Опускные колодцы это в строительстве

Объемно-планировочные и компоновочные решения заглубленных сооружений, принимаются в соответствии с назначением сооружения и технологией строительного производства. Применяемые решения должны обеспечить уменьшение расхода материалов, индустриальность конструкций, снижение стоимости строительства. Форма и размеры подземной части заглубленных сооружений, определяются заданием на проектирование строительной части объекта, условиями производства работ, инженерно-геологическими условиями, применяемым оборудованием для производства работ и предварительными расчетами.

Опускной способ

При строительстве сооружений иногда возникает необходимость устройства мощных или глубоко заложенных фундаментов в сложных гидрогеологических условиях. В этом случае прибегают к устройству опускных систем.

Опускная система — ограждающая конструкция в виде бетонной, железобетонной или металлической оболочки, погружаемой в грунт, внутри которой создаётся рабочее пространство для ведения строительно-монтажных работ. Опускные системы выполняются в виде опускных колодцев или кессонов. Опускные колодцы — открытые сверху и снизу полые, как правило массивные, конструкции, погружаемые под действием собственного веса по мере удаления из полости грунта. Кессоны — тонкостенные конструкции, имеющие сверху герметичное перекрытие, образующее рабочую камеру с избыточным давлением, позволяющим работать под водой.

Строительство опускного колодца

Производство работ по устройству опускных колодцев разбивается на несколько циклов (строительных технологических комплексов):

1. Устройство основания под ножевую часть.

2. Бетонирование ножевой (опорной) части и нижнего яруса опускного колодца.

3. Наращивание стенок опускного колодца.

4. Гидроизоляция стенок опускного колодца.

5. Опускание колодца.

6. Бетонирование днища опускного колодца.

Массивные опускные колодцы большого диаметра и кессоны наряду со стеной в грунте используются при возведении заглубленных помещений зданий и сооружений (подземные гаражи, шахты, скиповые ямы, отстойники, водозаборные сооружения, насосные станции и т.д.). По условиям работы и возведения такие конструкции нельзя рассматривать как фундаменты.

Опускные колодцы используются при устройстве заглубленных подземных помещений насосных станций, водозаборов, скиповых ям доменных печей, вагоноопрокидывателей, установок непрерывной разливки стали, подземных гаражей, в качестве массивных и заглубленных фундаментов для опор мостов, набережных, механических прессов и различных испытательных стендов.

Опускные колодцы классифицируются: по материалу — на железобетонные, бетонные, металлические, деревянные, каменные и кирпичные. Опускные колодцы из дерева, камня и кирпича применяются крайне редко; по форме колодца (в плане) — на круглые, прямоугольные, квадратные и с закругленными торцовыми стенками.

Рис.1 Формы сечений опускных колодцев: а — круглые; б — квадратные; в — прямоугольные; г — с закругленными боковыми стенками; 1 — стена; 2 -днище; 3 — поперечная стенка

Прямоугольная или квадратная форма позволяет более рационально использовать площадь внутреннего помещения под оборудование. Однако опускные колодцы круглой формы более экономичны. Круглый опускной колодец лучше работает на сжатие и меньше подвержен кренам при опускании. Первым этапом процесса сооружения колодца является устройство основания под нож.

Надежное основание, рациональная и правильно выбранная схема опирания ножа колодца на грунт гарантируют сохранность колодца при снятии его с временных опор и равномерность погружения в грунт на первых метрах опускания. Чаще всего применяются пять типов оснований под нож опускного колодца.

Подкладки выполняются из круглых бревен, отесанных на один или два канта, из брусьев или железнодорожных шпал, распиленных на два-три отрезка. Деревянные подкладки укладывают на песчаную (песчано-гравийную) подушку с заглублением их на 0,5 диаметра подкладки. Песчаная подушка равномерно распределяет давление на грунт основания и увеличивает площадь опирания.

Песчаные подушки делают втопленными в естественный грунт основания и насыпными. Высота подушки 50-70 см, ширина определяется длиной деревянных подкладок плюс 100 см (по 50 см с каждой стороны). Диаметр подкладок не менее 22-25 см, длина определяется по расчету в зависимости от веса колодца и грунта основания. Обычно длина подкладок находится в пределах 2-3,5 м. Деревянные подкладки на втопленной и на насыпной песчаных подушках применяют для сравнительно небольших колодцев и с незначительным первоначальным их весом.

Для более крупных опускных колодцев сооружают опоры из песчано-гравийных призм, из деревянных опор-подмостей на щебеночном основании и осуществляют бетонирование ножа колодца враспор в подготовленной траншее (котловане).

Такие опоры используются и при бетонировании опускных колодцев на слабых грунтах. Если на месте установки колодца залегают илистые грунты или торф, то их удаляют и заменяют песчаными грунтами. Песчаные и песчано-гравийные призмы для удержания опалубки отсыпают по контуру стен опускного колодца.

Рис.2 Схема подготовки оснований под нож и установка ножа опускного колодца: а — на втопленной песчаной подушке и деревянных подкладках; б — на насыпной песчаной подушке и деревянных подкладках; в — на насыпной песчаной призме; г -в специально подготовленной траншее (котловане); д — на песчано-гравийной (щебеночной) призме и деревянных опорных подмостях; 1 — нож колодца; 2 -деревянные подкладки; 3 — деревянная опалубка или железобетонные плиты-оболочки; 4 — деревянные подмости

Наружный откос призмы выравнивают вручную с уклоном, соответствующим углу наклонной грани ножа опускного колодца. На наружный откос призмы и под банкетку ножа укладывают сборные железобетонные плиты-оболочки, которые затем крепят к армокаркасам ножа. В дальнейшем они служат опалубкой. Могут быть использованы и деревянные щиты опалубки.

Широкое распространение получил способ бетонирования ножа колодца в траншее враспор. При этом одна из сторон траншеи делается с уклоном, соответствующим уклону наклонной грани ножа колодца.

На этот откос укладывается опалубка чаще всего из железобетонных плит-оболочек, затем устанавливается армокаркас ножа, закрепляется опалубка у вертикальной грани ножа с другой стороны и нож бетонируется. Подготовка основания под нож сборного из железобетонных панелей опускного колодца имеет некоторые особенности. При монолитном ноже колодца, т. е. когда нож армируется и бетонируется непосредственно на месте погружения колодца, подготовку основания под нож производят так же, как и при монолитных опускных колодцах. В этом случае, чаще всего в грунте основания, делается пионерный котлован, одна сторона которого планируется строго по уклону наклонной ножевой части колодца, а с другой стороны котлована оставляется проход примерно 1 м шириной для установки вертикальных щитов опалубки ножа.

На рис. 3 приведена схема опирания ножа круглого опускного колодца диаметром 60 м и высотой 20,5 м, стены которого выполнены из плоских сборных железобетонных панелей. Таким образом, общий вес колодца передается через опорные стойки, шпалы и упоры на два опорных бетонных кольца, благодаря чему нагрузка равномерно распределяется на всю площадь опоры.

Конструкции опускных колодцев обычно делают массивными с толщиной стен до 1 — 1,5 м и более, что обусловлено не столько требованиями прочности или жесткости, сколько условиями опускания — необходимостью иметь достаточную массу для преодоления сил трения. Широкое внедрение прогрессивного способа опускания колодцев в тиксотропнои рубашке позволило во многих случаях отказаться от массивных колодцев и перейти к облегченным конструкциям оболочкам, толщина стен которых не превышает 60 — 80 см.

Оболочки больших диаметров (до 50-60 м) могут быть возведены из монолитного железобетона, что позволяет легко создать нужную массу для погружения колодца. В зависимости от глубины погружения колодца оболочка может собираться по высоте из одного или нескольких ярусов панелей. Длину панелей при глубине погружения колодца менее 15 м следует принимать равной глубине колодца.

В многоярусных конструкциях отдельные ярусы соединяют при помощи сплошной монолитной обвязки, до бетонирования которой сваривают выпуски арматуры из верхних и нижних панелей. Горизонтальные стыки могут быть устроены также и на болтах. Для объединений панелей и выравнивая их по высоте в верхней части устраивают сплошной монолитный пояс. Конструкция ножевой части должна обладать повышенной прочностью и распределять нагрузки от массы колодца на грунт, обеспечивая устойчивость всего сооружения. Ножевую часть выполняют сплошного или ребристого (пустотного) сечения высотой 2-3 м. В стенках колодца должны быть предусмотрены пазы или консольные выступы для опирания междуярусных перекрытий и днища, а также закладные детали для крепления инъекторов и манжет.

Рис.3 Схема подготовки оснований под нож опускного колодца из сборных железобетонных панелей: 1 — нож; 2 -деревянные опорные стойки; 3-шнур для взрывчатого вещества; 4 — деревянные брусья (шпалы); 5 — рым; 6- внутреннее опорное кольцо; 7 — уплотненный щебень; 8 — металлическая пластинка; 9-опорное бетонное кольцо форшахты; 10 — фиксирующий металлический уголок; 11 — металлические упоры; 12 — металлические крепежные болты; 13 — металлический резец

При крупнообломочных грунтах либо при наличии в грунтах валунов, обломков скальных пород, остатков деревьев и других предметов, мешающих погружению опускного колодца, применяют кессоны. Кессон представляет собой жесткую коробчатую конструкцию, имеющую потолок и боковые стенки консоли, располагаемые в нижней части фундамента. В рабочую камеру подается сжатый воздух по трубам, давление которого назначается таким, чтобы уравновесить давление столба воды высотой Н и обеспечить ее отсутствие в рабочей камере. Для сообщения с рабочей камерой, которое необходимо в основном для прохода людей, подачи материалов и оборудования, на шахтной трубе устанавливают шлюзовой аппарат. Разработку грунта часто осуществляют гидромонитором, а его удаление — с помощью эрлифта.

В настоящее время кессоны применяются, когда: подземное сооружение возводится в непосредственной близости от существующих зданий или сооружений и есть опасность выноса или выпора грунта из-под подошвы их фундаментов; подземное сооружение строится в сильно обводненных грунтах. В этих условиях опускной колодец требует больших затрат на водоотлив, и поэтому экономически выгоднее использовать кессон. Кроме того, кессон находит применение при проходке горизонтальных туннелей в водонасыщенных грунтах.

По назначению различают кессоны: для устройства глубоких фундаментов и заглубленных зданий; для выполнения различных строительных работ под водой. По способу опускания кессоны делят на: опускаемые с поверхности земли и из котлованов; островные, погружаемые на местности, покрытой водой, с искусственных островков; наплавные, опускаемые с воды путем затопления кессонной камеры, которой предварительно сообщается плавучесть.

Кессоны для устройства глубоких фундаментов и заглубленных зданий

Форма сечения кессонной камеры — прямоугольная, квадратная или круглая. Стенки камеры наклонные и заканчиваются ножом. Высота камеры от банкетки до потолка принимается не менее 2,2 м. В потолке оставляются отверстия для установки шахтной трубы, патрубков для трубопроводов сжатого воздуха, воды, электроэнергии.

Собственно кессон (рис.4) состоит из кессонной камеры, надкессонного строения, гидроизоляции. Обычно кессонная камера устраивается из железобетона и лишь в редких случаях — из металла.

Рис.4 Схемы устройства кессона: а — для заглубленного здания; б — для глубокого фундамента; 1- кессонная камера; 2 надкессонное строение; 3 — гидроизоляция; 4 -шлюзовой аппарат

Рис.5 Нож кессона а-тупой; б- с резцом; 1- опалубка; 2 — хомуты

Надкессонное строение выполняется в зависимости от назначения кессона как колодец с железобетонными стенками (рис.4, а) или в виде сплошного массива из монолитного бетона или железобетона (рис.4, б). Иногда в конструкции надкессонного строения предусматривается установка по наружному контуру кессона тонких железобетонных плит-оболочек, выполняющих роль внешней опалубки. С внутренней стороны плиты-оболочки снабжается выпусками арматуры или покрываются мелким щебнем (щебеночная шуба). То и другое служит связью для бетона, укладываемого в надкессонное строение.

Гидроизоляция наносится на наружные стенки кессона для защиты от проникания воды внутрь кессона. В качестве гидроизоляции применяются торкрет, покраска битумно-бензиновым раствором, штукатурка из холодных битумных мастик и из горячих асфальтовых растворов, металлические листы, свариваемые в виде ванны. Перед нанесением гидроизоляции поверхность бетона должна быть хорошо очищена от грязи, краски, масляных пятен и т. п.

Поскольку опускные колодцы пли кессоны, погружаемые в тиксотропных рубашках, чаще подвержены кренам, следует, как минимум, в начале и в конце каждой смены производить геодезический контроль вертикальности данного колодца. Навалы опускного колодца на грунтовую стену тиксотропной рубашки могут повлечь за собой смятие инъекционных труб и поломку форшахты.

Геодезический контроль степени вертикальности опускных сооружений обычно выполняется следующим, хорошо зарекомендовавшим себя простым способом. Подготовленное к погружению опускное сооружение разбивается в плане двумя взаимно перпендикулярными диаметрами на четыре сектора.

На наружной поверхности стены по вертикальным линиям, проходящим через концы вышеуказанных диаметров, наносят риски с интервалом, например, в 1 м, разбивая таким образом все сооружение по высоте на несколько ярусов. Риски каждого яруса должны находиться на равных расстояниях от верха или низа колодца. Величина и направление крена, а также общее перемещение вниз определяются нивелиром привязкой отметок рисок одного из, ярусов к реперу. Для того чтобы экскаваторщик, ведущий разработку грунта, мог в любой момент приблизительно определить крен, с внутренней стороны стен закрепляют два отвеса с длиной нити почти на всю глубину колодца. Отвесы располагают в диаметрально противоположных точках.

Источник: studbooks.net

Опускные колодцы

Представляют собой замкнутую в плане и открытую сверху и снизу полую конструкцию, бетонируемую или собираемую из сборных элементов на поверхности грунта и погружаемую под действием собственного веса или дополнительной пригрузки по мере разработки грунта внутри нее (рис.13.1 и 13.2.).

Рис.13.1 Последовательность устройства опускного колодца:

а – изготовление первого яруса опускного колодца на поверхности грунта; б – погружение первого яруса опускного колодца в грунт; в – наращивание оболочки колодца; г – погружение колодца до проектной отметки; д – заполнение бетоном полости опускного колодца в случае использования его как фундамента глубокого заложения

Рис.13.2. Формы сечений опускных колодцев в плане:

а – круглая; б – квадратная; в – прямоугольная; г – прямоугольная с поперечными перегородками; д – с закругленными торцевыми стенками

· Форма колодца в плане определяется конфигурацией проектируемого сооружения См. рис.13.2.

Наиболее рациональной является круглая форма, т.к. стенка круглого колодца работает только на сжатие, и при заданной площади основания обладает наименьшим наружным периметром, что уменьшает силы трения по их боковой поверхности, возникающие при погружении. Плоские же стенки опускных колодцев в основном будут работать на изгиб (что далеко не выгодно), но с другой стороны прямоугольная и квадратная форма позволяет более рационально использовать площадь внутреннего помещения.

· В любом случае очертание колодца должно быть в плане симметричным, т.к. всякая асимметрия осложняет его погружение (прекосы, отклонения).

· Конструкционные материалы для опускных колодцев:

— каменная или кирпичная кладка;

— ж/б- наиболее распространен:

1.Монолитные (только когда форма колодца в плане имеет сложное очертание, нет возможности изготовления сборных элементов, при проходке скальных грунтов и грунтов с большим числом валунов).

2.Сборные (наибольшее предпочтение)

· Погружению колодца в основание сопротивляются силы трения стен колодца о грунт. Для уменьшения трения колодцам придают коническую или цилиндрически уступчатую форму, с использованием тиксотропной суспензии. Оболочка опускного колодца из монолитного ж/б состоит из двух основных частей : 1 – ножевой; 2 – собственно оболочки. См. рис. 13.3.

Рис.13.3. Форма вертикальных сечений монолитных опускных колодцев:

а – цилиндрическая; б – коническая; в – цилиндрическая ступенчатая; 1 – ножевая часть опускного колодца; 2 – оболочка опускного колодца; 3 – арматура ножа колодца

· Ножевая часть шире стены оболочки на 100…150мм со стороны грунта.

· Толщина стен монолитных колодцев определяется из условия создания веса, необходимого для преодоления сил трения.

· Бетон должен быть прочным, плотным (вес) и иметь высокую водонепроницаемость – В35.

· Монолитные ж/б колодцы изготавливают непосредственно над местом их погружения на специально изготовленной выровненной площадке. При hк>10м его бетонирование ведется отдельными ярусами, последовательно. К опусканию преступают только после набором бетоном 100% прочности, что непроизводительно (потеря времени).

· К недостаткам монолитных ж/б опускных колодцев также следует отнести:

— большой расход материалов, не оправданный требованиями прочности;

— значительная трудоемкость, за счет их изготовления полностью на строительной площадке;

· Преимущества монолитных колодцев:

— возможность придания им любой формы;

— отсутствие (как правило) опасности всплытия

· Из сборных опускных колодцев наибольшее распространение получили:

— колодцы из пустотелых прямоугольных элементов (рис.13.4)

Рис.13.4. Сборный опускной колодец из пустотелых прямоугольных блоков:

1 – блоки; 2 – форшахта; 3 – монолитный железобетонный пояс; 4 – нож из монолитного железобетона

— из плоских вертикальных панелей (клепок) (рис.13.5)

Рис.13.5. Сборный опускной колодец из вертикальных панелей:

1 – панели; 2 – форшахта;

· Колодцы из пустотелых прямоугольных элементов выполняют с монолитной ножевой частью, на которой монтируется оболочка из сборных двухпустотных блоков (рис.13.4), без перевязки швов (один на другой). Блоки скрепляются между собой только в вертикальных швах. В результате образуются вертикальные пустоты в блоках на всю высоту колодца, заполняемые в последствии бетоном. Если колодец разбит по высоте, то в верхней части каждого яруса опускания устраивают монолитный пояс.

Рис.Схема расположения пустот в блоках опускного колодца

Наличие в блоках сквозных пустот позволяет регулировать вес колодца при его опускании или для выравнивания при перекосах (заполнение пустот тяжелыми материалами, что также при необходимости удерживает колодец от всплытия).

· Каждая из плоских вертикальных панелей (клепок) представляет собой элемент стены колодца на всю его высоту (рис.13.5). Между собой панели соединяются с помощью петлевых стыков или накладками на сварке.

· При необходимости возведения такого опускного колодца большей высоты стены его наращивают такими же панелями, но уже без ножевой части. При этом в горизонтальном стыке панели верхнего и нижнего яруса соединяют сваркой закладных деталей.

· При высоком уровне УГВ в слабых грунтах и откачке воды изнутри колодца вода проникает внутрь колодца, вызывая механическую суффозию (вымывание и перемещение частиц грунта). Вокруг колодца образуется грунт с нарушенной структурой, поверхность грунта может опускаться, вызывая деформации соседних зданий. Альтернатива данному способу — погружение колодца без откачки воды.

Рис. Схема движения воды (суффозии) при выемке грунта из опускного колодца

· Открытый водоотлив применяют в устойчивых грунтах с относительно малым Кф.

Рис.13.6. Разработка грунта в опускном колодце:

а – насухо с помощью экскаватора; б – под водой с помощью грейфера; 1 – колодец; 2 – башенный кран; 3 – экскаватор; 4 – кран-экскаватор; 5 – грейфер

Эти две схемы погружения колодцев называются:

1.Насухо (при отсутствии подземных вод или с применением открытого водоотлива или водопонижения).

2. С разработкой грунта под водой.

· Выбор способа разработки грунта зависит от размеров колодца, геологических условий строительной площадки и местных условий строительства. Так, например, грейферы применяют для разработки рыхлых песков, легких супесей, галечников и т.д.

· Глубина разработки грунта на одну «Посадку» колодца принимается равной 1,5…2,0м при использовании экскаваторов и бульдозеров и не более 0,5м при применении средств гидромеханизации.

· Разработка грунта под водой осуществляется преимущественно экскаваторами, оборудованными грейфером (рис.13.6 б). В случае очень слабых грунтов (плывуны), чтобы предотвратить их наплыв из-под ножа, рекомендуется поднимать уровень воды в колодце на 1…3м выше УГВ, накачивая в него воду.

Источник: studopedia.ru

Опускной колодец

Опускной колодец — пустотелая (полая) конструкция-оболочка, погружаемая в грунт. Изготавливается преимущественно из бетона или железобетона (как монолитного, так и сборного), в редких случаях — из стали. Конструкция применяется для строительства заглублённых в грунт сооружений (иногда называемых опускными), а также для устройства опор (фундаментов) глубокого заложения, которые передают давление на нижние слои грунта, обладающие большей прочностью. Также опускные колодцы могут являться фундаментами опор железнодорожных мостов в случае их возведения в дисперсных грунтах.

Технология впервые была описана в американском штате Аризона в октябре 1908 года [1] .

В плане опускной колодец чаще всего круглый, но в некоторых случаях может быть эллиптическим или прямоугольным. Очертание наружной поверхности в большинстве случаев цилиндрическое, хотя возможны конический или ступенчатый варианты. С целью более лёгкого погружения опускного колодца в грунт его стены делают вертикальными гладкими или же уступчатыми, имеющими снизу изнутри скос. В нижней части колодца оборудовано заострение (так называемая «консоль»), усиленное металлом (так называемый «нож»), со стальной облицовкой его режущей кромки.

Существует два способа устройства стен опускных колодцев: их либо сразу возводят на полную высоту, либо наращивают по мере того, как колодец погружается в грунт. Саму оболочку изначально устанавливают на поверхности земли, после чего грунт подрабатывается в направлении от центра колодца к «ножу», который, теряя опору с внутренней стороны, под воздействием нагрузки, передаваемой расположенными выше конструкциями, выдавливает грунт внутрь, что приводит к погружению опускного колодца на глубину.

Погружение может производиться как без, так и с откачкой воды из полости; выемка грунта происходит по мере погружения и осуществляется с помощью различных строительных машин (как правило, грейферов или гидроэлеваторов, в некоторых случаях экскаваторов). Как только опускным колодцем при погружении достигается проектная отметка глубины заложения фундамента, его внутренняя полость заполняется бетонной смесью. В зависимости от целей проекта заполнение может происходить как полностью — в случае устройства опор, так и частично — если подземному помещению, устраиваемому внутри колодца, требуется дополнительная защита от воды, — в этом случае образуется опирающееся на грунт днище, выполняющее данную функцию. В верхней части колодца возможно (но не всегда обязательно) устройство распределительной плиты из железобетона для последующего возведения надфундаментной части опоры.

Опускной колодец применяется в том случае, если грунты, обладающие достаточной для реализации конкретного проекта несущей способностью, расположены на глубине более 5 — 8 метров; тем не менее, при глубине, превышающей 20 — 25 метров (особенно в случае водонасыщенных грунтов), их применение не рекомендуется. Как правило, диаметр опускного колодца не превышает 80 метров, в большинстве случаев он меньше. Иногда во внутренней полости крупных опускных колодцев возводятся специальные разделительные перегородки, создающие в ней своего рода отсеки, — это делается с целью обеспечения жёсткости.

В зависимости от конкретного типа грунта технология возведения опускных колодцев имеет свои особенности. Например, в песках и малосвязных грунтах для их устройства применяются виброустановки, а в глинистых грунтах — так называемые тискотропные рубашки (нагнетание глинистого раствора между стенкой колодца и окружающим грунтом, выполняющего роль «смазки» и впоследствии, после добавления в него цемента, затвердевающего). Технология возведения опускного колодца в железнодорожном строительстве также имеет отличия от «традиционной».

Главным достоинством опускных колодцев в качестве фундаментов является отсутствие необходимости в каком-либо сложном оборудовании для их возведения. Тем не менее, подобный способ устройства фундаментов имеет и множество недостатков — одним из главных является риск его отклонения от вертикальной оси при погружении, который устраняется дополнительной пригрузкой колодца сверху или же односторонним подмывом грунта снизу. К другим недостаткам относятся большой объём кладки и повышенная сложность (в ряде случаев невозможность) возведения подобных фундаментов в скальных и водонасыщенных грунтах: в первом случае из-за неровной поверхности, во втором — из-за часто большого количества всевозможных препятствий при опускании, таких как валуны.

Источник: dic.academic.ru

Технология опускного колодца

Опускные колодцы используются при устройстве заглубленных подземных помещений насосных станций, водозаборов, отстойников и прочих сооружений.

Сущность метода опускного колодца

Сооружения, выполняемые методом опускного колодца, могут быть прямоугольной или круглой формы. Прямоугольная или квадратная форма позволяет более рационально использовать площадь внутреннего помещения под оборудование.

Однако опускные колодцы круглой формы более экономичны. Круглый опускной колодец лучше работает на сжатие и меньше подвержен кренам при опускании.

Строительство подземных сооружений методом опускного колодца эффективно при глубине заложения дна колодца от 10 до 25 м. Диаметр колодца может достигать 50 м.

Процесс строительства

На поверхности земли на деревянных подкладках или песчаной подушке бетонируют (либо монтируют из сборных элементов) стены железобетонного сооружения, вес которого (или части которого) должен превышать трение грунта о внешний контур стен этого сооружения при его опускании в грунт.

Нижнюю часть стен скашивают, придавая ей вид лезвия ножа. Сечение ножевой части поверху уширяют наружу относительно расположенных выше стен колодца — это существенно уменьшает периметральную часть стен колодца, испытывающую трение грунта. В образующуюся за уширением пазуху закачивают тиксотропный раствор из бетонитовой глины — он является смазкой.

Опускной колодец: 1 — банкетка ножа; 2 — ножевая часть; 3 — замок из плотной глины; 4 — оболочка; 5 — тиксотропный раствор; 6 — форшахта

Примечание: Форшахта — железобетонная конструкция, устройство, используемое в качестве кондуктора для фиксирования направления основной траншеи по горизонтали и вертикали; обеспечения устойчивости верхней части рабочей траншеи против обрушения в процессе её разработки; выполнения функции кондуктора, направляющего рабочий орган землеройной машины.

После завершения бетонирования всего или, при большой высоте, части колодца, подкладки из-под ножа синхронно удаляют (например, методом оммулятивного отстрела) и колодец опускают, убирая грунт из его внутреннего объема. Копку грунта производят экскаватором, оборудованным стрелой типа «обратная лопата» с емкостью ковша 0,15 — 0,25 м3, грунт грузят в бункеры и удаляют из колодца с помощью подъемного крана.

Эффективно разрыхление грунта гидромониторами, в этом случае удаление пульпы осуществляют по трубам грязевыми насосами.

По достижению ножом проектной отметки армируют и бетонируют днище. Бетон для обеспечения его водонепроницаемости укладывают без рабочих швов, непрерывно, слоями порядка 20 см.

Последовательность устройства подземного сооружения методом опускного колодца

Особенности эксплуатации

При высоком уровне грунтовых вод котлован внутри опускного колодца осушают:

• при небольшом притоке воды — с помощью открытого водоотлива из зумпфов, закладываемых по мере углубления котлована. Вода к зумпфу подводится дренажными канавами. Для откачки применяют грязевые насосы.
• при большом притоке воды — с помощью искусственного водопонижения глубинными насосами. С этой целью котлован за пределами колодца оконтуривают скважинами, в которые погружают глубинные насосы, которые, непрерывно удаляя воду, понижают ее уровень в пределах заданного контура.

Метод кессона

В условиях, когда приток и напор воды невозможно снять водопонижением, опускные колодцы сооружают методом кессона.

Кессон представляет собой герметичную рабочую камеру, имеющую шлюзовые входы для удаления грунта, декомпрессии и эвакуации людей.

Внутри рабочей камеры создают избыточное давление, вытесняющее из нее воду. Разработку грунта внутри рабочей камеры ведут гидромониторами, а его удаление осуществляют в виде пульпы — грязевыми насосами. Возможно также использование механических средств для копки и удаления грунта.

Кессон: 1 — надкамерные стены, 2 — шлюзовой аппарат, 3 — шахтная труба, 4 — потолок кессонной камеры, 5 — кессонная камера, 6 — консоль кессонной камеры с ножевой частью

Обучающий фильм о строительстве опускных колодцев

Технологии и методы опусконого колодца на примере строительства в Таллине показаны в учебном фильме 1971 года, выпущенным на кафедре “Основания и фундаменты” Военно Инженерного Технического Университета (г. Санкт-Петербург).

Источник: xn--b1ae2abcgz.xn--p1ai

Объясняем, что такое опускной колодец и как его построить

Большинство технологий предполагают для укладки колодезных колец использование автокрана или подобного грузоподъемного механизма. Сбросить кольцо в шахту нельзя — оно расколется. Существует метод обсадки шахты без использования кранов и подъемников. Таким способом создается опускной колодец.

Вот так выглядит опускной колодец.

Что такое опускной колодец

Это название носят железобетонные конструкции цилиндрической формы, расположенные в вертикальном направлении. Для монтажа колец используется собственный вес деталей. Облицовка шахты наращивается сверху по мере углубления нижних звеньев в грунт. Особенность данных сооружений заключается в конструкции самого нижнего звена: оно представляет собой железобетонный круговой резец с тонкими стенками. В его нижней части имеются скосы, напоминающие лезвие ножа.

В начале работы резец кладется на землю. Изнутри вынимается грунт, кольцо постепенно опускается вниз. Когда верхняя кромка кольца оказывается ниже уровня земли, на нее устанавливают очередное бетонное кольцо. Процедура повторяется до тех пор, пока шахта не наполнится водой до необходимого уровня.

В конце работы по периметру нижнего кольца заливается бетон и сооружается кессон. Это делается для того, чтобы обсадные кольца не ушли вниз самостоятельно. Технология применяется при строительстве колодцев на глинистой, суглинистой, песчаной почве. На скальных породах метод не используется. Для сооружения источника питьевой воды на собственном участке достаточно двух человек, вооруженных грейфером и ломами.

Достоинства конструкции

Основные достоинства опускного колодца:

• отсутствие необходимости в использовании дорогостоящей специальной техники в виде автокрана или иного подъемного механизма;
• освобождение от трудоемкой работы по рытью котлована;
• экономия бетона;
• возможность проведения строительства на болотистой или сыпучей почве;
• доступность технологии;
• возведение конструкций глубиной до 80 м.

Недостаток — длительность выполнения работ.

Виды колодцев

Монолитный опускной колодец.

Обсадной колодец не всегда предназначен для добывания и хранения питьевой воды.

Он может иметь размеры до 60-80 м в диаметре и возводиться в качестве защитного сооружения для проведения разных операций. Колодец может строиться в монолитном виде или с применением сборных конструкций.

Монолитные

После установки кольца начинают выбирать грунт. Сначала это делается по центру шахты, затем земля удаляется из-под краев резца. Работа продолжается до погружения конструкции на нужную глубину.

Сборные

Часто для опускания на большую глубину применяется сборная конструкция. Она состоит из одинаковых колец, установленных друг на друга и скрепленных между собой разными способами.

Тонкостенные опускные колодцы

Оболочки с тонкими стенками — это пустотелые цилиндры, отлитые из железобетона. Они имеют диаметр 1-3 м и длину 6-12 м. Толщина стенок составляет всего 12 см. При сборке колодезной колонны для соединения звеньев используется сварка или фланцевый шов, который выполняется с помощью болтов. Опускание цилиндров в грунт осуществляется с помощью вибропогружателей.

После погружения полость оболочки заполняется жидким бетоном. Для уменьшения затрат бетона используются усиленные оболочки. Толщина их стенок — 16-20 см.

Тонкостенные оболочки обладают следующими достоинствами:

• изготовление с помощью промышленных методов;
• полная механизация работ;
• широкое использование свойств колодезного фундамента.

Изделия используются при больших нагрузках в ходе строительства мостов, портовых и гидротехнических сооружений.

Советы по проектированию

Варианты опускных колодцев.

Проектирование колодцев опускного типа включает в себя следующие расчеты:

• размеры колец;
• глубина шахты;
• подбор материалов для изготовления конструкции.

При расчетах диаметра колодца необходимо учесть поперечное сечение и толщину блоков, необходимость установки дополнительных перемычек и опасные воздействия на грунт, к числу которых относятся:

• масса сооружения;
• сила трения;
• давление почвы при ее промерзании или подвижках.

При большой глубине шахты в кольцах устанавливаются бетонные перемычки толщиной 0,3-1,2 м или стальные прутья.

Они фиксируются примерно на 50 см выше нижних срезов колец для преодоления силы трения, с наружной стороны стенок делаются уступы, ширина которых не превышает 12 см. Первый уступ делают на высоте 2,5-3 м от нижней части резца.

Силу трения уменьшают с помощью применения метода тиксотропной рубашки. Она образуется из раствора глины, который нагнетается в пространство между грунтом и поверхностью труб и выполняет роль смазки.

Последовательность построения колодца

Колодец копают в следующей последовательности:

• роют котлован;
• делают планировку дна;
• опускают элементы внутренней облицовки.

В колодцах со срубами из древесины и с бетонными кольцами эти работы осуществляют по-разному.

На основе сруба

Многие колодцы на частных участках возводятся с помощью деревянных срубов. Котлован копают лопатами или мини-экскаватором. Деревянную конструкцию постепенно опускают на дно и придают ей вертикальное положение. Швы замазывают глиной.

При заражении воды химическими веществами сооружение засыпается глиной.

Из бетонных колец

Опускной колодец из бетонных колец.

На смену деревянным срубам пришли бетонные изделия. Они обладают большей долговечностью, простотой монтажа и не портят вкус питьевой воды. Сначала выкапывается углубление под кольцо-резак. Его глубина — до 80 см, ширина превышает диаметр кольца на 15-20 см. Грунт извлекается лопатой и ведрами разного объема.

Для работы рекомендуется сооружать треноги с тросами и крюками. С их помощью можно поднимать емкости весом до 500 кг. Проверку самодельных грузоподъемников необходимо производить ежедневно. При опускании кольца ниже уровня почвы на него устанавливается следующее звено.

Пазы герметизируются природными материалами, т. к. синтетические вещества оказывают негативное влияние на качество хранящейся в колодце воды. Лучший материал для герметизации — пенька.

Работа по обустройству колодца продолжается до достижения необходимой глубины. Ее узнают у соседей, имеющих колодцы. Другой способ — копать до появления трех ключей. После этого углубляться нужно лишь на 0,5 м.

После окончания основных работ на дне колодца рекомендуется соорудить фильтр из смеси гравия и песка. Он насыпается слоем толщиной 25-30 см или больше. На глинистых почвах колодцу нужно 2-3 суток для появления в нем чистой воды.

Кессоны и опускные колодцы не являются редкостью. Они используются и для строительства сооружений на собственных участках. Для правильного применения технологии нужно грамотно выполнить необходимые расчеты, принимая во внимание все факторы. Для этой работы стоит привлечь специалистов.

Источник: scvazina.ru