен второго яруса.

8. Опускание второго яруса и последующих.

9. Устройство днища и встроенных конструкций. (табл.7.1, рис.7.2)

Кессонный способ (от французского - caisson - ящик) заключается в том, что на поверхности сооружается кессонная камера, состоящая из скошенных к низу косоугольных стен, заканчивающихся ножевой частью и перекрытием (так называемым «потолком»). На «потолок» устанавливают шахтные трубы и шлюзовой аппарат. Одновременно строят компрессорную и насосную станции. Грунт разрабатывают в кессонной камере и транспортируют через шахтные трубы и шлюзовой аппарат на поверхность. В рабочее пространство кессонной камеры подают сжатый воздух под давлением, близким к гидростатическому. Благодаря тому, что в рабочей камере повышенное давление сжатого воздуха, в нее не происходит наплыв грунта, и можно вести работы насухо. Одновременно с опусканием кессонной камеры наращивают надкессонное строение ( ограждающие стены). На рис.7.2 показана последовательность устройства кессона.

Разработку грунта ведут механическим инструментом или методами гидромеханизации. Кессонный способ применяют при высоком уровне грунтовых вод, большом их притоке, на местности покрытой водой, т.е. в тех случаях, когда откачка воды затруднена или экономически нецелесообразна. Кессоны применяют вместо опускных колодцев при слабых грунтах, если ожидается их наплыв или выпор из-под ножевой части, а также в случаях, когда применение кессонов дает значительный экономический эффект.

Опускание кессона ограничено глубинами в 30-35 м в связи с невозможностью работы кессонщиков при избыточном давлении воздуха в 3,0-3,5 атм, ограничением по времени пребывания рабочих под повышенным давлением, большими расходами времени на переход рабочих через шлюз для декомпрессии, что значительно удорожает кессонные работы.

Нарушение правил постепенного перехода рабочих из зоны высокого давления к нормальному атмосферному давлению (правил декомпрессии) вызывает кессонную болезнь, признаками которой являются боли в суставах и мышцах, головокружение, расстройство речи, помрачнение сознания и параличи. В связи с этими обстоятельствами кессонный способ в современном строительстве используется редко, в исключительных случаях.

Таблица 7.1 Технологическая нормаль возведения и опускания опускного колодца из трех ярусов	Дни работы	70 61
		60 51
		50 41
		40 31
		30 21
		20 11
		10 1
	Наименование комплексных процессов		10 10 10 10	10 20 20 20	20 20 20	20 20 20
			1.Планировка строительной площадки 2. Устройство подъездных дорог и ограждения 3. Устройство сетей водо- и электроснабжения 4. Устройство временных сооружений	1. Устройство временного основания 2. Устройство ножевой части и стен оболочки 1-го яруса 3. Устройство стен оболочки 2-го яруса 4. Устройство стен оболочки 3-го яруса	1. Опускание первого яруса стен оболочки 2. Опускание первого и второго ярусов 3. Опускание первого, второго и 3-го ярусов	1. Устройство днища и внутренних конструкций 1-го яруса 2. Устройство встроенных конструкций 2-го яруса 3. Устройство встроенных конструкций -го яруса	Общестроительные работы по возведению надземной части
			1	2	3	4	5

Рис.7.2 Циклограмма строительства опускного колодца 2,3,4 этапы: 0 – устройство временного основания;

1 – устройство ножевой части и стен оболочки 1-го яруса опускания; 2 – опускание 1-го яруса; 3 - возведение стен 2-го яруса; 4 – опускание стен 2-го яруса; 5 - возведение стен 6-го яруса;6 – опускание стен 3-го яруса; 7 – устройство днища, перегородок и перекрытий; 8 – возведение надземной части колодца; 1 и 3 - технологические перерывы в возведении стен 2-го и 3-го яруса; 2и 4 технологические перерывы в опускании стен 1-го и 2-го ярусов.