Расчет опускного колодца на погружение

Обновлено: 05.07.2024

Опускные колодцы

Процесс прокола происходит по трем стадиям. В начальной стадии под действием нагрузки грунт уплотняется, сдвигается и начинает течь. Во второй происходит деформация грунта в поперечном направлении. Третьей стадией является сам прокол продвижение сваи в грунт.
Величину общего напорного усилия находят по формуле

Круглые колодцы

Необходимые для последующих расчетов сечения стен круглых опускных колодцев для массивных сооружений определяются расчетом на погружение, а для колодцев с тиксотропной рубашкой — по табл. 38.

Концентрация напряжений около отверстий в местах примыкания коммуникаций и галерей

Возле отверстий с неподкрепленными краями появляются зоны концентрации повышенных напряжений. Концентрация напряжений быстро затухает по мере удаления от края отверстия и на расстоянии двух-трех ширин проема уже не оказывает заметного влияния на напряженное состояние конструкций.

Внутренние стены и днище

Сопряжения оболочек с днищем, перекрытиями и внутренними стенами, возводимыми после погружения, рекомендуется принимать шарнирными. В оболочках с несущими перегородками радиальные усилия допускается определять по кольцевым сечениям. При этом максимальные усилия возникнут в кольце, расположенном на 1/2 глубины сооружения.

Пример расчета опускного колодца

Рассчитывается колодец конструкции ППСП, погружаемый в тиксотропной рубашке. Внутренние размеры сооружения, размещение внутренних стен и перекрытий приведены на рис. 21. Стены колодца железобетонные, бетон марки 300 ( кг/см 2 ), арматура — сталь A-II ( кг/см 2 ), т/м 3 .

Временные нагрузки действующие на опускной колодец

Равномерно распределенная пригрузка по поверхности 2,0 т/м 2 . Нагрузки от технологического оборудования на перекрытия и днище т.

Расчетная схема колодца в период эксплуатации приведена на рис. 23.

Расчет колодца на нагрузки, возникающие в период эксплуатации

в том числе равномерно распределенная горизонтальная равна 6,45 т/м 2 , распределенная по треугольнику — 5,45 т/м 2 , .

Колодцы из пустотных блоков и «стена в грунте»

В сборных железобетонных колодцах, монтируемых из пустотных блоков, усилия в стенах М, N, Q определяют, как в круглых колодцах — дополнительно рассчитывают местные усилия в ветвях блоков.

В двухпустотных блоках дополнительные усилия определяют следующим образом. Нулевые точки моментов принимают расположенными посредине длины панели, тогда местные моменты в узлах на концах наружной и внутренней продольных стен и местные поперечные силы в них

Прямоугольные колодцы

Перед погружением колодца удаляют временное основание (подкладки) и оставляют по его длинным сторонам четыре зоны опирания. Размещение зон опирания производят из условия равенства пролетных и опорных изгибающих моментов, возникающих в стенах от нагрузки собственного веса (рис. 24).

Для колодцев без перегородок расстояние между зонами опирання L определяют, пользуясь графиком (рис. 25)

Усилия в стенах опускных колодцев от горизонтальных нагрузок

В стенах прямоугольных колодцев под воздействием горизонтальных нагрузок от грунта по сравнению с круглыми колодцами тех же габаритов возникают в три-пять раз большие изгибающие моменты. Соответственно увеличивается и толщина стен. Таким образом, прямоугольные колодцы имеют толстые стены и являются массивными конструкциями. При больших габаритах сооружений во избежание чрезмерной толщины стен желательно устройство внутренних стен-диафрагм.

Расчет прямоугольного опускного колодца с одной внутренней стеной

Прямоугольный колодец с одной внутренней стеной (рис. 27).
Принято, что .

Расчет прямоугольного колодца с двумя внутренними стенами

Прямоугольный колодец с двумя внутренними стенами (рис. 28). Обозначим .
Внутренние усилия определим по следующим формулам:

Расчет прямоугольного колодца с двумя взаимно перпендикулярными диафрагмами

Прямоугольный колодец с двумя взаимно перпендикулярными диафрагмами, расположенными в плоскостях симметрии (рис. 29).
Обозначим .

Усилия в опускных колодцах в вертикальном направлении

В прямоугольных колодцах, погружаемых без тиксотропной рубашки, вертикальные усилия определяют из условия заклинивания в грунте верхней части сооружения. Многолетними наблюдениями была установлена вероятность защемления в грунте верхней части колодца, равной 0,35Н.

Расчет опускных колодцев

Основным является расчет не на эксплутационные, а на строительные нагрузки, т.к. во время их изготовления и погружения последние оказываются в более напряженном состоянии, чем при эксплуатации.

Расчет на строительные нагрузки включает:

- расчет на погружение;

- расчет стен на разрыв;

- расчет ножевой части колодца;

- расчет стен колодца на боковое давление грунта;

- расчет прочности стен на изгиб в вертикальной плоскости;

- расчет на всплытие.

Рис.13.8. Схема нагрузок, действующих на опускной колодец во время его погружения

Методики этих расчетов приведены в специальной литературе. Ниже, в качестве примера, рассмотрим только основные положения расчетов опускных колодцев на погружение, разрыв и всплытие:

Расчет на погружение и разрыв

- Погружение колодца обеспечивается при соблюдении условия:

Где T – полная расчетная сила трения грунта по боковой поверхности колодца;

F – сила расчетного сопротивления грунта под ножом колодца;

- коэффициент надежности погружения, принимается

- При погружении колодца в тиксотропной рубашке сила трения учитывается только в ножевой части.

- При зависании верхней части колодца в стенах колодца возникают растягивающие напряжения (сила N), которые могут привести к отрыву его нижней части. Такая вероятность может возникнуть у глубоких колодцев (H>15м).

- Расчетная нормальная сила определяется из условия:

- если высота верхнего, более плотного, слоя меньше половины глубины погружения. Здесь - расчетная сила трения стен колодца по прочному грунту.

- при высоте более плотного верхнего слоя более половины проектной глубины погружения.

- Для обеспечения прочности колодца на возможный разрыв вертикальное армирование стен проектируется исходя из определенной т.о. силы N/

Расчет на всплытие

- После полного погружения колодца в водонасыщенные грунты и устройства днища, на его подошву будет действовать гидростатическое давление воды, направленное снизу вверх. От всплытия его будут удерживать собственный вес и наружные силы трения.

- Колодец не всплывет, если будет выполняться условие:

Где - площадь колодца по внешнему периметру ножа;

- высота столба воды (расстояние от УГВ до низа ножа);

>1,2 – коэффициент надежности на всплытие.

- Если это условие не выполняется необходимо предусмотреть устройство анкерных креплений или увеличить вес колодца.

4.3 Кессоны

В сильно обводненных грунтах, содержащих прослойки скальных пород или твердых включений (валуны, погребенную древесину и т.д.) погружение опускных колодцев по схеме «насухо» требует больших затрат на водоотлив, а разработка грунта под водой невозможна из-за наличия в грунте твердых включений.

В этом случае используется кессонный метод устройства фундаментов глубокого заложения, который был предложен во Франции в середине 19в.

Кессон схематически представляет собой опрокинутый вверх днищем ящик, образующий рабочую камеру, в которую под давлением нагнетается сжатый воздух, уравновешивающий давление грунтовой воды на данной глубине, что не позволяет ей проникать в рабочую камеру, благодаря чему разработка грунта ведется насухо без водоотлива.

Рис.13.9. Схема устройства кессона:

а – для заглубленного помещения; б – для глубокого фундамента; 1 – кессонная камера; 2 – гидроизоляция; 3 – надкессонное строение; 4 – шлюзовой аппарат; 5 – шахтная труба

Метод является более дорогостоящим и сложным, поскольку требует специального оборудования. Кроме того, этот способ связан с пребыванием людей в зоне повышенного давления воздуха, что значительно сокращает продолжительность рабочих смен (до 2 часов при 350…400кПа(max)) при максимальной глубине 35-40м.

В связи с вышесказанным кессоны применяют значительно реже других типов фундаментов глубокого заложения.

Кессонная камера, высота которой по санитарным нормам принимается не менее 2,2 м, выполняется из ж/б и состоит из потолка и стен, называемых консолями.

Способ погружения кессона аналогичен опускному колодцу. Глубину погружения кессона и его внешние размеры определяют так же, как и для опускных колодцев.

Шлюзовой аппарат, соединенный с кессонной камерой шахтными трубами, предназначен для шлюзования людей и грузов при их спуске в кессонную камеру и при подъеме из нее.

Рабочий процесс. Рабочий входит в прикамерок шлюза, где давление постепенно повышается до имеющегося в рабочей камере. На этот процесс затрачивается от 5 до 15 мин., что необходимо для адаптации организма человека, после чего по шахтной трубе рабочий опускается в рабочую камеру кессона. Выход из рабочей камеры кессона осуществляется в обратной последовательности, но при этом на снижение давления воздуха в прикамерке шлюза до уровня атмосферного давления требуется 3-3,5 раза больше времени, чем вначале, т.к. быстрый переход от повышенного давления к атмосферному может быть причиной начала кессонной болезни.

Сжатый воздух в кессонную камеру начинают подавать не сразу, а как только ее нижняя часть при погружении достигнет уровня подземных вод. Давление воздуха, обеспечивающее отжим воды из камеры кессона, определяется из условия:

Где - избыточное (сверх атмосферного) давление воздуха,кПа;

- гидростатический напор на уровне банкетки ножа, м;

- удельный вес воды,

После опускания кессона на проектную глубину все специальное оборудование демонтируется, а рабочая камера заполняется бетоном.

Грунт в камере кессона разрабатывается или ручным или гидромеханическим способом.

Имеется опыт разработки грунта в кессонной камере вообще без присутствия в ней рабочих, когда все управление гидромеханизмами выносится за ее пределы. Такой способ опускания кессона называется слепым.

Расчет опускных колодцев

Расчет на строительные нагрузки включает:

- расчет на погружение;

- расчет стен на разрыв;

- расчет ножевой части колодца;

- расчет стен колодца на боковое давление грунта;

- расчет прочности стен на изгиб в вертикальной плоскости;

- расчет на всплытие.

Рис.13.8. Схема нагрузок, действующих на опускной колодец во время его погружения

Расчет на погружение и разрыв

- Погружение колодца обеспечивается при соблюдении условия:

Где T – полная расчетная сила трения грунта по боковой поверхности колодца;

F – сила расчетного сопротивления грунта под ножом колодца;

- коэффициент надежности погружения, принимается

- При погружении колодца в тиксотропной рубашке сила трения учитывается только в ножевой части.

- Расчетная нормальная сила определяется из условия:

- при высоте более плотного верхнего слоя более половины проектной глубины погружения.

Расчет на всплытие

- Колодец не всплывет, если будет выполняться условие:

Где - площадь колодца по внешнему периметру ножа;

- высота столба воды (расстояние от УГВ до низа ножа);

>1,2 – коэффициент надежности на всплытие.

4.3 Кессоны

Рис.13.9. Схема устройства кессона:

В связи с вышесказанным кессоны применяют значительно реже других типов фундаментов глубокого заложения.

Где - избыточное (сверх атмосферного) давление воздуха, кПа;

- гидростатический напор на уровне банкетки ножа, м;

- удельный вес воды,

Грунт в камере кессона разрабатывается или ручным или гидромеханическим способом.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие рекомендации составлены в развитие главы СНиП III-9-74 «Основания и фундаменты» и в дополнение к «Инструкции по производству работ методом опускных колодцев» МСН 151-67/ММСС СССР и «Рекомендациями по погружению опускных сооружений в тиксотропной рубашке», разработанным НИИОСП Госстроя СССР.

Рекомендации предназначены для экспериментального строительства опускных сооружений, погружаемых способом задавливания.

1.2. Рекомендации распространяются на опускные колодцы, погружаемые способом задавливания, и регламентируют технологию и механизацию работ, приемку работ и технику безопасности.

1.3. Работы выполняются в следующей последовательности (рис. 1). Перед началом работ по погружению опускного колодца изготавливают опорную конструкцию, например, в виде круговой контрфорсной подпорной стенки 1, заглубленной в грунт.

Опорную конструкцию оборудуют устройством для задавливания, например, в виду двухконсольных балок 2 с гидродомкратами 3.

Внутри опорной конструкции монтируют ножевую часть 4 и нагружают ее ярусами стен колодца 5 в сборном или монолитном варианте до уровня убранных штоков гидродомкратов и начинают цикличное задавливание колодца по мере наращивания стен и выдачи грунта.

1.4. Сущность технологии строительства опускных сооружений способом задавливания (авт. свид. №№ 527515, 57182, 19662) заключается в задавливании в грунт системой гидродомкратов колодца, наращиваемого ярусами высотой, кратной величине хода штоков гидродомкратов по мере разработки и выдачи грунта. При этом погружение опускного колодца производится при обязательном опережении режущей кромкой ножа поверхности забоя.

1.5. Способ догружения опускных колодцев задавливанием может применяться как при наращивании стен сборными железобетонными или чугунными элементами, так и монолитным железобетоном.

Рис. 1. Технологическая схема погружения колодца способом задавливания

1 - опорный воротник; 2 - двух консольная балка; 3 - гидроцилиндры; 4 - ножевая часть; 5 - крепь ствола; 6 - полок.

Рациональная область применения: сооружения глубиной более 20 м, сооружения с повышенными требованиями соблюдения вертикальности и производство работ вблизи зданий и коммуникаций.

1.7. Задание на проектирование конструкций опускных колодцев, погружаемых задавливанием, должно содержать исходные данные, указанные в п. 3.1. «Инструкции по проектированию опускных колодцев». МСН 125-66/ММСС СССР.

Перед началом проектирования следует составить технические задания, в которых совместно со специализированной строительной организацией и генпроектировщиком определить основные положения производства работ, взаимосвязанные с проектированием.

1.8. Инженерные изыскания для сооружений, возводимых погружением опускного колодца задавливанием следует осуществлять в соответствии с главой СНиП II-9-78 «Инженерные изыскания для строительства».

На строительной площадке должно быть пробурено не менее 4 разведочных скважин в пределах контура будущего сооружения. При этом должны быть выявлены и оконтурены все напластования с указанием характеристик пород, мощности слоев и характера их залегания.

Глубина заложения разведочных скважин должна быть ниже проектной отметки сооружения не менее, чем на 10 м.

1.9. Проект опускного колодца, погружаемого задавливанием, должен разрабатываться совместно с проектом производства работ и учитывать особенности технологии производства работ.

1.10. При разработке проекта опускного колодца, погружаемого задавливанием, должны учитываться:

производственные условия строительства;

наиболее экономичные способы производства работ;

экономически оправданная механизация и индустриализация строительства;

экономия строительных материалов.

1.11. Проект производства работ на строительство опускного колодца, погружаемого способом задавливания должен разрабатываться в соответствии с «Инструкцией о порядке составления и утверждения проектов организации строительства и проектов производства работ». (СН 47-74) с использованием принципиальных положений главы СНиП III-9-74 «Основания и фундаменты», а также в соответствии с настоящими рекомендациями.

Помимо общих вопросов, проект производства работ должен включить:

детальные технологические карты на погружение колодца;

рабочие чертежи устройства для задавливания опорной конструкции, гидравлическую и электрическую схемы домкратной системы; порядок работы домкратных установок и рекомендации по устранению кренов и контролю за погружением колодца;

проект глинистого хозяйства;

рецептуру приготовления глинистых суспензий и рекомендации по контролю их качества.

1.12. При погружении опускных колодцев способом задавливания целесообразно осуществлять измерение напряжений, возникающих в стенках и в ножевой части, с целью контроля их состояния в процессе погружения.

1.13. Замеры напряжений следует производить при помощи электрических или акустических датчиков, устанавливаемых на горизонтальной и вертикальной рабочей арматуре.

1.14. Установка датчиков напряжений и регистрация их показаний должна производиться специализированной организацией, имеющей опыт подобных работ.

1.15. Схема расположения датчиков и порядок проведения замеров должны быть разработаны при проектировании с учетом конструктивных особенностей сооружения, его расчетных схем и порядка производства работ по погружению.

1.16. Для измерения напряжений, возникающих в ножевой части колодца от изгиба при задавливании, датчики следует устанавливать в одном поперечном сечении ножевой части равномерно по длине окружности в количестве 8 штук на горизонтальных арматурных стержнях, связывающих наружную и внутреннюю арматурные сетки.

Для измерения напряжений, возникающих в стенках колодца от изгибающих моментов, обусловленных давлением грунта, датчики следует располагать в нескольких поперечных сечениях колодца равномерно по длине окружности по 8 штук на наружной и по 4 на внутренней горизонтальной арматуре.

Для измерения напряжений, возникающих в стенах колодца и ножевой части от действия продольных сил при задавливании, датчики следует устанавливать в поперечном сечении ножевой части и поперечном сечении стен колодца равномерно по окружности по 8 штук на арматурных стержнях, расположенных вертикально между наружной и внутренней арматурой.

2. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОПУСКНЫХ КОЛОДЦЕВ, ПОГРУЖАЕМЫХ ЗАДАВЛИВАНИЕМ

2.1. Принципиальные положения расчета и конструирования опускных колодцев, погружаемых задавливанием, принимаются в соответствии с «Инструкцией по проектированию опускных колодцев» МСН 125-66/MMCC СССР и «Руководством по расчету опускных колодцев, погружаемых в тиксотропной рубашке», разработанным Харьковским ПромстройНИИпроектом и Приднепровским Промстройпроектом.

в песках - на 1,5 м;

в супесях и суглинках - на 0,75 м;

в глинах - на 0,5 м;

в плывунах - не менее 2 м.

2.3. Суммарную нагрузку задавливания, состоящую из веса колодца, нагрузки, создаваемой домкратами, за вычетом взвешивающей силы при погружении колодца без водоотлива, для обеспечения необходимого врезания ножа в забой следует принимать:

в песках - 400 - 600 кН, в супесях, в суглинках, в глинах - 300 - 400 кН, в плывунах - 400 - 500 кН на 1 п.м. окружности режущей кромки ножа.

2.4. Статический расчет оболочки колодца осуществляется в соответствии с действующими нормативными материалами с учетом вертикальных усилий, вызываемых домкратами.

Проверку прочности и трещиностойкости колодца следует производить для условий исправления кренов колодца, когда вся домкратная нагрузка сосредоточена на 1/3 окружности торца.

2.5. Количество домкратов следует назначать в зависимости от их грузоподъемности и диаметра погружаемого колодца. При погружении колодцев диаметром 3 - 6 м необходимо предусматривать 3 - 4 домкрата; при диаметре 6 - 10 м - 4 - 6 домкратов, при погружении опускных колодцев больших диаметров следует предусматривать установку домкратов не реже, чем через 6 - 7 м окружности торца.

2.6. Нагрузка, создаваемая домкратами, должна назначаться на 20 % больше, чем это необходимо для требуемого зарезания ножа колодца в забой.

2.7. Наружные стены колодцев следует выполнять ярусами, высотой, кратной величине хода штоков домкратов.

2.8. Стены колодцев диаметром 3 - 6 м в сборном варианте следует выполнять из цельных железобетонных колец. Для колодцев диаметром 7 м и более следует применять кольца из блоков, предложенных НИИ оснований и подземных сооружений (рис. 2).

Такие блоки представляют собой сегменты с круговым пазом на верхнем торце и имеют продольные сечения в форме трапеции с меньшим основанием в нижней части, равным основанию паза. Соединение блоков в кольца и колец между собой выполняется посредством электросварки закладных деталей.

2.9. Возможно применение в качестве деталей стен колодца чугунных тюбингов.

2.10. Стены колодцев могут устраиваться из монолитного железобетона (рис. 3). Бетонирование стен таких колодцев производят ярусами, используя опорную конструкцию в качестве наружной опалубки, при этом внутреннюю опалубку монтируют на подвесной полке.

2.11. Ножевую часть выполняют из металла с заполнением полости бетоном (рис. 4). Угол заострения ножа принимают равным 16 - 18°, а ширину режущей кромки 0,05 - 0,07 м.

3. КОНСТРУКЦИИ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ЗАДАВЛИВАНИЯ И ОПОРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

3.1. Устройства для задавливания в грунт опускных колодцев включают упоры, анкеры для их защемления и гидравлические домкраты.

3.2. При конструировании устройства для задавливания следует предусматривать их многократную оборачиваемость и пригодность для задавливания опускных колодцев различных размеров и форм в плане и обеспечивать минимальное стеснение сечения колодца залавливающими устройствами.

3.3. Возможно использование устройства для задавливания, включающее комплект двухконсольных балок, закрепленных шарнирно в опорной конструкции (рис. 5 «а»). Одна консоль каждой балки обращена внутрь колодца и взаимодействует с гидравлическим домкратом, а противоположная - жестко оперта на грунт.

Для удобства монтажа стен устройство для задавливания может быть снабжено дополнительным шарниром с возможностью поворота двухконсольных балок вокруг вертикальной оси (рис. 5 «б»).

Для наиболее эффективного исправления перекоса колодца возможно размещение шарнирного крепления балок в желобчатой направляющей, закрепленной на верхнем торце опорной конструкции (рис. 5 «в»).

3.4. Возможно применение устройства для задавливания, состоящее из угловых упоров, закрепленных внутри опорной конструкции посредством шарнира (рис. 6). Горизонтальная плоскость каждого упора взаимодействует с гидравлическим домкратом, а вертикальная жестко оперта на внутреннюю поверхность опорной конструкции.

3.5. При задавливании колодцев со стенами, собираемыми из колец высотой более величины хода штоков домкратов, следует использовать устройство, включающее стойку с консолью, закрепленную шарнирно в анкерном поясе, расположенном в нижней части опорной конструкции (рис. 7). Стойка выполнена с непрерывным по высоте рядом отверстий для крепления съемной консоли. Задавливание колодцев на глубину, равную высоте секции производят за несколько перестановок консоли.

3.6. Опорную конструкцию следует выполнять в виде круговой контрфорсной подпорной стенки, возводимой в открытом котловане, с внутренними размерами в плане, превышающими на 0,5 - 0,75 м наружные размеры опускного колодца.

3.7. Расчет заглубления и определение размеров нижней части опорной конструкции следует производить с учетом ее массы и обратной засыпки, которые должны превышать выдергивающие усилия от действия домкратов не менее, чем на 20 %.

3.8. Опорную конструкцию следует выполнять из монолитного железобетона или из сборных железобетонных уголковых элементов.

3.9. Для уменьшения глубины защемления опорной конструкции необходимо использовать грунтовые анкеры, устраиваемые в ее основной опорной конструкции. Анкеры следует применять, как правило, инъекционные или с камуфлетным уширением (рис. 8).

3.10. Общая длина анкера, длина рабочей части, масса заряда ВВ и другие параметры конструкции и технологии устройства анкеров должны уточняться до начала производства работ при проведении пробных испытаний не менее 3-х анкеров.

3.11. Несущая способность каждого установленного анкера должна быть проверена контрольным испытанием нагрузкой, в 1,2 раза превышающей расчетную.

3.12. Возможен вариант использования свайной опорной конструкции (рис. 9).

Рис. 2. Стеновой железобетонный блок

Рис. 3. Схема бетонирования стен опускного колодца

1 - двух консольная балка; 2 - гидроцилиндр; 3 - опорный воротник; 4 - полок (внутренняя опалубка); 5 - стена колодца

Pиc. 4. Ножевая часть опускного колодца

1 - отверстия для заливки бетона; 2 - полость заполненная бетоном

а) - двухконсольная балка шарнирно закреплена в опорной конструкции

б) - устройство для задавливания снабжено дополнительным шарниром с возможностью поворота двухконсольных балок вокруг вертикальной оси

в) - размещение шарнирного крепления балок в желобчатой направляющей

Рис. 5. Устройства для задавливания опускного колодца

Рис. 6. Задавливание колодца посредством угловых упоров

1 - опорная конструкция; 2 - угловой упор; 3 - домкрат; 4 - сборные стены колодца

Рис. 7. Устройство для задавливания в виде шарнирной стойки

1 - стойка; 2 - консоль; 3 - домкрат; 4 - секция стен колодца

I Анкер инъекционный с манжетной колонной при наружном расположении тяги.

II Анкер инъекционный с манжетной колонной при внутреннем расположении тяги.

III Анкер инъекционный с резиновым обтюратором.

1 - скважина, 2 - манжетная колонна, 3 - тяга, 4 - пакер, 5 - манжета, 6 - распорная звездочка, 7 - стяжной хомут, 8 - заделка анкера в грунте, 9 - опорная плита, 10 - конусная обойма, 11 - запрессовывающий конус, 12 - упорный патрубок, 13 - конусный патрубок, 14 - резиновый обтюратор, 15 - отводная трубка с заглушкой, 16 - инъекционная трубка с обратным клапаном, 17 - распорная шайба, 18 - стопорная гайка.

Рис. 9. Опорная конструкция свайного типа

1 - консоль; 2 - домкрат, 3 - свая; 4 - сборная стена колодца

3.13. При задавливании опускных колодцев в грунт диаметром до 4 м на глубину не более 16 м следует использовать облегченную опорную конструкцию, устанавливаемую на дневной поверхности (рис. 10).

4. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

4.1. Для погружения опускных колодцев способом задавливания в тиксотропной рубашке необходимо иметь оборудование, обеспечивающее выполнение следующих работ:

- погружение колодца задавливанием;

- разработку забоя с выдачей грунта на поверхность;

- бункеризацию выданного грунта;

- монтаж стен колодца или их бетонирование;

- приготовление и транспортирование глинистой суспензии;

- сопутствующие подъемно-транспортные операции.

4.2. Разработка грунта в колодцах производится механизмами, тип которых назначают в зависимости от размеров колодца и принятой схемы производства земляных работ.

грейферы «Темп» конструкции института «ЦНИИподземмаш» и грейферы для подвижной разработки грунта, выпускаемые Туапсинским заводом сваебойного оборудования Минэнерго СССР при подводной разработке грунта;

бульдозеры и экскаваторы при осушении забоя водопонижением;

4.3. Для задавливания опускных колодцев следует применять гидравлические домкраты грузоподъемностью 50000 - 150000 кг с ходом штока 0,8 - 1,2 м (табл. 1).

Расчет опускного колодца на погружение

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ОПУСКНЫХ СООРУЖЕНИЙ СПОСОБОМ ЗАДАВЛИВАНИЯ

В рекомендациях изложена технология строительства опускных сооружений способом задавливания с помощью шарнирных упорных конструкций.

Рекомендации регламентируют технологию и механизацию работ и технику безопасности. Предлагаемая технология позволяет производить строительство опускных сооружений практически без отклонения от вертикали и может быть использована для возведения шахтных стволов, насосных станций, береговых водозаборов, опор мостов и других аналогичных объектов.

Рекомендации могут быть использованы инженерно-техническими работниками строительных и проектных организаций для проектирования и непосредственно для выполнения работ по погружению опускных колодцев.

Рекомендации по строительству опускных сооружений способом задавливания разработаны НИИ оснований и подземных сооружений им. Н.М.Герсеванова (главный инженер Бюро внедрения Ю.С.Смирнов, зав. отделом Ю.А.Березницкий, ст. научный сотрудник, к.т.н. В.Н.Корольков, с участием инж. В.Б.Михайлова, Я.М.Бобровского, В.П.Мушенко).

Рекомендации одобрены Ученым Советом института и рекомендованы к изданию.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие рекомендации составлены в развитие главы СНиП III-9-74 "Основания и фундаменты"* и в дополнение к "Инструкции по производству работ методом опускных колодцев" МСН 151-67/ММСС СССР и "Рекомендациями по погружению опускных сооружений в тиксотропной рубашке", разработанным НИИОСП Госстроя СССР.

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 3.02.01-87, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

1.3. Работы выполняются в следующей последовательности (рис.1). Перед началом работ по погружению опускного колодца изготавливают опорную конструкцию, например, в виде круговой контрфорсной подпорной стенки 1, заглубленной в грунт.

Рис.1 Технологическая схема погружения колодца способом задавливания

1 - опорный воротник; 2 - двухконсольная балка; 3 - гидроцилиндры; 4 - ножевая часть; 5 - крепь ствола; 6 - полок

1.4. Сущность технологии строительства опускных сооружений способом задавливания (авт. свид. NN 527515, 557182, 619662) заключается в задавливании в грунт системой гидродомкратов колодца, наращиваемого ярусами высотой, кратной величине хода штоков гидродомкратов по мере разработки и выдачи грунта. При этом погружение опускного колодца производится при обязательном опережении режущей кромкой ножа поверхности забоя.

1.5. Способ погружения опускных колодцев задавливанием может применяться как при наращивании стен сборными железобетонными или чугунными элементами, так и монолитным железобетоном.

1.6. Указанный способ строительства применим в различных гидрогеологических условиях, кроме скальных и полускальных пород, а также пород с валунными включениями диаметром более 0,2 м. Рациональная область применения: сооружения глубиной более 20 м, сооружения с повышенными требованиями соблюдения вертикальности и производство работ вблизи зданий и коммуникаций.

1.7. Задание на проектирование конструкций опускных колодцев, погружаемых задавливанием, должно содержать исходные данные, указанные в п.3.1 "Инструкции по проектированию опускных колодцев". МСН 125-66/ММСС СССР.

1.8. Инженерные изыскания для сооружений, возводимых погружением опускного колодца задавливанием, следует осуществлять в соответствии с главой СНиП II-9-78* "Инженерные изыскания для строительства".

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 11-02-96. - Примечание изготовителя базы данных.

Глубина заложения разведочных скважин должна быть ниже проектной отметки сооружения не менее, чем на 10 м.

1.10. При разработке проекта опускного колодца, погружаемого задавливанием, должны учитываться:

производственные условия строительства;

наиболее экономичные способы производства работ;

экономически оправданная механизация и индустриализация строительства;

экономия строительных материалов.

1.11. Проект производства работ на строительство опускного колодца, погружаемого способом задавливания, должен разрабатываться в соответствии с "Инструкцией о порядке составления и утверждения проектов организации строительства и проектов производства работ". (СН 47-74*) с использованием принципиальных положений главы СНиП III-9-74 "Основания и фундаменты", а также в соответствии с настоящими рекомендациями.

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 12-01-2004. - Примечание изготовителя базы данных.

Помимо общих вопросов, проект производства работ должен включить:

детальные технологические карты на погружение колодца;

проект глинистого хозяйства;

рецептуру приготовления глинистых суспензий и рекомендации по контролю их качества.

Для измерения напряжений, возникающих в стенах колодца и ножевой части от действия продольных сил при задавливании, датчики следует устанавливать в поперечном сечении ножевой части и поперечном сечении стен колодца равномерно по окружности по …..* штук на арматурных стержнях, расположенных вертикально между наружной и внутренней арматурой.

* Брак оригинала. - Примечание изготовителя базы данных.

2. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОПУСКНЫХ КОЛОДЦЕВ, ПОГРУЖАЕМЫХ ЗАДАВЛИВАНИЕМ

2.1. Принципиальные положения расчета и конструирования опускных колодцев, погружаемых задавливанием, принимаются в соответствии с "Инструкцией по проектированию опускных колодцев" МСН 125-66/ММСС СССР и "Руководством по расчету опускных колодцев, погружаемых в тиксотропной рубашке", разработанным Харьковским ПромстройНИИпроектом и Приднепровским Промстройпроектом.

2.2. Расчет опускного колодца на погружение следует производить с учетом врезания ножа в забой:

в песках - на 1,5 м;

в супесях и суглинках - на 0,75 м;

в глинах - на 0,5 м;

в плывунах - не менее 2 м.

в песках - 400-600 кН, в супесях, в суглинках, в глинах - 300-400 кН, в плывунах - 400-500 кН на 1 п.м. окружности режущей кромки ножа.

2.5. Количество домкратов следует назначать в зависимости от их грузоподъемности и диаметра погружаемого колодца. При погружении колодцев диаметром 3-6 м необходимо предусматривать 3-4 домкрата; при диаметре 6-10 м - 4-6 домкратов, при погружении опускных колодцев больших диаметров следует предусматривать установку домкратов не реже, чем через 6-7 м окружности торца.

2.6. Нагрузка, создаваемая домкратами, должна назначаться на 20% больше, чем это необходимо для требуемого зарезания ножа колодца в забой.

2.7. Наружные стены колодцев следует выполнять ярусами, высотой, кратной величине хода штоков домкратов.

2.8. Стены колодцев диаметром 3-6 м в сборном варианте следует выполнять из цельных железобетонных колец. Для колодцев диаметром 7 м и более следует применять кольца из блоков, предложенных НИИ оснований и подземных сооружений (рис.2).

Рис.2 Стеновой железобетонный блок

2.9. Возможно применение в качестве деталей стен колодца чугунных тюбингов.

2.10. Стены колодцев могут устраиваться из монолитного железобетона (рис.3). Бетонирование стен таких колодцев производят ярусами, используя опорную конструкцию в качестве наружной опалубки, при этом внутреннюю опалубку монтируют на подвесной полке.

Рис.3 Схема бетонирования стен опускного колодца

1 - двухконсольная балка; 2 - гидроцилиндр; 3 - опорный воротник; 4 - полок (внутренняя опалубка); 5 - стена колодца

2.11. Ножевую часть выполняют из металла с заполнением полости бетоном (рис.4). Угол заострения ножа принимают равным 16-18°, а ширину режущей кромки 0,05-0,07 м.

Рис.4 Ножевая часть опускного колодца

1 - отверстия для заливки бетона; 2 - полость, заполненная бетоном

3. КОНСТРУКЦИИ УСТРОЙСТВ ДО ЗАДАВЛИВАНИЯ И ОПОРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Читайте также: