книги / Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Основания и фундаменты

I.КЕССОНЫ

§НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

ИВИДЫ КЕССОНОВ

Внастоящее время кессоны применяются для устрой­ ства в водоносных грунтах на суше или на местности, по­

крытой водой, глубоких фундаментов под тяжелое про­ мышленное оборудование (тяжелые молоты, крупные прессы и др.) и подземных (опускных) сооружений — на­ сосных станций и водозаборов, цехов крупного дробле­ ния руды, непрерывной разливки стали и т. п.

Рис. 13.1. Схемы устройства кессона

ные ipjOu; 4 — шлюзовой аппарат; 5 — гидроизоляция; 6 —

защитная стенка

В тех случаях, когда кессоны используются в ка­ честве фундаментов, основанием для них целесообразно выбирать скальные и полускальные породы или малосжимаемые грунты, если они залегают на глубине мень­ шей, чем 35—40 м от уровня воды.

Применение кессонов в указанных случаях бывает наиболее целесообразным, если использование другихспособов устройства глубоких фундаментов связано с опасностью выноса или выпора грунта из под подошвы

фундаментов смежных зданий. Кессоны применяются, кроме того, при ремонтных работах под водой. Конструк­ ции кессонов чрезвычайно разнообразны. Их подробное описание можно найти в литературе [2 ].

В любом случае кессон (рис. 13.1) состоит из следую­ щих основных частей: кессонной камеры (собственно кес­ сона), шлюзового аппарата и шахтных труб. Камеры устраиваются преимущественно железобетонными, шлю­ зовой аппарат и трубы — стальными.

Классификация кессонов по назначению

1. Кессоны — глубокие фундаменты, камеры кото­ рых входят в состав возводимых сооружений (опор мостов, водоприемных колодцев и насосных станций, подземных хранилищ и др.).

2. Съемные кессоны, опускаемые под воду только на время выполнения в камере строительных работ и под­ нимаемые затем для использования их на других объектах.

Классификация кессонов по способу опускания

1.Кессоны, опускаемые с поверхности земли и из котлованов.

2.Кессоны островные, опускаемые на местности, покрытой водой, с искусственных островков.

3.Кессоны наплавные, опускаемые непосредственно

своды путем затопления кессонной камеры, которой предварительно сообщается плавучесть,

Кроме того, кессоны разделяются по направлению опускания: на кессоны вертикальные (прямые) и наклон­ ные (косые). Последние в настоящее время не приме­

няются.

Последовательность производства кессонных работ приводится на рис. 13.2. Сооружается кессонная камера (а); устанавливаются шахтные трубы и шлюзовой ап­ парат (б); одновременно могут строиться компрессорная и насосная станции, а также монтироваться их обору­ дование, Затем в камере разрабатывается грунт и про­ исходит постепенное опускание кессона (а). По мере опускания возводится надкессонное строение (за исклю­ чением случаев, когда это было выполнено перед началом опускания). Наращиваются (в случае необходимости) шахтные трубы (<?). По достижении кессоном проектной отметки (д), происходит заполнение камеры бетоном или песчаным грунтом и съем шлюзового аппарата и шахтных труб, после чего заканчиваются работы по воз­ ведению надкессонного строения (г).

Грунт разрабатывается или вручную с использова­ нием механизированного инструмента (отбойные молотки, перфораторы), или гидромеханическим способом. Для рыхления скального и полускального грунтов применя­ ется взрыв|ой способ.

§2. ЭЛЕМЕНТЫ КЕССОНА И ЕГО ОБОРУДОВАНИЕ

Ке с с о н н а я к а м е р а . Она состоит из по­ толка и скошенных книзу стен (консолей), заканчиваю­ щихся ножом (рис. 13.4, а и б). Высота камеры от бан-

е)

Устройство и последовательность выполнения работ при применении наплавного съемного кессона показаны на рис. 13.3.

Он состоит из кессонной камеры 1, замкнутой ка­ меры равновесия 2, открытых сверху средней шахты 3 и окружающих ее со всех сторон четырех регулировоч-

кетки ножа до потолка камеры должа быть не менее 2,2 м. В потолке камеры оставляются отверстия для про­ хода в шахтные трубы и закладываются патрубки для различных трубопроводов для пропуска электропроводки.

Ш л ю з о в о й а п п а р а т . Шлюзовой аппарат и шахтные трубы служат для сообщения с кессонной камерой — входа и выхода из нее людей, выдачи из кес­ сона грунта и подачи в камеру необходимых материалов.

Рис. 13.5. Шлюзовой аппарат системы Н. И. Филиппова

звена 2 м. Последнее разделено вертикальной перегород­ кой на две шахты — людскую 12 и грузовую 13. Через стенки трубы в людской шахте пропущены и закреплены металлические стержни 14, которые служат ступенями лестницы. Фланцы нижнего звена шахтной трубы прибалчиваются к фланцу половинки звена (полутрубка), заделываемого в потолке кессонной камеры.

Взависимости от габаритов кранового оборудования

нпорядка ведения работ по устройству надкессонного

строения шахтная труба может собираться не сразу на всю высоту, а наращиваться в несколько приемов по мере опускания кессона. Во время наростки трубы она

камеры устанавливаются гидромониторы, для удаления грунта из камеры и перемещения его по напорному пульпо­ проводу— гидроэлеваторы. Гидромониторы и гидро­ элеваторы крепятся к потолку камеры. Количество гид­ ромониторов назначается в зависимости от размеров камеры: один гидромонитор на 150—200 м'1 при песчаных грунтах и супесях и 100—150 м г — при суглинках и глинах. Предельный радиус действия гидромонитора: для песчаных грунтов и супесей 1 0 — 1 2м\ для суглинков и глин — 6 —7 м. Количество гидромониторов зависит от числа и расположения гидроэлеваторов: на два гид­ ромонитора полагается один гидроэлеватор.

Воду для гидромеханизационной установки подают центробежными насосами. Параметры и количество последних определяются в соответствии с удельными рас­ ходами и оптимальными скоростными напорами монитормой воды для размыва и перемещения грунта:

В о з д у х о п р о в о д ы . Подача воздуха в кес­ соны от воздухосборника компрессорной станции про­ изводится по двум ниткам магистрального воздухопро­ вода, диаметр которого устанавливается в зависимости от его длины и расчетного расхода воздуха. Перед кессо­ ном на каждой нитке магистрального воздухопровода устанавливаются три патрубка, к которым присоеди­ няются трубы, соединяющие магистральный воздухо­ провод с кессоном. По двум из них воздух подается в кессонную камеру, по третьей — в центральную камеру шлюзового аппарата.

Для удаления избытка воздуха и для вентиляции устанавливаются сифонные трубки с запорными кранами и приспособлениями (чтобы можно было присоединять гибкие рукава и удалять воздух из разных мест кессонной камеры). Общее сечение сифонных труб должно быть не

все виды песков; верхний предел величин дан для песков, имеющих некоторую связность {число пластичности до 1). В остальных разновидностях грунтов нижний н верхний пределы величин

обусловлены соответственно меньшей или большей структурной связностью.

Для грунтов, содержащих гравий или щебень, q следует увеличивать умножением табличных величин на коэффициент k,

Э л е к т р о о б о р у д о в а н и е . В шлюзовом ап­ парате системы Филиппова устанавливаются электро­ моторы подъемного механизма мощностью 12 кет. Осве­ щение в кессонах электрическое напряжением не свыше 36 в. Питание осветительных установок обеспечивается двумя независимыми источниками (общая осветительная сеть и установленные вне кессона аккумуляторы).

В кессонной камере и центральной камере шлюзо­ вого аппарата должны быть установлены телефонные аппараты для связи с компрессорной станцией.

§ 3. РЕЖИМ ВОЗДУШНОГО ДАВЛЕНИЯ И ПОТРЕБНОСТЬ В ВОЗДУХЕ ПРИ ОПУСКАНИИ КЕССОНА

а) Режим воздушного давления в камере кессона

Избыточное воздушное давление в кессоне иа каж­ дой стадии его опускания при разработке грунта насухо должно быть не менее гидростатического

где рв — избыточное воздушное давление в am (в кг/см2);

Н— гидростатический напор на уровне банкетки ножа в м\

у— удельный вес воды в т/м9.

Избыточное воздушное давление в кессонах, опуска­ емых средствами гидромеханизации, должно удовлетво­ рять равенству («режим пониженного давления»)

Избыточное воздушное давление в кессоне является одной из главных сил, оказывающих сопротивление его опусканию. По мере заглубления кессона в грунт силы, препятствующие его опусканию, в том числе избыточное воздушное давление, возрастают. При некоторых уровнях они могут сравняться по величине с весом кессона и на­ ходящейся на нем кладки, вследствие чего опускание прекращается. В этом случае на короткий срок снижают давление воздуха в кессонной камере и производят так называемые «форсированные» посадки. Последние нередко приводят к наплыву грунта в камеру. Снижать воздуш­ ное давление при форсированных посадках разрешается не больше чем на 50% против установленного для данной глубины опускания [2]. При наличии постоянных со­ оружений в пределах призмы обрушения они не до­ пускаются.

б) Расход воздуха в кессоне

На каждом этапе опускания кессона расход воздуха рассчитывается исходя из необходимости пополнения утечек воздуха из кессона и выполнения санитарных тре­ бований по вентиляции рабочих помещений кессона.

При подаче воздуха в кессон имеют место следующие потери:

1 ) расход воздуха при шлюзовании;

2 ) утечка воздуха под нож кессона (при режиме пониженного давления эта утечка невозможна);

3) утечка воздуха через неплотности в швах шлю­ зов, шахтных труб, потолка и консолей кессонной ка­ меры.

Расход воздуха в железобетонных кессонах на по­ полнение утечек определяется по формулам:

1 ) кессоны с надкессонным строением из сплошной кладки и при разработке грунта насухо

' 2 ) кессоны с надкессонным строением из отдельных. стен (опускное сооружение) при разработке грунта насухо

Q = (0,75а) + 250п) У р в (рв + 1) + си / а Г+Т; (13.4)

3) кессоны с надкессонным строением из сплошной кладки при разработке грунта гидромеханическим спо­ собом

4) кессоны с надкессонным строением из отдельных стен при разработке грунта гидромеханическим способом

где Q — расход воздуха в приведенных условиях (при

рв — 0 ) в м9/ч; со — площадь потолка кессона, ограниченная внут­

рв — избыточное воздушное давление в кессоне в

кг/см2;

с— коэффициент утечки через консоли и под нож (см. ниже);

в) Мощность компрессорных установок

Рабочая мощность компрессорных кессонных уста­ новок для данных условий опускания кессона рассчи­ тывается по максимальному расходу воздуха, вычисля­ емому по формулам (13.3)—(13.7). Установка должна иметь, кроме того, резервную мощность: при одном ра­ бочем компрессоре — не меньше 1 0 0%, при двух — не меньше 50%, при трех и более — не менее 33% от рабо­ чей мощности. Производительность резервных компрес­ соров должна быть не менее производительности наиболее мощного рабочего компрессора.

Для снабжения воздухом пневматического инстру­ мента предусматриваются специальные компрессоры, а подача воздуха от них к инструменту производится через отдельный воздухопровод.

§ 4. РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ КЕССОНОВ

а) Общие положения

Расчет конструкции кессона производится на дей­ ствие нагрузок, которым он будет подвергаться при опус­ кании, после определения размеров в плане и глубины заложения фундамента или сооружения, в состав кото­ рого кессон входит. Нагрузки, которым подвергается кессон, зависят от условий его опускания, характера грунтов, проходимых кессоном, режима воздушного дав­ ления в кессоне, конструкции и способа возведения надкессонного строения.

Рис. 13.6. Силы, действующие иа кессон в процессе его опускания

Наплавные кессоны рассчитываются с учетом усло­ вий работы этих кессонов в процессе транспортирования их к месту опускания и погружения на дно.

В процессе опускания кессона на него действуют следующие нагрузки (рис. 13.6):

1 ) собственный вес кессонной камеры </';

2 ) вес надкессонного строения (вместе с весом грунта

иводы, находящихся над уступами), шлюзовых аппаратов

ишахтных труб д;

3)избыточное давление воздуха внутри камеры: вертикальное на потолок камеры S и горизонтальное — на консоли и;

4)горизонтальное давление — на внешнюю поверх­ ность камеры и надкессонного строения воды W и грунта

коэффициент трения грунта о бетон, принимаемый рав­

В том случае, если надкессонное строение сплошное (каменная или бетонная кладка), то следует считать, что нагрузка от него передается главным образом на консоли.

Рис. 13.7. Эпюра давления на потолок кес­ сона

Отношение п наибольшей высоты параболы /г к расчетному пролету I потолка принимается в зависимости от рода надкессонной кладки; для бетонной кладки п

0,825; бутобетонной — я == 0,90; бутовой — п 1,00. Ординаты эпюры давления грунта под консолью могут быть приняты прямо пропорциональными глубине погружения в грунт соответствующих точек консоли. Тогда составляющие силы R Tp, приходящиеся на банкетку ножа и наклонный участок консоли, определяются из

выражений:

Расстояние точки приложения силы Rrp от наружной кромки ножа

Горизонтальная составляющая реакции грунта под консолью — распор (точка приложения ее находится на

где а — угол наклона консоли к горизонту;

Р— угол трения между грунтом и наклонным уча­ стком консоли.

Соотношение этих нагрузок на протяжении всего процесса опускания непостоянно. Поэтому при расчете кессона определяются нагрузки, действующие на кессон на отдельных этапах его опускания, для того чтобы найти, на каком этапе сочетание нагрузок окажется самым невыгодным для того или иного конструктивного элемента камеры.

Рассматриваются следующие расчетные положения кессона:

1. Кессон оперт на подкладки, оставленные в фик­ сированных точках. В этом случае проверяется проч­ ность конструкции кессона в целом на изгиб в конце спуска ее с подкладок. Вместе с тем может быть постав­ лена задача отыскания выгодного местонахождения фик­ сированных точек. Выгодным положением будет такое, при котором изгибающие моменты в сечениях над фик­ сированными точками будут равны максимальному из­ гибающему моменту в пролете между ними.

2. Кессон снят с подкладок и стоит на поверхности грунта; на потолке возведена часть надкессонного строения.

3. Кессон опущен на проектную глубину, при этом ножевая часть.врезалась в грунт на некоторую глубину t. Давление воздуха в кессоне вследствие форсированной его посадки равно 50% от расчетного для данной глубины опускания.

4.То же положение, но давление воздуха равно рас­ четному.

5.То же, но ножевая часть очищена от грунта.

Для расчета железобетонного кессона со сплошным потолком и консолями из тела его выделяется расчетный элемент, ограниченный двумя плоскостями, нормальными к продольной оси кессона и отстоящими друг от друга на расстоянии 1 м.

При расчете железобетонных пустотелых (ребристых) или металлических кессонов выделяется элемент между поперечными балками или фермами.

Сечение и армирование торцовых (поперечных) консолей и прилегающих к ним участков потолка кес­ сонной камеры делаются одинаковыми с принятым се­ чением и армированием расчетного элемента.

При отношении длин продольной и поперечной сто­ рон кессона два и более все вертикальные силы, дейст­ вующие на кессон, необходимо относить к 1 пог. м пери­ метра кессона; при отношении, меньшем двух, распреде­ ление расчетных нагрузок производится по продольным и поперечным направлениям.

§ 5. СВЕДЕНИЯ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВЩИКОВ ОБ ОСОБЕННОСТЯХ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

Если кессон опускается на суше, то, чтобы сократить глубину его опускания в целях упрощения и удешевления работ, верхние сухие грунты проходят открытым котло­ ваном с откосами. Дно котлована находится по крайней мере на 0,50 м выше уровня грунтовых вод.

Если кессон опускается на местности, покрытой во­ дой, то камера изготовляется на подмостях (плавучих или свайных) или под нее отсыпается искусственный ост­ ровок. Площадки подмостей или поверхность островка,

на которых изготовляются оболочки, возвышаются не менее чем на 0,50 м над наивысшим горизонтом воды, который возможен в период от начала изготовления кес­ сона до момента снятия его с подкладок.

Если акватория, на которой опускается кессон, подвержена волнёнию, то при назначении отметки пло­ щадки подмостей и поверхности островков учитывают

ивысоту максимальной для данного места волны. Остро­ вок предохраняется от размыва мощением или другими средствами. При большой высоте островков их ограждают шпунтовым рядом.

Искусственные островки устраиваются из песчаных

игравелистых грунтов. Бермы островков имеют ширину не менее 1,5 м при наличии ограждения и не менее 2 м — при отсутствии такового. Дно акваторий (реки, водоема

ит. п.), имеющее в месте опускания наплавного кессона уклон более 1/20, должно быть предварительно спланиро­ вано путем срезки грунта или подсыпки дренирующими грунтами. Размеры спланированной площадки назнача­ ются с учетом устройства бермы шириной не менее 2 м

вокруг опускаемого кессона.

При устройстве кессонной камеры нож ее опирается на подкладки, уложенные в грунт. Размеры и количество подкладок определяются из расчетного сопротивления грунта, на который они укладываются. Подкладки углубляются в грунт на половину их высоты и плотно подбиваются песком.

Для уменьшения сил трения между грунтом и желе­ зобетонным кессоном наружная поверхность последнего должна быть ровной и гладкой. Поэтому щиты наружной опалубки хорошо пригоняются друг к другу и оструги­ ваются со стороны, обращенной к бетону.

В проекте намечается такой порядок удаления под­ кладок, при котором усилия, действующие на кессон, не выходили бы за пределы расчетных. Места подкладок, удаляемых в последнюю очередь, точно фиксируются в проекте.

При возведении кессонной камеры на слабых и неоднородных грунтах возникает опасность ее перекоса. В таких случаях в проекте предусматривается установка под потолок камеры шпальных клеток. При опускании кессона в полускальных и скальных грунтах возникает опасение соприкасания наружных стенок кессона с по­ верхностью скалы, вследствие чего он может быть зажат. Во избежание этого необходимо при подработке грунта из-под ножа кессона захватывать грунт, находящийся

оперт на полускальный или скальный грунт, кровля которого наклонна, можно для уменьшения скальных работ не выравнивать ее под одну горизонтальную пло­ скость, а спланировать уступами.

Работа людей в кессоне при избыточном давлении воздуха небезопасна для их здоровья. Комплекс болез­ ненных явлений, могущих возникнуть при работе под повышенным давлением, называется кессонной болезнью, последствия которой могут быть тяжелыми. Профилак­ тика этой болезни требует соблюдения специальных норм, регламентируемых правилами безопасности при выпол­ нении кессонных работ [5], которые учитываются при составлении проекта.

На каждого работающего в кессоне подается не менее 25 м3 сжатого воздуха в 1 ч [см. формулу (13.7)]. Тем­ пература воздуха в рабочей камере при избыточном

Состав бригад кессонщиков, занятых на разработке грунта и выдаче его из шлюзового аппарата, зависит от рода грунта, способа его разработки и площади кессона,

§ 6 . НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И ВИДЫ ОПУСКНЫХ КОЛОДЦЕВ

а) Общие сведения

Метод опускных колодцев применяется для устрой­ ства глубоких фундаментов, а также глубоких подземных частей сооружений (водозаборов, насосных станций, зда­ ний крупного дробления руды и т. п.) в тех случаях, когда можно обойтись без сжатого воздуха.

Сущность метода состоит в следующем: непосред­ ственно на месте, отведенном для будущего сооружения, возводится или устанавливается заранее изготовленный опускной колодец, представляющий собой бездонный ящик с железобетонными стенами. Далее колодец по­ степенно опускается до проектной отметки, грунт из его внутренней полости извлекается, и колодец полностью пли частично заполняется бетоном.

В настоящее время используются опускные колодцы двух видов:

гравитационные (массивные), погружение которых происходит под действием собственного веса;

колодцы-оболочки, погружаемые при помощи спе­ циальных вибрационных машин.

В качестве дополнительного воздействия при погру­ жении колодцев обоих видов могут применяться подмыв, нагнетание за стенки глинистого раствора и статическая пригрузка.

На рис. 13.9 приведена схема устройства массивного опускного колодца под глубокий фундамент. Вначале изготавливается весь колодец или при большой глубине опускания только его часть (а). Затем, удаляя грунт из

Рис. 13.10. Разработка грунта в опускном колодце подводным способом при помощи гидроэлеватора

/ — гидроэлеватор; 2 — грунт; 3 — подмывная труба ф 38 мм; 4 — труба ф 100 мм; 5 — пульпо­ провод ф 200 мм

грунт с водоотливом рационально только в том случае, если исключена возможность наплыва грунта под ноже­ вую часть внутрь колодца извне. Наплыв грунта ведет к

колодца, заставляют его постепенно под действием соб­ ственного веса погружаться (б). Наростки колодца (г) производятся или по мере опускания, или в перерывах между отдельными этапами опускания.

заполняется бетоном на всю высоту (д) или только частич­ но для образования днища подземной части здания. Разработка грунта в колодце и заполнение его может

увеличению объема грунта, извлекаемого из колодца при его погружении, а, кроме того, может повести к осадкам и даже серьезным деформациям соседних сооружений.

Применение массивных опускных колодцев на участ­ ках с подвижными грунтами при наличии постоянных сооружений в пределах призмы обрушения грунта за контуром опускного колодца не допускается. Использо­ вание опускных колодцев без водоотлива возможно только в грунтах, поддающихся размыву и не содержа­

щих в себе крупных прочных включений. Устройство опускных колодцев с толстыми стенками без водоотлива затруднено, если основанием служит скала и тем более скала, кровли которой залегает наклонно. Опереть но­ жевую часть оболочки на скальное основание так, чтобы она плотно соприкасалась с основанием по всему пери­ метру без выполнения очень трудоемких и дорогих под­ водно-технических работ, невозможно.

Рис. 13.11. Формы опускных колодцев в вертикальном сеченни

Прежде колодцу придавали форму, близко соот­ ветствующую конфигурации надфундаментного строе­ ния. Опыт показал, что круглые в плане колодцы имеют ряд существенных преимуществ перед колодцами какойлибо другой формы, — они просты в изготовлении, весьма экономичны по расходу арматуры; кроме того, при пог­ ружении таких колодцев в грунт легче избежать переко-

размеров допускаются и другие формы — прямоуголь­ ная, ячеистая и пр.

По форме стен массивным колодцам (рис. 13.11) придают цилиндрическую (а), коническую (б) и уступ­ чатую (в) формы. Колодцы конической и уступчатой формы экономичней по расходу материалов. Стены таких колодцев легче опускаются в грунт, но им присущи н существенные недостатки. Изготовление их более сложно, чем цилиндрических, а опускание сопровождается столь значительным разрыхлением грунта вокруг них, что возникает угроза устойчивости находящихся вблизи со­ оружений. Кроме того, при ступенчатом или коническом профиле труднее избежать перекосов при погружении.

Массивные опускные колодцы могут устраиваться весьма значительных размеров — площадью до 2 0 0 0 м2 и глубиной заложения до 30—35 м.

б) Конструкции гравитационных (массивных) опускных колодцев

В настоящее время для сооружения опускных ко­ лодцев используется монолитный или сборный железо­ бетон. Стены колодцев из монолитного железобетона снабжаются, как правило, двойной арматурой, коли­ чество которой определяется по расчету (см. ниже). Примеры конструирования массивных колодцев из мо­ нолитного железобетона можно найти в работе [4].

Сборные железобетонные опускные колодцы соби­ раются из двухпустотных железобетонных блоков, из­ готовляемых на заводе (рис. 13.12 и 13.13). Соединение блоков между собой по вертикали производится с по­ мощью напрягаемой арматуры, устанавливаемой в преду­ смотренные для этой цели пазы на наружной и внутрен­ ней поверхностях блоков (рис. 13.14). Эта арматура стя-

сов, чем при любой другой форме. Поэтому, если для устройства глубоких фундаментов или подземных со­ оружений выбирается метод опускных колодцев, то следует по возможности применять колодцы круглого сечения, придавая и надфундаментному строению очер­ тание, близкое к круглому.

В том случае, если соотношение сторон фундамента или подземной части сооружения в плане велико, ко­ лодцу придают продолговатую форму — чаще в виде прямоугольника с полукруглыми торцовыми сторо­ нами, — или эллипсовидную. Для колодцев крупных

гивает блоки по вертикали и предупреждает возможные разрывы колодца при его заклинивании и зависании во время опускания. После установки и натяжения арма­ туры пазы заполняются жестким бетоном. Соединения блоков в горизонтальном направлении осуществляются сваркой закладных частей. Полости блоков по мере воз­ ведения колодца засыпаются гравием, который, во-пер­ вых, увеличивает его вес, доводя коэффициент погруже­ ния до необходимых значений и, во-вторых, является дренажным слоем, по которому вода, просочившаяся через возможные поврежденные места гидроизоляции.

Рис. 13.13. Двухпустотный стеновой блок заводского изготовления для колодца, приведенного на рис. 13.12

Рис. 13.14. Вертикальный стык стеновых блоков

/ — бетон марки 300; 2 — битумная пробка; 3 — напрягаемая арматура

направляется вниз и собирается в зумпф (рис. 13.15), откуда удаляется насосом.

Для воспрепятствования проникновению воды в ко­ лодец через вертикальные швы между блоками в них

Рис. 13.15. Зумпф для откачки воды из сборного колодца

J — зумпф; 2 — насос; 3 — канал для стока воды; 4 — железо­ бетонные блоки; 5 — гравий; 6 — гидроизоляция

устраиваются пазы, заливаемые битумом, образующим вертикальные пробки (рис. 13.14). В настоящее время в сборных опускных колодцах применяются два типа

150 X 150 мм и на нее после сборки колодца наносится торкрет слоем 25—30 мм (рис. 13.17).

При наличии стальной гидроизоляции вертикальная напрягаемая арматура становится излишней и не ста­ вится; форма блоков в связи с отсутствием пазов упро-

щается. Стальные листы гидроизоляции являются одно­ временно и средством соединения блоков между собой, а также служат арматурой колодца.

Описание конструкций, методов изготовления и мон­ тажа колодцев-оболочек панельного типа приводится в трудах ВНИИГС [14], где даны также примеры уст­ ройства опор и опускных сооружений с применением таких колодцев. В первом случае по окончании погру­ жения и выемки грунта колодец заполняется бетоном, во втором — устраивается днище, и в необходимых случаях облицовываются стены.

Рис. 13.17. Схема установки блоков и стыкования листов стальной гидроизоляции

1 — торкрет; 2 — сетка; 3 — стальной лист; 4 — стальная на­ кладка для соединения блоков

в) Колодцы-оболочки

Этот вид опускных колодцев применяется сравни­ тельно недавно, но уже получил широкое распростра­ нение в связи с появлением вибрационного метода погру­ жения. Благодаря этому методу вес колодцев может быть минимальным. Колодцам-оболочкам придается круглая (кольцевая) форма. Толщина их по всей высоте посто­ янна.

В настоящее время используются два типа колодцевоболочек:

1 ) собираемые из монолитных звеньев, соединяемых между собой при наращивании;

2 ) сборно-панельного типа, отличающиеся продоль­ ным членением звеньев на отдельные скорлупы-панели, изготавливаемые на заводах и соединяемые между собой на строительной площадке. Звенья соединяются на бол­ товых фланцевых или сварных стыках. Хотя известны отдельные случаи применения колодцев-оболочек из мо­ нолитных звеньев диаметром до 4—5 м, их наиболее рационально использовать при диаметре колодца до 3 м. В этом случае звенья могут изготавливаться заводским способом (либо на центрифугах, либо в вертикальных стальных формах), а затем железнодорожным транспор­ том перевозиться на объект.

Колодцы-оболочки из монолитных звеньев приме­ няются главным образом для устройства глубоких фун­ даментов (опор мостов и гидротехнических сооружений, тяжелых промышленных объектов).

Описание конструкций колодцев-оболочек из моно­ литных звеньев и методов их изготовления можно найти в работе [7].

Колодцы-оболочки панельного типа целесообразно применять при диаметре 3 м и более. Для изготовления скорлупкиацелей таких колодцев служат специальные вибропрокатные машины. Экспериментальная сборка панелей в звенья производится с помощью сборочных кондукторов на строительных площадках.

§ 7. РАСЧЕТ ОПУСКНЫХ КОЛОДЦЕВ а) Определение основных размеров

Основные размеры в плане и глубина погружения опускного колодца определяются:

1 ) при его использовании для устройства подземного

2 ) при использовании опускного колодца для воз­ ведения глубокого фундамента — по расчету последнего на действие эксплуатационных нагрузок в соответствии с указаниями, приведенными в § 6 гл. 4 или для фунда­ ментов под машины § 2 и 3 гл. 9.

В случаях применения для устройства глубоких фундаментов колодцев-оболочек их основные размеры рекомендуется вычислять в соответствии с Указаниями по расчету фундаментов из оболочек диаметром свыше 1 м Минтрансстроя [10]. При использовании опускных колодцев для возведения подземных сооружений на за­ вершающем этапе проектирования необходим расчет на невозможность всплытия сооружения, который выпол­ няется по формуле

■ ayBV, (13.11)

где Q — полный вес сооружения (без временных нагру­

зок) к моменту окончания бетонирования днища;

а — коэффициент, равный 0,9;

YB— объемный вес воды, равный 1 т/м3;

V — объем части сооружения (по наружному очер­ танию), находящейся ниже уровня воды.

б) Расчет стен массивных опускных колодцев

Стены таких колодцев рассчитываются на действие боковых горизонтальных сил активного давления грунта (см. гл. 8 ), а если колодец опускается с водоотливом, то и на действие давления воды.

Круглые колодцы

Толщина стен круглого колодца вычисляется но формуле Лямэ

(ш2»

Так как внешний диаметр колодца определяется исходя из принятого расчетного сопротивления грунта основания, то, выразив толщину стенок как разницу между внешним, уже известным, радиусом и искомым внутренним, будем иметь

(ma)

где Ь — толщина стен;

R — внешний радиус колодца;

г— внутренний.радиус колодца;

р— удельное давление грунта на внешнюю поверх­ ность колодца в расчетном сечении при опуска­ нии колодца без водоотлива или давление

грунта и воды при опускании колодца с водоот­ ливом;