Монолитные опускные колодцы

Для уменьшения и равномерной передачи на поверхность грунта давления от первого яруса опускного колодца до начала работ по бетонированию или монтажу под ножевую часть колодца должно быть подготовлено временное основание в виде песчано-щебёночных призм (рис. 22), деревянных или железобетонных подкладок, монолитных или сборных колец (рис. 23).

Рис. 22. Устройство песчаных подушек

Опалубка может быть деревянной; железобетонной тонкостенной; металлической переставной; несъёмной, оставляемой в конструкции колодца. Часто используют бетонирование ножа в распор в траншее. Форма траншеи повторяет форму ножа. Армирование ведут укрупнёнными блоками, пространственными каркасами. Для бетонирования используют бетон класса В 20 (250), водопроницаемостью W4 – W6, из малоподвижной смеси с осадкой конуса 4  6 см, с применением пластифицирующих добавок.

Рис. 23. Бетонирование ножа колодца

Стены колодца при бетонировании разбивают на ярусы высотой 6  8 м. Бетонирование каждого последующего яруса производится после набора прочности 1.2  1.5 МПа (мегапаскаль) бетоном предыдущего яруса. Бетонирование ведётся слоями 20  25 см. Бетонную смесь подают бадьёй непосредственно в конструкцию при ширине более 1.2 м, при ширине 0.5  1.2 м через звеньевые хоботы, менее 0.5 м - по лоткам с рабочей площадки. Опускание колодца производится после 100%-ного набора прочности бетона ножа и первого яруса, 75%-ной прочности бетоном остальных ярусов.

Тонкостенные сборные колодцы

Тонкостенные колодцы выполняют из сборных панелей толщиной 0.4  0.8 м, длиной 12 м, шириной 1.4  2 м.

Монтаж сборных колодцев из железобетонных панелей должен производиться с применением кондукторов (рис. 24).

Рис. 24. Монтаж сборных колодцев с использованием кондукторов

Все панели стен колодца привариваются друг к другу соединительными металлическими планками (рис. 25).

С наружной стороны колодца вертикальные стыки закрепляют отдельными металлическими пластинами с шагом 200 мм, с внутренней стороны приваривают сплошную металлическую пластину на всю высоту панели.

Сборные колодцы монтируют полностью до опускания (монолитные могут наращиваться во время опускания).

После монтажа всех панелей, сварки и набора 100%-ной прочности заделки стыков, кондукторные системы демонтируются и колодец опускают.

Рис. 25. Устройство стыка панелей сборного колодца

Сборно-монолитный вариант

При глубине более 12 м для возведения стен колодца рационально использовать пустотелые блоки. Монтаж блоков ведётся по установочным рискам на монолитном ноже по ярусам. Стыки выполняются на сварке с последующим омоноличиванием. Последующий ярус монтируют после замоноличивания нижнего яруса. Пустоты блоков заполняются бетоном после монтажа яруса. Опускание производится после набора 100%-ной прочности заделки стыков.

Гидроизоляция стен колодцев производится до начала опускания.

Погружение опускных колодцев начинают с разборки временных оснований под ножевой частью.

Разборка песчано-щебёночных призм производится по всему контуру банкетки ножа, исключая расчётные зоны опирания, указанные в проекте. Деревянные подкладки удаляют участками в диаметрально противоположных местах периметра банкетки ножа. Удаление подкладок производят путём подкапывания сбоку и снизу, а затем вытаскивания внутрь сооружения.

Существует два способа погружения опускных колодцев:

1) с водоотливом;

2) без водоотлива.

Погружение с водоотливом используется при небольшом притоке подземных вод, а так же если вблизи нет сооружений, чувствительных к осадкам. В осушенных колодцах большого диаметра для разработки грунта используют экскаваторы с навесным оборудованием «прямая лопата», бульдозеры и кран с бадьёй для подъёма грунта. Иногда для разработки грунта используют взрыв.

В грунтах, исключающих наплывы грунта из-под ножа, опускание колодцев может производиться с открытым водоотливом, с устройством траншей и сбором воды в приямке.

При больших притоках воды опускание колодцев производят с применением глубинного водопонижения через скважины, пробуренные за контуром опускного колодца.

Без водоотлива колодцы можно опускать, разрабатывая грунт грейфером, слабые грунты можно разрабатывать гидроэлеваторами. Необходимо всё время поддерживать отметку воды в колодце на уровне подземных вод. Это предотвращает наплыв грунта из-под ножа в колодец и исключает осадку соседних сооружений.

Разработка грунта производится равномерно по всей площади с оставлением расчётных зон опирания (рис. 26). Со стороны ножа оставляют берму шириной 1  3 м, которую разрабатывают в последнюю очередь.

Рис. 26. Порядок разработки грунта бермы

Разработку грунта под ножом колодца ведут одновременно на двух диаметрально противоположных участках, начиная от середины участка по направлению к фиксированным зонам, которые разрабатывают одновременно. Грунт под ножевой частью колодца в основном разрабатывают вручную. При погружении тонкостенных конструкций для уменьшения сил трения применяют тиксотропную рубашку. Глинистый раствор предотвращает обрушение грунта и исключает соприкосновение стен колодца и грунта (рис. 27). Силы трения остаются только в пределах поверхности ножа (10 %). Тиксотропная рубашка снижает затраты труда при погружении колодца на 30  35 %, а стоимость на 15  20 %.

Рис. 27. Тиксотропная рубашка для опускания сборного колодца

При погружении монолитных колодцев на глубину более 20 м используют способ задавливания. По мере погружения колодца в грунт бетонируют верхние ярусы колодца. Скорость погружения в этом случае должна быть увязана со скоростью наращивания колодца и достижения бетоном требуемой прочности.

В процессе погружения ведут геодезический контроль над скоростью погружения и вертикальностью стенок. При обнаружении перекосов их немедленно устраняют.

Устранение перекосов ведут, выбирая грунт у ножа отстающей стороны, или производят размыв (при погружении без водоотлива). Иногда зависшую сторону утяжеляют, навешивая железобетонные блоки.

Скорость погружения колодцев составляет 20  40 см в смену.

Погруженные до проектной отметки колодцы в зависимости от назначения полностью (если методом опускного колодца возводят заглубленные фундаменты) или частично бетонируют. Чаще всего бетонируют днище (если возводят подземное сооружение). Если работы производились без водоотлива, днище бетонируют методом подводного бетонирования. После приобретения бетоном проектной прочности воду откачивают.

При погружении колодцев ниже УГВ необходимо обеспечить их устойчивость против всплытия, которое может произойти после бетонирования днища.

,

где Q – вес колодца;

T – силы трения;

– коэффициент условий работы на всплытие; = 1.25;

H_B – высота воды;

– наружный радиус колодца.

Прокол

Этот метод основан на образовании отверстий за счёт радиального уплотнения грунта при вдавливании в него трубы с конусообразным наконечником (рис. 28).

Вдавливание трубы в грунт происходит под давлением гидравлического домкрата, усилие от которого передаётся трубе. На первом звене трубы устанавливается закрытый наконечник диаметром на 20  30 мм больше диаметра трубы. Прокол ведут циклично, передвигая трубу на величину рабочего хода домкрата. Трубы наращивают сваркой отдельных секций.

Рис. 28. Прокол: 1 - крепление передней стенки котлована; 2 - упор на задней стенке котлована; 3 - гидравлический домкрат; 4 - нажимные патрубки для передачи давления домкрата трубе; 5 – труба; 6 – наконечник;7 - приямок для наращивания трубы

Прокол применяется для прокладки трубопроводов диаметром до 400 мм на длину до 60 м в грунтах без валунов и других скальных включений. В песчаных грунтах применяют вибропрокол. Труба снабжается вибратором, вибрирование уменьшает силы трения.