Фундамент опускной колодец технология

Возведение сооружений методом опускного колодца

Метод опускного колодца при строительстве сооружений водопровода и канализации используют при устройстве заглубленных помещений насосных станций, стволов, шахт, водозаборов, а также различных подземных опор и др. Сущность метода состоит в том, что первоначально на поверхности земли возводят стены колодца, оборудованные ножевой частью, а затем внутри его разрабатывают грунт в направлении от центра к периметру стен. За счет подработки грунта стены утрачивают опору с внутренней стороны и под действием собственной тяжести колодец опускается, выдавливая грунт (благодаря специальной конструкции ножа) внутрь.

Опускные колодцы различаются:
по материалу — бетонные, железобетонные, металлические, каменные и деревянные;
по форме (в плане) — круглые, овальные и прямоугольные (рис. 8.2, а); наиболее экономичны колодцы круглой формы; по виду и способу устройства железобетонных конструкций — из монолитного железобетона, сборных тонкостенных панелей и пустотелых блоков;
по технологии опускания — насухо, с водоотливом или искусственным понижением уровня грунтовых вод и без водоотлива с разработкой грунта под водой.

Первым этапом сооружения колодца является устройство основания под нож, которое гарантирует надежное опирание последнего при возведении стен. Существуют основания различных видов. Наиболее распространенный вид — деревянные подкладки на песчаной подушке (рис. 8.2, б). Толщина подкладок около 20 см, длина 2. 3,5 м.

Рис. 8.2. Опускные колодцы
а — формы (в плане): I — круглые; II — прямоугольные; III — с закругленными боковыми стенками; 1 — стенка; 2 — днище; 3 — поперечная стенка; б — подготовка основания под нож стенки: 1 — нож колодца; 2 — деревянные подкладки; 3 — банкетка ножа; в —схема бетонирования стены; 1,3 — соответственно наружная и внутренняя опалубки стены; 2 — приемная воронка для бетонной смеси; 4 — хобот для подачи бетонной смеси; 5 — армокаркас; 6 — щебень; 7 — конструктивная опалубка; г — устройство основания под нож стен, выполненных из сборных панелей: 1 — нож; 2 — опорные стойки; 3 — уплотненный щебень; 4 — монтажные петли; 5 — опорное кольцо из сборных железобетонных блоков; 6 — обратная песчаная засыпка; 7 —форшахта из бетона; 8 — разделительные доски; д — схема расположения фиксированных зон: 1 — колодец; 2 — фиксированные зоны; 3 — берма; 4 — оси фиксированных зон; с схема разработки грунта в колодце насухо: 1 — колодец; 2 —башенный кран; 3, 4 — экскаваторы (прямая и обратная лопата); 5 —тиксотропная рубашка; ж — устройство кессона: 1 — шлюзовой аппарат; 2 — гидроизоляция; 3 —надкессонное строение; 4 — кессонная камера

При монолитном варианте бетонирование стен ведут по ярусам (рис. 8,2, в). Высота яруса определяется из условий допустимого удельного давления на грунт под ножевой частью. Практически колодцы высотой до 10 м бетонируют в один ярус, более высокие — в несколько ярусов при их высоте 6. 8 м. Укладку бетона очередного яруса производят после набора бетоном предыдущего яруса прочности 1,2. 1,5 МПа.

Устройство стен из сборных железобетонных плоских панелей длиной до 12 м, шириной 1,4. 2 м и толщиной 0,4. 0,8 м предусматривает создание специального основания, выполненного в предварительно отрытой траншее глубиной до 0,8 м (рис. 8.2, г). Вначале бетонируют форшахту, затем отсыпают песчаную подушку (с послойным уплотнением), укладывают сборные плиты опорного кольца и устраивают щебеночное основание. После этого устанавливают стеновые панели, соединяя их между собой пластинами (на сварке), и бетонируют вертикальный стык. При устройстве колодцев глубиной более 12 м стены наращивают такими же панелями, но без ножевой части.

По окончании устройства стен приступают к погружению колодца под действием его собственной силы тяжести. При опускании колодца насухо применяют три схемы разработки и выдачи грунта из колодца.

По первой схеме грунт разрабатывают бульдозерами, экскаваторами на гусеничном ходу и выдают на поверхность кранами в бадьях. При внутреннем диаметре колодца до 20 м используют экскаваторы с объемом ковша 0,25. 0,4 м 3 , свыше 20 м — с объемом ковша 0,65. 1,25 м 3 . В колодцах диаметром более 32 м работы ведут не менее двух экскаваторов. Бульдозер используют для срезки и сброса грунта в отвалы для удобства погрузки его в бадьи. Грунт разрабатывают в следующей последовательности: первоначально — в средней части колодца на глубину 1,5. 4 м (в зависимости от размера колодца), оставляя вблизи ножа берму шириной 1. 3 м; далее, уточнив места и размеры фиксированных зон (рис. 8.2, д), производят послойную (10. 15 см) срезку грунта бермы на участках между фиксированными зонами (момент начала погружения колодца). Если после полной разработки этих участков бермы (до уровня банкетки ножа) колодец не опускается, то начинают разработку грунта фиксированных зон. При первых подвижках колодца переходят к разработке грунта в средней части и т. д. По мере погружения колодца размеры фиксированных зон уменьшаются до полного исключения, при необходимости разрабатывают (вручную) грунт под ножевой частью.

Грунт грузят в саморазгружающиеся бадьи вместимостью от 2 до 5 м краном соответствующей грузоподъемности, поднимающим их на поверхность (рис. 8.2, е). Количество кранов определяется из расчета обеспечения требуемой производительности работы экскаватора. Поднятый на поверхность грунт грузят в самосвалы и отвозят в отвал или для других целей.

По второй схеме предусматривается разработка грунта грейфером. Для этого используют двух-, трех- и четырехлопастные грейферы вместимостью 0,5. 1,5 м 3 . Грейферами разрабатывают грунт I и II групп. Для грунтов III группы используют грейферы вместимостью более 1 м . Последовательность разработки грунта кольцевыми траншеями — от центра к стенам или радиальными траншеями от середины поочередно к дальней и ближней стенкам относительно крана.

При третьей схеме разработки грунта используют гидромеханизированный способ. Возможны три варианта рассматриваемого способа: разработка гидромониторами и транспортировка на поверхность земснарядами или углесосами; разработка гидромониторами и подъем на поверхность гидроэлеваторами; разработка экскаватором и выдача на поверхность средствами гидромеханизации.

Опускание колодца без водоотлива производят при большом притоке воды, когда выполнять водопонижение экономически нецелесообразно. В этом случае грунт разрабатывают и подают из-под воды грейфером.

При строительстве колодца в сильно обводненных грунтах или вблизи существующих зданий и сооружений, когда есть опасность выноса или выпора грунта из-под подошвы фундаментов, применяют кессон (рис. 8.2, ж). Кессонную камеру устраивают из железобетона (в редких случаях — из металла). Высота камеры от банкетки до потолка не менее 2,2 м. Плотный грунт в кессонной камере разрабатывают вручную с использованием отбойных молотков, пневмобуров и взрывного способа, а слабые — средствами гидромеханизации. При ручной разработке первоначально по контуру камеры на некотором расстоянии от банкетки отрывают траншею шириной около 1 м на глубину посадки кессона, но не более 40 см. Затем разрабатывают грунт между траншеей и ножом, оставляя перемычки нетронутого грунта. После посадки кессона (на 30. 40 см) ведут послойную разработку грунта центральной части, а также новых траншей, затем цикл повторяется.

Во всех случаях погружение колодца сопровождается преодолением сил трения на поверхности стен. Для уменьшения этих сил применяют способ погружения в тиксотропных рубашках. Принцип его заключается в том, что ножевую часть колодца делают с уступом наружу на 10. 15 см относительно вышерасположенной стены, вследствие чего при погружении в грунт вокруг стен образуется полость. Чтобы грунт не обрушивался, полость заполняют глинистым раствором с тиксотропными свойствами. В результате трение наиболее значительной величины имеет место только на наружной боковой поверхности ножа. Преимущество такого способа погружения колодца способствует значительному уменьшению толщины стен; возможности применения сборных стеновых панелей; отсутствию опасности «зависания» колодца; легкому исправлению возможных кренов колодца при опускании.

Источник

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.

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

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.

Советы по проектированию

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

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