Метод опускного колодца технология

Обновлено: 07.07.2024

Возведение фундаментов и подземных сооружений методом опускного колодца

Опускные колодцы используют при устройстве фундаментов глубокого заложения и различного рода заглубленных сооружений (насосных станций, гаражей, вагоноопрокидывателей, опор мостов и др.).

По форме в плане опускные колодцы бывают круглые, эллиптические, прямоугольные, а по вертикали цилиндрические и призматические, конические и ступенчатые. В нижней части колодец снабжен ножом, режущая кромка которого облицована стальными уголками или листами.

Сущность опускного колодца состоит в том, что конструкцию вначале устанавливают или бетонируют на поверхности земли, а затем внутри нее разрабатывают грунт в направлении от центра к ножу. Оболочка колодца, утрачивая опору грунта под ножом, под действием собственного веса опускается, выдавливая оставшийся грунт из-под ножа внутрь колодца.

Погружение опускного колодца в грунт происходит в результате преодоления сил трения стен по грунту силами собственного веса колодца в некоторых случаях с использованием дополнительной пригрузки или дополнительного усилия, передаваемого на колодец. Для успешного погружения колодца требуется соблюдение следующего условия:

(3)

где G - собственный вес колодца; - дополнительная пригрузка или усилие, передаваемое на колодец;- силы трения стен по грунту;- коэффициент условий работы при погружении, равный 1,15.

Опускные колодцы могут быть массивные и тонкостенные. Массивные колодцы применяют чаще всего для возведения фундаментов глубокого заложения. Тонкостенные применяют для возведения заглубленных зданий и сооружений, у которых подземная часть используется в хозяйственных целях. Массивные колодцы, как правило, гравитационные, погружаемые под воздействием собственного веса. Тонкостенные колодцы погружают в тиксотропных рубашках или с использованием задавливания.

Опускные колодцы возводят из монолитного, сборного и сборно-монолитного железобетона.

Работы по возведению опускных колодцев включают следующие этапы:

подготовка строительной площадки и приспособлений для погружения;

сооружение стен колодца;

выемка грунта и погружение колодца;

заполнение полости колодца бетоном или устройство днища.

До начала погружения опускного колодца выполняют подготовительные работы, которые заключаются и устройстве пионерного котлована. Дно котлована располагают на 0,5-1 м выше уровня подземных вод.

Основные оси опускных колодцев должны быть закреплены на местности посредством обносок - по две обноски с каждой из четырех сторон сооружений. Обноски устанавливают вне зоны возможных подвижек грунта.

Для уменьшения и равномерной передачи на поверхность грунта давления от первого яруса опускного колодца до начала работ по бетонированию или монтажу под ножевую часть колодца должно быть подготовлено временное основание в виде песчано-щебеночных призм, деревянных или железобетонных подкладок, железобетонных монолитных или сборных колец (рис.7).

Рис.7. Схемы установки ножа опускного колодца на временные основания

a - на песчаной подушке и деревянных подкладках; б - на насыпной грунтовой или щебеночной призме; в - на песчаной подушке и деревянных опорах; г - в траншее; д - на опорном кольце из сборных железобетонных элементов; 1 - нож колодца, 2 - деревянная подкладка, 3 - песчаная подушка, 4 - грунтовая призма, 5 - деревянная опора, 6 - траншея, 7-деревянная опалубка или железобетонные плиты, 8 -форшахта, 9 - опорная стойка, 10 - песчаная засыпка, 11 - опорное кольцо из сборных железобетонных блоков, 12 - уплотненный щебень, 13 - разделительные доски

Длину подкладок принимают в зависимости от толщины стен опускного колодца

(4)

При устройстве монолитных опускных колодцев в качестве опалубки применяются: разборно-переставная опалубка; железобетонные тонкостенные плиты-оболочки, оставляемые в конструкции колодца; переставная металлическая опалубка и стационарная деревянная опалубка.

Для возведения колодцев применяют бетон класса В20 с водоцементным отношением 0,4-0,45, водонепроницаемостью W4 и W6. Бетонировать колодцы рекомендуется малоподвижными бетонными смесями с осадкой конуса 40-60 мм с применением пластифицирующих добавок.

Арматура должна изготовляться в виде укрупненных элементов: армокаркасов, армосеток или армоблоков.

В начале на подготовленное временное основание монтируют армокаркас ножа (рис.8). Затем на армокаркас закрепляют опалубку. Иногда под нож отсыпают песчаную призму и тщательно уплотняют грунт с подбивкой его под наклонную грань ножа. Широкое распространение получил способ бетонирования ножа колодца в траншее враспор. При этом форма траншеи соответствует форме ножа.

Стены колодца при бетонировании разбивают на ярусы, а ярусы - на блоки. Высота яруса назначается в зависимости от расчетного сопротивления грунта под ножом, конструкции временного основания и производительности кранов. Высота ярусов принимается 68 м. Бетонирование каждого последующего яруса допускается только после набора бетоном прочности 1,2-1,5 МПа. Ярусы разбивают на блоки бетонирования в зависимости от принимаемой ПНР интенсивности подачи бетонной смеси и конструкции стен колодца. При больших размерах колодцев допускается разрезка стен на блоки с вертикальными швами. Бетонирование стен опускных колодцев может выполняться не только отдельными блоками, но и последовательно по всему периметру. В обоих случаях бетонирование должно производиться слоями толщиной 25-50 см. Толщина слоев должна также выбираться в зависимости от интенсивности бетонирования и своевременного перекрытия слоев бетонирования.

Бетонную смесь подают в стены бадьями вместимостью 1-2,5 м с помощью кранов. Применяют башенные, стреловые и козловые краны. В некоторых случаях транспортировку бетонной смеси осуществляют бетононасосами.

Рис.8. Схема возведения стены опускного колодца

1 - опалубка стены колодца; 2 - воронка для приема бетонной смеси; 3 - гибкий хобот; 4 - арматурный каркас; 5 - щебеночная приема; 6 - плиты опалубки; 7 - нож колодца

Укладку бетонной смеси в стены опускных колодцев выполняют следующими способами. При толщине стен до 0,5 м смесь подается на площадки лесов и затем по лоткам - к месту укладки. В этом случае одна из сторон опалубки наращивается но мере бетонирования. Высота наращивания опалубки не должна превышать 2 м. При толщине стен 0,5-1,2 м и высоте бетонирования более 3 м бетонирование ведут через звеньевые хоботы, устанавливаемые с шагом 3 м по периметру стен. При толщине стен более 1,2 м и малой насыщенности конструкций арматурой разгрузку бадьей можно производить непосредственно у места укладки. Бетонную смесь уплотняют вибраторами И-21, И-22, И-50, И-116 и др. Распалубку ножа и нижнего яруса колодца начинают только после достижения бетоном 100%-ной проектной прочности. Верхние ярусы колодца можно распалубливать при 70%-ной проектной прочности.

Гидроизоляция стен колодцев должна выполняться до начала их опускания.

Широкое распространение получили опускные колодцы из сборных элементов, в качестве которых применяют тонкостенные панели и пустотелые блоки. При глубине опускания колодцев 20-25 м наиболее целесообразно использовать плоские тонкостенные железобетонные панели. При большей глубине целесообразно использовать пустотелые железобетонные блоки.

При возведении сборных колодцев применяют сборные железобетонные панели длиной до 12 м, шириной 1,4-2 м и толщиной 0,4-0,8 м (рис.9).

Рис.9. Конструкция железобетонных панелей для стен опускных колодцев и схемы их сопряжения

а - панель, б - горизонтальный стык между панелями, в - вертикальный стык между панелями, 1 - унифицированная железобетонная панель, 2 -отверстия для монтажа панелей, 3 - петли, 4 - закладные пластины на всю высоту панели, 5 - стальная пластина 20012 мм, 6 - панель верхнего яруса, 7 - арматурная сетка, 8 - пластина 15012 мм, 9 - стальная гидроизоляция; 10 - пластины, 11 - платина, 12 - анкер закладной пластины

Монтаж сборных колодцев из железобетонных панелей должен производиться с применением кондукторов подвижного, стационарного или консольно-поворотного типа (рис.10). Монтаж ведется кранами на заранее выполненном временном бетонном основании, имеющем монтажную разметку.

Применяемый подвижной кондуктор состоит (рис.10, а) из трех основных элементов: подвижной трубчатой распорки с подвижной тележкой, неподвижной и подвижной трубчатых распорок. Основанием всех распорок служит металлическая труба, один конец которой жестко заделан в неподвижной бетонной опоре, а на другой конец ее свободно надеты три отрезка трубы.

Рис.10. Типы кондукторов для монтажа сборных панелей опускных колодцев

а - подвижной; б - стационарный; в - консольный; 1 - панель; 2 -неподвижная трубчатая распорка; 3 - подвижные опоры; 4 - отрезки грубы; 5 - патрубок; 6 - бетонная опора, 7 - ферма; 8 - растяжки, 9 - основание кондуктора; 10 - стойка кондуктора; 11 - консоль кондуктора; 12 - обойма; 13 - опорное кольцо

Панели монтируют в такой последовательности. Подвижную распорку устанавливают в положение для монтажа первой панели и прикрепляют к ней. Затем на определенной высоте от земли устанавливают и жестко закрепляют на первой панели неподвижную распорку. Затем подвижную распорку освобождают от первой панели и устанавливают в положение для монтажа второй панели. Все панели стен колодца приваривают друг к другу соединительными планками, при этом при необходимости устанавливают арматуру стыков. Затем наваривают внутренние накладки и производят бетонирование стыков и нагнетание в них раствора.

С наружной стороны колодца вертикальные стыки закрепляют отдельными металлическими пластинами с шагом 200 мм, а с внутренней стороны приваривают сплошную металлическую пластину на всю высоту панели. Пластины приваривают к закладным частям панелей. Между пластинами с наружной стороны прихватывают сваркой металлическую сетку с малыми ячейками, которая служит опалубкой. В некоторых случаях для сопряжения панелей используют стык Передерия. В этом случае панели изготовляют с дугообразными выпусками горизонтальной арматуры, которые при монтаже заводят друг за друга, а в плоскости стыка дополнительно устанавливают вертикальную арматуру на всю высоту панелей и бетонируют стык.

При возведении опускных колодцев глубиной более 11 м стены его наращивают такими же панелями, но без ножевой части. При этом горизонтальный стык между ярусами панелей делают из двух горизонтальных полос, приваренных сплошным швом с наружной стороны к закладным пластинам, а с внутренней к металлической гидроизоляции.

Для возведения стен колодцев применяют пустотелые блоки, размеры которых зависят от размеров подземного сооружения и грузоподъемности кранов. Ножевые блоки выполняют сплошными. Стеновые и ножевые блоки по вертикали соединяют ’приваркой вертикальных металлических пластин к закладным частям соседних блоков. По горизонтали блоки соединяют приваркой сплошных горизонтальных пластин к закладным горизонтальным пластинам двух смежных по высоте блоков.

При сооружении сборно-монолитных колодцев из пустотелых блоков ножевая часть выполняется монолитной (рис.11). Перед началом монтажа блоков на горизонтальной поверхности производят разбивку расположения сборных блоков с нанесением рисок масляной краской, сборные элементы монтируют с помощью кондукторов, выставляя арматуру, приваривая накладки и бетонируя стыки. После окончания монтажа второго ряда блоков их пустоты заполняют бетоном на высоте 400-500 мм. Дальнейший монтаж блоков выполняют на цементно-песчаном растворе марки 100. После окончания монтажа блоков яруса производят монтаж арматуры стыков и горизонтальных монолитных поясов, а также их бетонирование. Опускание колодца следует производить только после достижения бетоном стыков и монолитных поясов проектной прочности.

Рис.11. Монтаж колодца из пустотелых блоков

Погружение опускных колодцев начинают с разборки временных оснований под ножевой частью. Разработка песчано-щебеночных призм производится по всему контуру банкетки ножа, исключая расчетные зоны опирания, размеры которых определяются проектом. Деревянные подкладки удаляются участками в диаметрально противоположных местах периметра банкетки ножа. Удаление прокладок производится путем подкапывания их с блоков и снизу и вытаскивания внутрь сооружения. После удаления каждой подкладки банкетка ножа немедленно должна быть подбита песком как снаружи, так и изнутри. Разборка временного железобетонного опорного кольца производится поэлементно тем же способом.

Опускные колодцы погружают с водоотливом и без водоотлива. Погружение с водоотливом применяется, если приток подземных вод небольшой и вблизи нет сооружений, чувствительных к осадкам. В осушенных колодцах большого диаметра для разработки грунта используются экскаваторы с прямой лопатой и бульдозеры. Разработанный грунт нагружают в бадьи и удаляют кранами (рис.12). Вместо бадей также используют грейферы. В некоторых случаях для рыхления грунта проводят взрывные работы. Выбор технологии и комплекта машин при разработке грунта зависит от способа опускания колодца, его размеров и вида разрабатываемого грунта.

Рис.12. Схема разработки грунта с использованием экскаватора и башенного крана

1 - опускной колодец; 2 - бункер; 3 - башенный кран; 4 - бадья, 5 - экскаватор

При опускании колодцев насухо используют три схемы разработки и выдачи грунта из колодцев. По первой схеме грунт разрабатывают экскаваторами или бульдозерами и выдают на поверхность кранами и бадьями. Вторая схема предусматривает разработку грунта грейферами. Эту схему можно использовать при небольшом диаметре колодца. При третьей схеме используют гидромеханизированный способ.

При опускании колодцев без водоотлива разрабатывают грунт и выдают его на поверхность грейфером. Грейферы наиболее целесообразно применять для разработки легких грунтов, например: песчаных, легких супесей, илистых и др.

В грунтах, исключающих наплывы из-под ножа, опускание колодцев может производиться с открытым водоотливом, который осуществляется отрывкой траншей по контуру колодца и ряда траншей для сбора воды в зумпф, заглубленный на 1-2 м ниже отметки разрабатываемого грунта в колодце. Вода из зумпфа откачивается центробежными насосами.

При больших притоках воды опускание колодцев производится с применением глубинного водопонижения, которое осуществляют через водопонизительные скважины, пробуренные за контуром опускного колодца и заглубленные ниже отметки опускания колодца. Вода из скважин откачивается глубинными насосами в течение всего срока производства работ по опусканию колодца и бетонированию днища. Иногда для водопонижения используют иглофильтровые установки.

Толщина слоев разработки грунта по периметру ножевой части колодца в процессе его опускания должна назначаться с учетом его деформационных свойств.

Рекомендуется следующий порядок разработки грунта в опускном колодце. Разработка грунта производится равномерно по всей его площади с оставлением расчетных зон опирания. Первоначально разрабатывают грунт в средней части колодца на глубину 1,5-2 м (иногда до 4 м). Со стороны ножа оставляют берму шириной 1-3 м, которую разрабатывают в последнюю очередь. Берму разрабатывают слоями толщиной не более 10-15 см и шириной по 20-30 см равномерно по всему периметру колодца. Разработку грунта под ножом колодца ведут одновременно между всеми фиксированными зонами или одновременно на двух диаметрально противоположных участках, начиная от середины участка по направлению к фиксированным зонам. Если после полной разработки берм между фиксированными зонами до уровня банкетки ножа колодец не опускается, приступают к разработке фиксированных зон, которые разрабатывают одновременно от краев к середине. По мере погружения колодца размеры фиксированных зон уменьшаются, и на последних метрах опускания они исключаются полностью. Грунт под ножевой частью колодца разрабатывают в основном вручную. В некоторых случаях разработка грунта бермы и осадка колодца осуществляется постепенным размывом грунта гидромониторами.

Без водоотлива колодцы можно опускать в соседстве с любыми сооружениями. Плотные грунты в этих условиях разрабатывают грейферами, а слабые - гидроэлеваторами с дополнительным подмывом или эрлифтами. При погружении без водоотлива необходимо все время поддерживать отметку воды в колодце на уровне подземных вод. Это предотвращает наплыв грунта из-под ножа в колодец и исключает осадку соседних сооружений.

Для уменьшения сил трения стен колодца о грунт на внешней поверхности колодца делают один или несколько уступов. Однако при погружении колодцев больших размеров этого недостаточно, поэтому используют такие способы, как подмыв грунта, погружение колодцев в тиксотропных рубашках и использование электроосмоса.

Сущность погружения колодцев в тиксотропных рубашках заключается в следующем: полость, возникающую под наружным выступом нижа, заполняют глинистым раствором с тиксотронными свойствами. Глинистый раствор (тиксотропная рубашка) предотвращает обрушение грунта и таким образом стены колодца не соприкасаются с грунтом. Силы трения остаются только в пределах поверхности ножа, которая составляет около 10% всей поверхности опускного колодца, контактирующего с грунтом.

Для предотвращения прорыва глинистого раствора в полость колодца применяют уплотнитель из листовой резины толщиной 10-15 мм и шириной 40-50 см. Уплотнитель закрепляют но периметру уступа колодца (рис.13, а). Чтобы предотвратить обрушение грунта, в верхней части прорези по периметру колодца закрепляют на бетонном основании форшахту (рис.13, б) высотой 1-1,5 м из листовой стали или дерева. Для обеспечения своевременной подачи глинистой суспензии в полость между грунтовой стенкой и опускным колодцем следует иметь резервные емкости с готовой глинистой суспензией.

Рис.13. Детали опускного колодца, погружаемого в тиксотропной рубашке

а - резиновый уплотнитель на уступе ножа; б - конструкция форшахты; 1 -стена колодца; 2 - анкерный болт; 3 - уступ; 4 - уголок; 5 - листовая резина; 6 - глинистый раствор; 7 - грунтовая засыпка; 8 - форшахта; 9 - железобетонные кольца

Погружение колодцев в тиксотропной рубашке позволяет уменьшить толщину стен колодцев и исключить зависание колодцев в грунте. Все это по сравнению с традиционными методами снижает затраты труда на 30-35%, а стоимость работ - на 15-20%.

В глинистых грунтах с коэффициентом фильтрации менее 0,05 м/сут для снижения трения может применяться электроосмос. Сущность электроосмоса состоит в периодическом привлечении к наружной поверхности колодца воды, которая содержится в грунтовом массиве в свободном или связном состоянии. Эта вода перемещается от анода к катоду при наложении на массив постоянного электрического поля. Для этого погружаемый колодец оборудуется системой электродов: один - в виде металлических поясов (катоды) крепится на наружной поверхности колодца; другие в виде металлических труб забиваются на определенном расстоянии вокруг погружаемого колодца.

При погружении колодцев больших размеров целесообразно совместное использование электроосмоса и тиксотропной рубашки.

В некоторых случаях опускные колодцы погружают задавливанием. Устройства для задавливания колодцев должны обеспечить их многократное использование. Для снижения сил трения по наружной поверхности иногда выполняют антифрикционные покрытия. Способ погружения опускных колодцев задавливанием может применяться как при наращивании стен сборными элементами, так и монолитным железобетоном при глубине более 20 м. Не рекомендуется его применять в скальных и полускальных грунтах, а также в грунтах с валунными включениями.

По мере погружения колодца в грунт бетонируют верхние ярусы колодца. Скорость погружения в этом случае должна быть увязана со скоростью наращивания колодца и достижением бетоном требуемой прочности.

В процессе опускания колодца необходимо вести постоянное геодезическое наблюдение за его вертикальностью и скоростью погружения. Когда в колодце обнаружено зависание в его верхней части, необходимо выбрать грунт у ножа отстающей стороны или размыть водой, подаваемой по трубам, установленным с внешней стороны стены. Иногда для увеличения массы колодца зависшую его сторону утяжеляют пригрузами из железобетонных блоков. В исключительных случаях для опускания зависшего колодца создают искусственные динамические колебания почвы путем направленного взрыва ВВ в стороне от сооружения.

Погруженные до проектной отметки колодцы в зависимости от назначения полностью или частично заполняют бетоном. Чаще всего бетонируют днище. При незначительном притоке подземных вод его бетонируют в осушенном колодце. До начала работ по устройству днища колодца необходимо зачистить и спланировать ложе под него, удалить илистые и пылеватые фракции, уложить щебеночную подготовку и обеспечить полный водоотлив из дренирующего слоя. При толщине днища более 1,5 м применяют двухъярусную систему бетонирования. Каждый ярус бетонирования в плане разбивают на несколько блоков. При разбивке на блоки необходимо обеспечить перевязку швов бетонирования блоков в плане и по высоте. Начинать бетонирование следует с блоков, примыкающих к внутреннему периметру ножевой части колодца.

Если погружение колодца проводилось без водоотлива, то днище бетонируют под водой. При этом применяют метод ВПТ или восходящего раствора. После приобретения бетоном днища проектной прочности воду откачивают и в осушенном колодце бетонируют обычным способом внутренние конструкции.

При погружении колодцев ниже уровня подземных вод необходимо обеспечить устойчивость их против всплытия, которое может произойти после устройства днища. Проверку колодца на всплытие производят с учетом наиболее высокого уровня подземных вод Нв когда колодец погружен на проектную отметку и забетонировано днище, по формуле для круглого колодца

(8.5)

где - наружный радиус колодца;- коэффициент условий работы по всплытию, равный 1,25.

В связи с использованием подземной части колодцев в хозяйственных целях стены и днище колодца подлежат гидроизоляции. Основными типами гидроизоляции являются: торкрет, металлическая, битумная, оклеечная и литая асфальтовая.

ОПУСКНОЙ СПОСОБ

VIII.26. Схема погружения опускного колодца
1 — козловой кран; 2 —бадья; 3 — лестница; 4 — вибропогружатель; 5 —насос; 6 — экскаватор; 7 — бульдозер

VIII.27. Опускной колодец в тиксотропной рубашке
1 — трубы для подачи глинистого раствора; 2 — ограждение форшахты; 3 — опорное кольцо; 4 — опускной колодец; 5 — глинистый раствор (тиксотропная рубашка)

Незаслуженно забытая технология возведения фундаментов

Скажите, много ли из вас, кто знает (или помнит) такую технологию возведения фундаментов, как метод "опускного колодца"? Думаю многие помнят, но много людей либо забыли давно что это такое, либо и не знали никогда.

А теперь давайте поразмышляем сколько людей реально видели применение этой технологии в современном строительстве или сами применяли в проектах или стройке? Думаю, тут будут единицы процентов, если вообще кто-то с этим сталкивался воочию.

А вот мы активно применяли и применяем данную технологию и сегодня я расскажу почему она актуальна до сих пор и, зачастую, даже незаменима в определенных ситуациях на строительстве объектов.

Что собой представляет метод "опускного колодца"?

Метод опускного колодца - это древняя методика опускания какой либо конструкции замкнутого в горизонтальной плоскости сечения на глубину.

Типичный опускной колодец Типичный опускной колодец

Сначала эту технологию начали применять для организации колодцев, шахт, чтобы не обваливался грунт - оболочка колодца была естественным барьером для обвала. А в дальнейшем, увидев возможности, которые представляет данная технология, стали применять ее уже и для возведения фундаментов.

Вот упрощенная схема последовательности применения данной технологии.

Сразу оговорю, что речь сегодня пойдет о применении данной технологии именно в промышленном и гражданском строительстве зданий, потому что в гидротехническом строительстве и прочих узких сферах эти технологии непрерывно применяются и позиции сдавать не собираются. Поэтому о них особого смысла рассказывать нет.

Опускной колодец большого диаметра в гидротехническом строительстве. Опускной колодец большого диаметра в гидротехническом строительстве.

Так, спросите вы: для чего нужна эта технология в банальном гражданском и промышленном строительстве зданий? Если раньше, понятно, данная технология упрощала сложные процессы, так как экскаваторов тогда не было, был ручной труд и т.д., то сейчас то зачем?

Поясню наглядно и просто на 3-х конкретных примерах из нашей практики проектирования. Причем, по факту, в данных случаях альтернативы этому древнему методу не было вообще. Он был незаменим. Поехали.

Случай №1. Возведение фундаментов в стесненных условиях при наличии грунтовых слоев культурного наследия.

Заказчик поставил следующую задачу: необходимо возведение нескольких памятников массивной конструкции на набережной реки нашего города.

Вроде задача тривиальная и простая: минимальный фундамент и сверху памятники поставить. Но все оказалось сложнее.

Что такое опускной колодец: как устроен, зачем нужен

Большинство описанных в интернете технологий укладки бетонных колодезных колец предполагает использование автокрана или иного подъемного механизма. Это дорого. Те, кто пытаются сбросить поставленное на стенку кольцо, рискуют тем, что оно расколется или ляжет неправильно. Опускной колодец – бетонная обсадка шахты источника, которая монтируется без применения спецтехники и без риска понести убытки.

Как устроен опускной колодец

Опускные колодцы представляют собой вертикальную цилиндрическую конструкцию из железобетона. Она сборная и пустотелая. Преимущество метода опускных колодцев в том, что для монтажа обсадки шахты достаточно веса самих колец. Конструкция наращивается по мере углубления нижнего элемента в грунт. Главная особенность – конструкция нижнего кольца, а точнее, кругового резца. Опускные колодцы представляют собой вертикальную цилиндрическую конструкцию из железобетона. Она сборная и пустотелая. Преимущество метода опускных колодцев в том, что для монтажа обсадки шахты достаточно веса самих колец. Конструкция наращивается по мере углубления нижнего элемента в грунт. Главная особенность – конструкция нижнего кольца, а точнее, кругового резца.

Это тоже железобетонное тонкостенное кольцо, стенки которого в нижней части имеют скосы в форме ножа в разрезе.

Работы выполняются следующим способом:

Кольцо-резец ложится на поверхность земли.
Грейфер выбирает грунт, который осыпается по мере заглубления конструкции.
После ее утопления ниже горизонта, устанавливается следующий элемент.
Процедура выполняется до момента, пока в шахте не будет достаточного количества воды.

Это должна быть восполняемая (прибывающая) грунтовая вода из водоносных пластов грунта. Чтобы колодец со временем не уходит под землю под собственным весом в шахте монтируют кессон, и заливают бетон по периметру резца, чтобы сформировать прочную основу.

Где применяются опускные колодцы

Технология погружения колодцев с тиксотропных рубашках предполагает, что конструкция утапливается в грунте, разрыхляя породу собственным весом. Поэтому для скалистых пластов этот способ не применим. Но если это глина, суглинок или песчаник, такой способ самый простой, так как не требует использования специализированной техники. Это дает возможность сэкономить на рытье колодца.

Понимая, что это – погружной колодец, несложно определить, где технологию можно применить в быту. Такие конструкции используются для монтажа абиссинского колодца, смотровых шахт на трассе закопанного трубопровода, колодцев дренажных систем и т.д. Кроме того, так каждый собственными руками может смонтировать сооружение для оголовка скважины. Для выполнения работ потребуется два человека, грейфер, пара труб или прочных ломов. Это чтобы выработать грунт и установить кольцо.

Объясняем, что такое опускной колодец и как его построить

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

У этого способа разработки колодезных шахт имеются преимущества и недостатки.

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.

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

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.

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.

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.

О колодцах Метод опускного колодца

Типичный опускной колодец

Вот упрощенная схема последовательности применения данной технологии.

Опускной колодец большого диаметра в гидротехническом строительстве.

Случай №1. Возведение фундаментов в стесненных условиях при наличии грунтовых слоев культурного наследия.

Осложняющими факторами были:

мощный слой грунта, который числился, как слой культурного наследия (ну, так как центр города, древняя крепость какая-то была и т.д.);
вдоль всей набережной аккурат почти под памятниками идут 3 ветки напорной канализации с половины города (диаметр 800-1200мм).

Разрез по месту установки памятника.

Что делать то??

Ок. Решаем делать буронабивные сваи по 9 шт под каждый постамент с отметками ниже канализационных коллекторов.

Схема с буронабивными сваями: они слишком близко к коллекторам. Нормы не выполнены.

Сели думать. Если копать сильно нельзя из-за коллектора и археологов, но фундамент нужно опустить ниже коллектора, а сваи буронабивные не проходят по расстояниям и над душой стоят археологи. Вроде клин из которого нет выхода?

Вот тут и пришла на помощь старая технология, которая и решила одним махом все проблемы.

Одиночная свая с опалубкой из опускных колец: экономично, быстро с соблюдением всех норм.

Случай №2. Возведение фундаментов в условиях высоких грунтовых вод.

Частный дом. Нужно сделать фундамент, но вода стоит на уровне поверхности земли. Грунт на 1-1.5м ужасный (плывун). Откачивать воду некуда (да и дебет такой, что не откачать будет). Загнать буровую возможности нет (участок стесненный).

Принимаем решение делать 6 колодцев под здание глубиной 2.5м до нормального грунта из колец 1м диаметром, заполняемых бетоном.

Кольца, залитые бетоном с установленным сверху ростверком.

По выполненным столбам из колец с бетоном делаем железобетонную монолитную ленту и возводим 3 этажа здания. Затраты минимальные, никакой сложной техники.

Случай №3. Пристройка вплотную к существующему многоэтажному зданию.

Разрез по зданию.

Здесь же вкратце изложу суть. Есть существующее здание многоэтажное. К нему нужно пристроить новое. А у заказчика особые требования:

Что мы делаем? Правильно: мы берем наши любимые метровые кольца и закапываем их последовательно вдоль всего существующего фундамента.

Схема расположения колец на стыке секций.

Разрез по фундаменту в месте установки колец с бетоном.

Это позволяет нам:

В качестве вывода можно сказать, что применение данной часто дает возможность выходить из сложных ситуаций и позволяет получать требуемый результат при этом даже экономя существенные деньги и время.

Технология возведения опускных колодцев

Метод опускного колодца при строительстве водопроводных или канализационных сооружений используют при устройстве насосных станций, водозаборов, подземных опор и тому подобное. Технология возведения опускных колодцев заключается в том, что под ножевой частью будущих стен сооружения убирают грунт в направлении от центра к периметру стен. В итоге стены опускного колодца утрачивают опору с внутренней стороны, и под действием собственной тяжести сооружение опускается.

Опускной метод устройства колодца реализуют в следующей последовательности.

Выкапывают котлован глубиной 3—6 м, извлекая грунт лопатами или, если есть возможность, используют экскаватор (на большом неосвоенном участке) или мини-экскаватор (bobcat), если территория не позволяет развернуться тяжелой технике. Вынутый грунт складируют в стороне от места работ, чтобы он не оказывал давления на почву и не вызывал осыпания стенок котлована.

Планируют дно котлована, придавая ему горизонтальность.

Если при строительстве опускного колодца скважина оказались загрязненной химическими веществами, если вода перестала прибывать, если трубы, шахта или оголовок колодца пришли в негодность, домовладелец должен ликвидировать водозаборное сооружение, засыпать его глиной и уплотнить.

В заданном месте кладут опускную раму или нижний венец сруба (диаметр бревен одного или нескольких венцов должен быть примерно на 5 см больше остальных, причем уширение должно располагаться с внешней стороны, благодаря чему глиняный замок, нанесенный потом на венцы, не раскрошится и не вытрется грунтом во время движения сруба вниз) и контролируют ее строительным уровнем.

Следующий этап устройства опускного колодца — последовательная укладка рядовых венцов в соответствии с их номерами. Затем их уплотняют, припрессовывая деревянным молотком, и отвесом проверяют вертикальность всей конструкции. Действуя таким образом, доводят сруб до поверхности земли. Здесь надо заметить, что для периодической проверки вертикальности сруба и корректировки ее требуется достаточно много времени.

Чтобы оптимизировать работу, сруб опускают по направляющим. Для этого по углам с внешней стороны сруба устанавливают толстые доски и прибивают их к каждому венцу. Для еще большей надежности и жесткости конструкции посередине стенок сруба тоже можно прикрепить направляющие. Согласно технологии, сруб опускного колодца вплотную к направляющим обкладывают бревнами, забивают в образуемые ими углы колья диаметром 8—10 см и фиксируют их скобами. В результате получается контур, вдоль которого перемещаются направляющие. Все это в совокупности обеспечивает строго вертикальное движение сруба и экономит время.

По окончании работ направляющие из грунта не извлекают, хотя они создают неудобства при последующем ремонте сруба:

если требуется заменить сгнившие венцы, направляющие выпиливают;
уплотняют пазы между венцами жирной глиной, которую намазывают заподлицо с бревнами или брусьями и тщательно разравнивают;
фиксируют сруб изнутри толстыми досками, прибивая их по углам. Это необходимо для того, чтобы венцы при опускании не разорвались.

В последние годы на сменудеревянным венцам пришли бетонные кольца. Они удобны не только тем, что долговечнее древесины, легче в монтаже, но и тем, что никак не влияют на качество воды, не придают ей никакого привкуса. Но покупать их следует у крупных производителей.

Выбирают грунт из-под стенок сруба и подают его наверх. Если поначалу можно действовать вручную, то по мере углубления колодца необходимо применять другие способы для извлечения грунта. Для этого подготавливают прочные емкости (бочки, бадьи и т. и.), стальной трос или канат с крюками и хомутами, которые не дадут емкости сорваться, грузоподъемностью до 500 кг (диаметр первого составляет 15—20 мм, второго — 30—45 мм). Ежедневно перед началом работ и после обеда это оборудование проверяют, для чего наполняют камнями и, как минимум, 3 раза, опускают в шахту и поднимают. Если нет специальных подъемных механизмов, устанавливают треногу с блоком, через который перекидывают трос или канат, и вручную поднимают емкости с водой и грунтом на поверхность;

После того как ствол колодца закончен, на дне устраивают донный фильтр из песчано-гравийной смеси, насыпав ее слоем толщиной 20—25 см. Если вода поступает и через стены сруба, в нем проделывают отверстия. Оформляют оголовок колодца и прилегающую площадку.

Опускной способ возведения трубчатого колодца

В заключение необходимо сказать, что способом опускного колодца устраивают не только шахтный колодец с деревянным срубом, но и трубчатый колодец с железобетонными кольцами, диаметр которых подбирают так, чтобы внутри могли работать одновременно два человека. Обычно это кольца высотой 60—90 см и диаметром 100—150 см. Этот способ вполне практичный, менее трудоемкий, поскольку используются готовые кольца, а не изготавливается сруб, но применим только при близком залегании водоносных слоев (до 6 м). Бетонный колодец обойдется дороже деревянного, но он имеет целый ряд важных преимуществ, поскольку соответствует санитарным нормам; бывает герметичным и не пропускает внутрь верховодку; более легок в уходе, так как гладкие стенки без труда освобождаются от слизи и т. п.

Последовательность же действий практически не отличается от представленной ранее:

Читайте также: