Устройство опускных колодцев
Опускные колодцы применяются для возведения фундаментов глубокого заложения и опускных (заглубленных) сооружений. В плане опускные колодцы
Рис. V.14. Технологическая схема метода «стена в грунте»:
а — схема работы широкозахватного грейфера с копровой стойкой; б — поперечный разрез траншеи после монтажа сборных панелей стены; в —■ продольный разрез траншеи по фронту всех процессов при устройстве сборной стены в грунте; г — схема устройства подземных сооружений при реконструкции помещений методом «стена в грунте»; / — копровая стойка; 2 — рукоять; 3 — разгрузочные канаты; 4 — ковши; 5 — поворотные рычаги; 6 — грейфер; 7 — облицовка пионерной траншеи; 8 — наружная забутовка глинощебеночным материалом; 9 — сборная панель; 10 — внутренняя забутовка песчано-гравийной смесью; // — нижнее (фундаментное) защемление панели бетоном; 12 — экскаватор, выполняющий забутовку; 13 — кран, переставляющий бетонолитную трубу и подающий бетон для защемления панели; 14 — кран, монтирующий панели стены; /5 — монтажный шаблон-двутавр; 16 — панель; 11 — направляющий кондуктор; 18 — траншея, заполненная глинистым раствором; 19 — штанговый экскаватор; 20 — ковш экскаватора; 21 — сдвоенная бетонолитная труба; 22 — разработка траншеи; 23 — погружение арматурного каркаса; 24 — бетонирование стены; .25 — разработка грунта внутри помещения; 26 — монтаж распорных балок
бывают круглые, иногда эллиптические и прямоугольные, а по очертанию наружной поверхности — цилиндрические, конические и ступенчатые.
Материалом для опускных колодцев служит железобетон. В нижней части колодец оборудован ножом, обычно железобетонным, режущая кромка которого облицована стальными уголками или листами.
Сущность метода устройства опускных колодцев состоит в том, что конструкцию возводят (устанавливают) на поверхности земли, а затем внутри нее подрабатывают грунт в направлении от центра к ножу. Нож, утрачивая опору с внутренней стороны, под действием веса лежащих выше конструкций выдавливает грунт внутрь и колодец опускается.
Для успешного погружения колодца его вес Q должен превосходить силу бокового трения грунта Т не менее чем на 25 %,т.е.
Q = 1,257. (V.4)
При простейшем способе проверки соотношения этих величин считают, что силы трения грунта на единицу боковой поверхности стенки колодца возрастают до глубины 5 м, а далее остаются неизменными. Силы трения принимают по опытным данным в зависимости от характера грунта в пределах 10...30 кН/м2. Вес круглого колодца определяют по формуле
<Э = я(Я2_г2)/гсТс; (v.5)
где R и г — наружный и внутренний радиусы стен, м; /ic — проектная (или фактическая) высота стен колодца, м; ус — вес 1 м3 материала стен. Сила бокового трения
T = 2nR(hc~ha)f, (V.6)
где ha — V2 высоты, на которой силы трения считают переменной величиной, м; / — сила трения грунта на единицу боковой поверхности колодца, принимаемая постоянной.
Если часть колодца находится ниже уровня грунтовых вод, расчетный вес 1 м3 его стен ур.с принимают с учетом взвешивающего давления воды:
Тр.с = [Тс (Лс — Лс.п.в) + (Yo — 7в) Лсп.в]/Ас.
(V.7)
где йс.п.в — высота стен под водой; yb — вес 1 м3 воды.
Если в результате проверки окажется, что вес колодца недостаточно превышает силу трения о грунт, увеличивают толщину стен колодца с целью его утяжеления либо уменьшают силу трения стен колодца о грунт применением подмыва или устройством тиксотропной рубашки.
Опускные колодцы можно устраивать как с поверхности суши, так и с местности, залитой водой.
Подготовительные работына поверхности суши заключаются в устройстве котлована в верхних сухих грунтах открытым способом. Дно котлована должно быть на 0.5...1 м выше уровня грунтовых вод; его планируют под горизонтальную плоскость и уплотняют.
В случае опускания колодцев на местности, покрытой водой, работы ведут с искусственных островков или подмостей. Верх островков принимают на 0,5 м выше уровня воды, предполагаемого в период опускания колодца. Островки отсыпают с откосами (при малой глубине водоема) либо в шпунтовом ограждении (при большой глубине или сильном течении).
Возведение монолитных колодцев начинают с устройства грунтовой или щебеночной призмы временного основания, на которой устанавливают опалубку и бетонируют опорное кольцо колодца —его нож (рис. V.15, а). Бетон укладывают слоями, перекрывая уложенный слой до начала его схватывания.
Распалубку ножа и нижней ступени колодца начинают только после достижения бетоном конструкций 100 % проектной прочности, верхние ступени можно распалубливать при 70 % прочности.
В ряде случаев верхние ступени бетонируют одновременно с погружением нижней ступени колодца (рис. V.15, д). Скорость погружения в этом случае должна быть увязана со скоростью наращивания колодца и приобретением бетоном требуемой прочности. В то же время увеличение веса стен не должно отставать от возрастающего сопротивления погружению.
Монтаж стен колодцев из пустотных блоков выполняют на монолитной ножевой части колодца (рис. V.15, б), устанавливая арматуру стыков
и замоноличивая пустоты после первых двух, а в дальнейшем после каждого ряда блоков.
Сборные элементы колодцев монтируют с помощью специальных кондукторов (рис. V.15, в), выставляя арматуру, приваривая накладки и бетонируя стыки после установки в кондукторе двух соседних элементов.
Колодцы опускают двумя способами: с водоотливом и без него.
Разработку с водоотливомприменяют, если приток грунтовых вод невелик и вблизи нет сооружений, чувствительных
к осадкам. В осушенных колодцах больших диаметров могут работать экскаваторы с наиболее производительной прямой лопатой и бульдозеры. При необходимости ведут взрывные работы. Разрыхленный грунт нагружают в бадьи и удаляют кранами (рис. V.15, д).
Если открытый водоотлив не обеспечивает осушение колодца, то организуют глубинное водопонижение с помощью иглофильтровых установок (рис. V.15, г).
Без водоотливаколодцы можно опускать в соседстве с любыми сооружениями. Плотные грунты в этих условиях
Рис. V.15. Устройство опускных колодцев:
fl .— устройство временного основания для бетонирования ножа; б — монтаж сборно-монолитного колодца^из пустотных блоков; в — кондуктор стационарного типа; г — погружение колодца в тиксотропной рубашке с одновременным глубинным водопонижением; д — схема совмещенного бетонирования и погружения колодца; е — схема погружения монолитного колодца без водопонижения; ж — деталь устройства форшахты и инъекционных труб; и — электропрогрев грунта при опускании колодца в зимних условиях; / — грунтовая призма; 2 — подкос; 3 — сборный блок; 4 — колодец; 5 — тиксотропная рубашка; 6 — башенные краны; 7 — глубинные скважины для иглофильтров; 8 — установившийся уровень грунтовых вод; 9 — дополнительные скважины; 10 — землесосы; 11 — стены колодца с ножом; 12 — экскаватор; 13 — бадья для грунта; 14 — опалубка с подмостями наращиваемого яруса стен; 15 — котлован; 16 — трубопровод для подачи воды; П — фор-шэхта; 18 — рубашка из тиксотропного раствора: 19 — уголок крепления инъектора к> стенке; 20 — болт с уголком для крепления манжета к уступу ножа; 21 — трехслойный манжет из конвейерной ленты; 22 — глиняный замок; 23 — электроды и провода к источнику питания
разрабатывают грейферами (рис. V.15, ё), а слабые — гидроэлеваторами с дополнительным подмывом или эрлифтами. При погружении без водоотлива надо все время поддерживать отметку воды в колодце на уровне грунтовых вод. Это предотвращает наплыв грунтов из-под ножа в колодец, уменьшает объем разработки и исключает осадку соседних сооружений.
В процессе погружения любым из двух способов необходимо постоянно следить за вертикальностью колодца и скоростью его погружения, а при работе без водоотлива — еще и за уровнем грунтовых вод. Перекосы нужно немедленно устранять, выбирая грунт у ножа отстающей стороны. Остановка колодца при достаточной подработке дна свидетельствует о защемлении его верхней части; в этом случае применяют подмыв грунта. Трубы для подачи воды размещают по периметру внешней стороны колодца на равном расстоянии друг от друга. Активными средствами выправления крена являются односторонние подмыв и вибропригруз.
Тиксотропная рубашка, устраиваемая вокруг колодца, наиболее эффективно содействует процессу погружения. Ти-ксотропный раствор снижает силу трения между стенками колодца и грунтом в сотни раз. Поэтому для погружения в тиксотропной рубашке можно применять тонкостенные конструкции, масса которых намного меньше массы обычных опускных колодцев.
Наружный диаметр ножа делают на 10...15 см больше размера колодца. Получившийся уступ образует вокруг колодца полость, которую заполняют тиксотропным раствором. По периметру уступа крепят резиновый манжет, предотвращающий проникание тиксотроп-ного раствора внутрь колодца. На поверхности земли вокруг колодца из бетонных элементов собирают форшахту — кольцевой,резервуар, что предохраняет верх„полости от обрушения стенок. По мере надобности раствор в полость подкачивают через инъекторы (рис. V.15, г, ж).
Опущенные до проектной отметки колодцы в зависимости от их назначения полностью или частично заполняют бетоном.
Сначала бетонируют днище. При незначительном притоке грунтовых вод его можно бетонировать в осушенном колодце. Если же работы проводились без водоотлива, днище бетонируют под водой. Толщину днища назначают такой, чтобы после затвердения бетона и осушения колодца оно могло выдержать гидростатический напор грунтовых вод. Для устройства бетонного днища под водой применяют метод вертикально перемещаемой трубы и метод восходящего раствора.
После приобретения бетоном днища проектной прочности воду откачивают и в осушенном колодце бетонируют обычным способом внутренние конструкции.
Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 666;