Подземные сооружения - Опускные колодцы

Опускные колодцы

Конструкция опускных колодцев в плане круглого, эллиптического и реже прямоугольного сечения, а по вертикале – цилиндрическая, призматическая, или ступенчатая. В нижней части колодец снабжен режущей кромкой (ножом), обшитой стальными листами (рис. 4).

Рис. 4 Конструкции ножей опускных колодцев

Технологическая последовательность выполнения работ включает в себя:

· установку конструкций колодца на поверхности земли в месте погружения (монтаж сборных элементов и бетонирование монолитных конструкций);

· разработку грунта внутри колодца в направлении от центра к ножу;

· опускание колодца с выдавливанием грунта из под ножа во внутрь;

· наращивание высоты колодца по мере погружения;

· устройства днища или заполнение полости колодца бетоном.

Опускные колодцы разделяются на массивные, применяемые в основном для возведения фундаментов глубокого заложения и тонкостенные, используемые при возведении заглубленных сооружений.

Массивные колодцы, как правило, погружают под воздействием собственного веса под действием вибрации.

Тонкостенные колодцы погружаются в тиксотропной рубашке с использованием пригруза. Тиксотропная рубашка обеспечивает снижение сил бокового трения между стенками колодца и грунтом.

Погружение колодца выполняется при соблюдении определенных условий зависящих от наружного и внутреннего радиусов стен колодца; объемной массы материала стен колодца; уровня грунтовых вод; сил бокового трения. Если в результате выполненных расчетов масса колодца окажется недостаточной, то увеличивают толщину стен, или устраивают тиксотропные рубашки.

Для исключения преждевременного погружения, нож колодца на основание устанавливается на специальные деревянные или бетонные подкладки, которые удаляются в определенной последовательности (одновременно попарно диаметрально противоположные).

Опускные колодцы погружают с водоотливом и без него.

С водоотливом погружение выполняют при малом притоке грунтовых вод при условии, что вблизи нет сооружений чувствительных к осадкам (при данном способе происходит интенсивное движение грунтовых вод внутрь колодца, что вызывает осадку прилегающих к колодцу грунтов). В осушенных колодцах разработку грунта осуществляют в зависимости от размеров колодца и характеристик грунта (экскаватор прямая лопата, кран-бадья, бульдозер, грейфер и взрывной способ рис. 5).

Порядок разработки грунта в колодце состоит в первоначальной разработке средней части на глубину 1.5…2 м не доходя до ножей на 1…3 м. Разработка бермы выполняется в ручную (в редких случаях путем размыва гидромониторами) слоями по 10…15 см и шириной по 20…30 см равномерно по всему периметру колодца, за исключением специально фиксированных зон. Если после разработки берм до фиксированных зон колодец не опускается, то осуществляют одновременную разработку фиксированных зон.

Рис. 5 Схема разработки грунта механизмами.

1 – экскаватор; 2 – кран; 3 – бадья; 4 – автосамосвал; 5 – стены опускного колодца; 6 – опалубка наращиваемого яруса стен.

Погружение опускных колодцев без водоотлива осуществляется при помощи гидроэлеваторов или эрлифтов ( рис. 6). Уровень воды в колодце необходимо постоянно поддерживать в пределах уровня грунтовых вод, что предотвращает наплыв грунта из-под ножа во внутрь колодца.

Рис. 6. Схема разработки грунта гидромеханическим методом при помощи гидроэлеватора (а – вода; б – вода; с – вода с грунтом.) и эрлифта (а – воздух; б – вода; с – вода с грунтом)

С целью снижения сил бокового трения опускные колодцы погружают в тиксотропных рубашках. Для этого в полость, возникающую под наружным выступом ножа по трубам расположенными между стенкой опускного колодца и грунтом нагнетают глинистый раствор с тиксотропными свойствами. Силы трения уменьшаются при этом на 90%, оставаясь только в пределах поверхности ножа. Для предотвращения прорыва глинистого раствора в область ножа применяют уплотнитель из листовой резины (рис. 7), а для предотвращения обрушения грунта в верхней части по периметру колодца закрепляют форшахту.

Бетонирование днища колодца при его опускании без водоотлива осуществляют методами подводного бетонирования (вертикальное перемещение трубы или восходящего раствора). После приобретения бетоном днища требуемой прочности воду откачивают и дальнейшие работы осуществляют обычными способами. При погружении колодцев ниже уровня грунтовых вод необходимо производить проверочные расчеты на его возможное всплытие в процессе эксплуатации.

Рис. 7 Погружение опускного колодца в тиксотропной рубашке.

1 – стенка колодца; 2 – глинистый раствор с тиксотропными свойствами; 3 – анкерный болт; 4 – листовая резина; 5 – металлический уголок; 6 – форшахта (швеллер, лист с приваренным уголком); 7 – железобетонное кольцо; 8 – анкерный болт; 9 – грунтовая засыпка;