Технология разработки грунта методом опускного колодца

Обновлено: 04.10.2024

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО УСТРОЙСТВУ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ СПОСОБОМ ОПУСКНОГО КОЛОДЦА В ГРУНТАХ СО СКАЛЬНЫМИ ПРОСЛОЙКАМИ

Рекомендации распространяются на разработку проектов производства работ и строительство подземных сооружений способом опускного колодца в грунтах, содержащих скальные прослойки. В них изложены сведения о конструкциях опускных колодцев, их погружении, контроле качества производства работ, а также требования по технике безопасности.

Рекомендации разработаны Инженерным центром ВНИИ оснований и подземных сооружений им. Н.М.Герсеванова под руководством канд. техн. наук Ю.А.Березницкого. В работе принимали участие В.М.Рухов и Ю.М.Салихов, Б.Б.Михайлова, В.З.Коган и А.А.Арсеньев.

Разработчики приносят благодарность докт. техн. наук, профессору М.И.Смородинову за критические замечания при составлении Рекомендаций.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников строительных и проектных организаций.

I. Общие положения

1.1. Настоящие рекомендации являются дополнением к СНиП 3.02.03-84. Подземные горные выработки и СНиП 3.02.01-83*. Основания и фундаменты. Правила производства работ, а также других документов.

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 3.02.01-87. - Примечание изготовителя базы данных.

1.2. Строительство подземных сооружений способом опускного колодца следует осуществлять по периодам: подготовительному, последовательность выполнения работ которого определяется проектом организации строительства /ПОС/;

первому основному, в состав которого входят: устройство форшахты, монтаж ножевой части и задавливающих устройств;

второму основному, в состав которого входят погружение опускного колодца, устройство подводной подушки - днища, силового днища и изготовление, если это требуется, внутренних конструкций.

1.3. Способ опускного колодца в грунтах со скальными прослойками может быть принят для строительства подземного сооружения на основании данных геологических изысканий. В случае выявления несоответствия фактических инженерно-геологических условий, учтенных в проекте, должны быть проведены дополнительные исследования грунтов и скальных пород с внесением соответствующих изменений в рабочую документацию.

1.4. При производстве работ в сложных геологических условиях /наличие опасности горных ударов, прорыва воды, плывунов и т.п./ геологическая служба заказчика обязана вести наблюдения за состоянием грунтового массива в процессе проходки и на их основе выдавать прогноз о возможно опасных зонах.

1.5. Строительство подземных сооружений способом опускного колодца не допускается на геологически неустойчивых площадках (с оползнями, каретами, пустотами и т.п.), на площадках, где основания фундаментов рядом расположенных зданий и сооружений находятся в зоне обрушения грунта у колодца /за исключением случаев, когда специально предусмотренными мерами обеспечивается сохранность существующих фундаментов и коммуникаций/.

1.6. Погружение опускных колодцев следует предусматривать до возведения расположенных вблизи зданий и сооружений.

II. Инженерно-геологические изыскания для проектирования и строительства подземных сооружений способом опускного колодца в грунтах со скальными прослойками

2.1. Инженерно-геологические изыскания должны проводиться в соответствии с требованиями главы СНиП по инженерным изысканиям для строительства и других нормативных документов, перечень которых приведен в п.1.5 Руководства по проектированию оснований зданий и сооружений (М., Стройиздат, 1978) с учетом следующих дополнительных условий:

при диаметре подземного сооружения до 15 м в песчаных и глинистых грунтах разведочных скважин должно быть не менее трех при их глубине, превышающей на 5 м глубину сооружения;

при большем диаметре подземного сооружения, а также в сложных инженерно-геологических условиях число скважин и их глубина должны назначаться проектной организацией по специальной программе. Скважины должны располагаться в пределах контура опускного колодца либо на расстоянии не более 5 м от его наружной поверхности.

2.2. Скважины, пробуренные при изысканиях, должны быть затампонированы до начала погружения колодца за исключением наблюдательных скважин. На затампонированные скважины следует оформлять акт на скрытые работы, а незатампонированные скважины передать на сохранность заказчику.

2.3. В описании геологического строения стройплощадки следует привести геологические разрезы, на которых должны быть показаны все грунтовые напластования со скальными прослойками, мощности слоев, их наклон, а также указано наличие крупных включений, валунов и т.п. с их качественной и количественной характеристиками /размер, прочность, процентное содержание/.

2.4. Классификацию грунтов следует устанавливать в соответствии с ГОСТ 25100-82*.

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 25100-95. - Примечание изготовителя базы данных.

2.5. В инженерно-геологическом отчете должны быть приведены прогнозы максимального подъема уровня грунтовых вод и повышение степени их агрессивности. При наличии вблизи подземного сооружения водоема следует указывать расстояние до уреза воды, характер сезонного колебания уровня и связь грунтовых вод площадки с водоемом.

2.6. Для уточнения геологии по трассе проходки выработки горнопроходческая организация должна осуществлять контрольное опережающее бурение скважин в забоях опускных колодцев для отбора образцов грунтов и скальных прослоек, а также все необходимые в забое работы, связанные с профилактикой мер по предупреждению опасности горных ударов, выбросов пород, газов и плывунов.

2.7. При определении характеристик горных пород прослоек по крепости рекомендуется руководствоваться табл.1; уточняя их на основе данных натурных и лабораторных исследований в процессе погружения опускного колодца.

Таблица 1 (СНиП III-11-77*)

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 3.02.03-84. - Примечание изготовителя базы данных.

Геологическое наименование пород

Категория крепости пород

Коэффициент крепости пород по шкале Протодъяконова

Кварциты исключительно крепкие, джеспилиты, габбродиабаз, габбродиорит, порфириты исключительно крепкие

Базальт оливиновый, андезит, роговик, диабаз, диорит высшей крепости

Кремень, кварцитовидные песчаники исключительной крепости, окремненные известняки высшей крепости

Среднезернистые граниты, кварцитовидные песчаники, кварциты, диабазы, гнейсы крепкие, порфирит, трахит крепкий, сиенит, амфиболиты

Мелкозернистые монолитные окварцованные песчаники, известняки сливные исключительно крепкие, мрамор исключительно крепкий

Конгломерат крепкий сцементированный, песчаники крепкие сцементированные, колчеданы, крепкие доломиты и известняки, мартитомагнетитовые руды

Змеевик, гранит и сиенит крупнозернистые, кварцево-хлоритовые сланцы

Крепкие аргиллиты и алевролиты, песчано-глинистые сланцы, сидерит, магнезит, змеевик оталькованный, известняк плотный, мартитовые руды

Граниты, гнейсы, сиениты и прочие массивные и изверженные породы, сильноминерализованные или выветрившиеся

Известняк мергелистый, песчаник глинистый, сланец слюдистый, доломиты, бурые железняки и глиноземистые руды

Глинистые и углистые сланцы средней крепости, плотный мергель, слабые песчанистые сланцы, слабые известняки и доломиты, тальковые сланцы

Антрацит, крепкий каменный уголь, слабый конгломерат и песчаник, алевролит и аргиллит средней крепости

Слабые глинистые сланцы, опока крепкая, очень слабые выветрившиеся известняки и доломиты, каменный уголь средней крепости, крепкий бурый уголь

Плотные карбонатные глины, мел плотный, мергель средней крепости, гипс, крепкая каменная соль

Каменный уголь мягкий, откарбонатная глина, трепел мягкий, мягкая опока, бурый уголь, карбонатная глина, трепел, мягкая каменная соль, пористый гипс, тяжелая глина, моренный суглинок, жирная глина и тяжелый суглинок, содержащий до 10% гальки, мелоподобные слабые породы (мергель, опока и др.)

Легкая глина, суглинки, супеси, лесс, галечник, гравий, щебень

Песок, песок-плывун, почвенный слой

Рыхлый известняковый туф, туф и другие слабые породы

III. Требования к конструированию

3.1. Выбор конструктивного решения опускных колодцев должен производиться на основе технико-экономических показателей вариантов, учитывающих требования строительства и эксплуатации колодцев в данных геологических и гидрогеологических условиях. Следует применять конструктивные решения колодцев, при которых обеспечивается необходимая прочность, устойчивость и пространственная жесткость на всех этапах строительства и эксплуатации.

3.2. Сравнительные технико-экономические расчеты следует выполнять в соответствии с требованиями "Инструкции по определению экономической эффективности капитальных вложений в строительстве" (СН 423-71). Эти расчеты осуществляются по минимуму приведенных затрат, которые представляют собой сумму текущих издержек и единовременных затрат, приведенных к годовой размерности в соответствии с установленными нормативными коэффициентами эффективности.

3.3. Колодцы, погружаемые в тиксотропной рубашке, рекомендуется, как правило, проектировать сборными из унифицированных конструкций. Сборные элементы стен (блоки, панели и др.) следует принимать наиболее крупными с учетом грузоподъемности применяемых подъемно-монтажных механизмов, условий транспортирования и изготовления.

3.4. Для опускных колодцев диаметром в плане до 15 м рекомендуется использовать сегментные железобетонные блоки, как правило, с внутренней металлоизоляцией, соединяемые в кольца посредством накладок электросваркой, при соединении колец между собой круговым сварным швом. Обычно такие блоки выполняются с выступающими над верхним торцом стальными накладками, изготовленными с возможностью контактирования с боковой поверхностью нижней части блока вышележащего кольца.

3.5. Конструкция ножевой части колодцев должна обеспечивать возможность ее внедрения в забой в мягких грунтах на величину, указанную в проекте производства работ. Ножевая часть не должна испытывать деформаций при ее посадке на скальные породы от веса оболочки колодца с коэффициентом перегрузки 1,2.

3.6. Для колодцев диаметром в плане до 15 м, погружаемых в крупнообломочные грунты, плотные, крупные и средней крупности пески, глины с 0,8, а также при необходимости опережающего заглубления ножа в грунт рекомендуются ножевые части с режущей кромкой шириной 40-60 мм (рис.1 д, е).

Рис.1. Схемы конструкции ножа:

а, б - железобетонный нож, выполняемый совместно с панелью; в, г - монолитный железобетонный нож колодцев со стенами их панелей (3) и блоков (4); д - монолитные железобетонные нож и стена; е - металлический приставной нож; 1 - стальной резец; 2 - торкрет-штукатурка; 5 - губчатая резина; 6, 7 - стальные штырь и петля

3.7. Для колодцев диаметром более 15 м режущую кромку следует выполнять шириной 80 мм и более (рис.1, а-г).

3.8. Предпочтительно изготовление ножевой части с металлической облицовкой со стальным резцом в нижней части или без него.

3.9. При выполнении ножевой части с металлической облицовкой рекомендуется производить ее контрольную сборку перед установкой в проектное положение.

3.10. Стены могут изготавливаться из плоских панелей, соединяемых между собой сваркой закладных деталей.

3.11. Рекомендуются панели с обрамлением по контуру рамкой из стальной полосы, к которой привариваются арматурные сетки, образующие совместно с ними арматурный блок. Полосы при этом следует учитывать в расчете как рабочую арматуру. Вертикальные и горизонтальные стыки таких панелей осуществляют приваркой фланговым швом стальных накладок к обрамляющим рамкам.

3.12. В грунтах с нормативным сопротивлением по боковой поверхности 5 т/м рекомендуется приваривать к наружной поверхности стен колодца металлические упора (рис.2), которые после погружения на проектную отметку упираются на форшахту.

При опускном способе сооружение предварительно возводят полностью или частично на поверхности (или в неглубоком котловане), а затем погружают в грунт на проектную глубину. Погружение осуществляют способами опускного колодца и кессона.
Сущность способа опускного колодца состоит в следующем. Сооружение возводят на поверхности земли в соответствии с планом его расположения на отведенной площадке. Внутри такого сооружения послойно разрабатывают грунт, в результате чего оно под собственной массой опускается в грунт. Технология возведения опускного колодца: сначала под будущее сооружение отрывают котлован глубиной 1,2…1,5 м, не доходя до неустойчивых водоносных грунтов на 0,5 м; затем по контуру стен колодца возводят железобетонное звено на высоту 1…1,2 м, которое в нижней части имеет скос — ножевую часть. Иногда, для лучшего погружения колодца в грунт, ножевую часть обрамляют стальным уголком или листом. Для уменьшения трения опускаемого сооружения о грунт стенки его делают с одним или несколькими уступами. Стены сооружения выполняют из монолитного железобетона или сборных железобетонных панелей. В зависимости от назначения сооружения и его заглубления стены возводят на всю высоту или постепенно наращивают (ярусами) по мере погружения сооружения в грунт.
На строительстве опускным способом (рис. VIII.26) сооружений диаметром более 20 м используют одноковшовые экскаваторы, которыми внутри опускного колодца разрабатывают грунт и грузят его в бадьи вместимостью 1,5…2 м3. Бадьи поднимают на поверхность башенными или козловыми кранами и разгружают в отвал или в автотранспорт. Учитывая значительную массу экскаватора, его опускают в котлован в разобранном виде.
При работе во влажных грунтах для стоянки экскаватора в котловане создают земляные островки или устраивают деревянный настил.
Во избежание неравномерной осадки сооружения грунт по периметру ножевой части разрабатывают вручную, затем с помощью экскаватора грузят в бадьи и также поднимают краном на поверхность.
При незначительном притоке грунтовых вод и отсутствии вблизи сооружений, чувствительных к осадкам, разработку грунта ведут с водоотливом.
Если в котлован интенсивно поступает вода через днище, грунт можно разрабатывать гидромеханическим способом с помощью эжекторов и реже — эрлифтов с дополнительным подмывом.
При погружении сооружения в грунт необходимо следить за тем, чтобы его масса превышала силы бокового трения не менее чем на 25%. В ориентировочных расчетах удельную силу трения, принимают 10…30 кН/м2 в зависимости от характера грунта.
Преодоление таких значительных сил трения, затрудняющих опускание, а иногда делающих его невозможным, достигается различными способами (утяжеление нижней части колодцев или использование массы предусмотренных проектом наземных сооружений над колодцем; вибрация, подмыв, устранение шероховатости наружной поверхности колодца за счет покрытия ее специальными составами). Для уменьшения сил трения между грунтом и опускным колодцем используют также тиксотропную рубашку. В этом случае ножевую часть колодца изготовляют на 5… 10 см шире толщины стены и в образовавшуюся полость между грунтом и наружной поверхностью сооружения нагнетают коллоидный (например, глинистый) раствор, образующий рубашку, снимающую силы трения по боковой поверхности колодца (рис. VIII.27). Силы трения остаются только в пределах поверхности ножа, которая составляет около 10…12% всей поверхности опускного колодца.
Метод погружения опускных колодцев в тиксотропной рубашке позволяет по сравнению с традиционным методом сооружения опускных колодцев снизить затраты труда почти на 35%, а стоимость работ —на 15…20%.
В процессе опускания колодца необходимо организовать постоянное геодезическое наблюдение за его вертикальностью и скоростью погружения. Когда в колодце обнаружено зависание в его верхней части, необходимо выбирать грунт у ножа отстающей сто роны или размывать 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.
После достижения ножом колодца проектной отметки бетонируют днище, изолирующее подземное помещение от грунтовых вод. В колодцах, погружаемых с водоотливом, бетонную смесь укладывают на осушенное основание с принятием мер против омы-вания его фильтрующимися грунтовыми водами.

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)

Опускной колодец представляет собой открытую сверху и снизу железобетонную (реже стальную и бетонную) конструкцию, стены которой в нижней части имеют заострения (консоли), обычно усиленные металлом (ножи) (рис. 4.3). Опускные колодцы догружаются в грунт под действием собственного веса по мере разработки и удаления грунта, расположенного в полости колодца и ниже его ножа.
Стены колодцев либо сооружают сразу на полную высоту, либо наращивают по мере погружения колодцев в грунт. Погружение опускных колодцев в грунт производят с откачкой или без откачки воды из их полости.

После достижения опускным колодцем проектной глубины заложения фундамента полость колодца целиком или частично заполняют бетонной смесью сначала подводным способом, а затем насухо. В верхней части колодца сооружают распределительную железобетонную плиту, на которой впоследствии ведут кладку надфундаментной части опоры; в некоторых случаях такую плиту не делают.
Опускные колодцы применяют в случаях расположения грунтов с достаточной несущей способностью на больших (более 5-8 м) глубинах, когда сооружение фундаментов в открытых котлованах из-за сложности крепления их стен экономически нецелесообразно или технически неосуществимо. Поскольку в подобных случаях кроме опускных колодцев можно применять фундаменты из свай или оболочек, выбор типа фундамента производят на основе технико-экономического сравнения вариантов. Достоинством фундаментов из опускных колодцев является возможность их погружения без использования сложного технологического оборудования. Недостатками их являются большой объем кладки и значительные трудности, возникающие при встрече колодцев в водонасыщенных грунтах с препятствиями в виде крупных валунов, скальных прослоек, топляков и т.п. Устранение таких препятствий возможно лишь после откачки воды из колодцев, что при водонасыщенных грунтах не всегда удается сделать. Трудности, связанные с необходимостью осушения колодца, возникают и при посадке его на скальный грунт, поверхность которого не бывает строго горизонтальной и нуждается в планировке для возможности опирания на него колодца по всему периметру.

Очертание и габаритные размеры опускного колодца в плане определяются формой и размерами поперечного сечения надфундаментной части сооружения на уровне обреза фундамента, а также несущей способностью грунта, на который намечается опереть колодец.
Фундаменты из опускных колодцев имеют, как правило, вытянутую в плане прямоугольную форму либо форму, близкую к прямоугольной, но отличающуюся от нее закруглениями в углах, либо вытянутую форму с короткими сторонами в виде полуокружности; применяют также круглые колодцы.
Прямоугольные колодцы проще в изготовлении, но погружать их в грунт тяжелее, чем колодцы с очертаниями в плане, показанными на рис. 4.5. В связи с этим колодцы прямоугольного очертания в плане применяют в основном в случаях, когда надо преодолеть слой легкопроходимого грунта толщиной не более 10 м.
На уровне верха опускного колодца (на уровне обреза фундамента) устраивают уступы во всех направлениях шириной не менее 1/50 глубины погружения колодца и не менее 40 см. Это позволяет обеспечить проектное положение надфундаментной части опоры при возможных смещениях верха колодца в плане.

Опускной колодец опирают на толщу грунта, обладающего достаточной несущей способностью. Поверхность этой толщи не бывает строго горизонтальной, поэтому для обеспечения опирания на нее колодца по всей подошве его заводят в эту толщу на 1-2 м. В соответствии с этим назначают отметку подошвы фундамента.
По опыту построенных сооружений расход бетона на изготовление колодцев в общем объеме кладки фундаментов изменяется от 10 % для колодцев-оболочек, заполняемых сплошь бетоном, до 90 % для толстостенных колодцев без бетонного заполнителя. Расход арматуры на 1 м кладки колодцев изменяется от 50 кг для массивных конструкций до 300 кг для колодцев-оболочек, принудительно погружаемых в грунт.

В зависимости от конструктивных особенностей сооружений, объемов работ и местных условий бетонные и железобетонные колодцы изготовляют из монолитного или сборного железобетона (рис. 4.8). Целесообразность применения того или другого вида колодцев определяется, исходя из результатов сравнения стоимости работ и затрат труда.
При небольших объемах работ монолитные, бетонируемые на месте погружения колодцы применяют более часто, так как доставка сборных конструкций или их изготовление вблизи объекта во многих случаях связаны с необходимостью значительных дополнительных затрат средств и времени.
На фундаменты из одного колодца ориентируются, как правило, при необходимости опускания бетонируемых на месте колодцев под действием собственного веса. На сооружение таких фундаментов затрачивается меньше времени по сравнению с фундаментами из нескольких колодцев.
В построенных фундаментах из нескольких колодцев-оболочек расход бетона уменьшен в 2-4 раза по сравнению с фундаментами из одиночных колодцев, заполненных бетоном. При таком сокращении объема кладки экономически оправданно и целесообразно широкое применение конструкции из сборного железобетона. Поскольку резко уменьшаются суммарные объемы и вес элементов одного фундамента, то соответственно снижаются затраты труда, стоимость изготовления и монтажа колодцев-оболочек по сравнению с толстостенными колодцами больших размеров. Возможно их принудительное заглубление в разные грунты вибропогружателями.

На рис. 4.9 показана конструкция сборного опускного колодца.
По данным опыта строительства в нашей стране и за рубежом установлено, что применение колодцев-оболочек, способствуя значительному сокращению объемов работ, обеспечивает при хороню освоенной технологии снижение на 10-25 % стоимости фундаментов и уменьшение трудоемкости в 1,5-3 раза.
В случаях погружения колодцев на большую глубину приходится преодолевать значительные силы трения, возникающие между наружными поверхностями колодцев и грунтом. Для обеспечения погружения колодцев в этих случаях их наружные поверхности делают с одним или несколькими уступами (рис. 4.10) шириной не менее 10 см, из которых первый располагают на высоте 2-4 м от низа колодца. Иногда вместо уступов наружным поверхностям придают наклоны, сохраняя вертикальность этих поверхностей лишь в пределах нижней части колодцев высотой 3-4 м.

При развитии уступов или увеличении наклонов наружной поверхности колодца облегчается его погружение в грунт, но в то же время колодец в процессе погружения становится менее устойчивым, легче кренится и смещается в стороны, что затрудняет обеспечение его проектного положения. В связи с этим развитие уступов и наклоны наружных поверхностей колодцев ограничивают прямыми, имеющими наклоны не более 20:1.
Резкого снижения сил трения грунта о колодец удается достичь применением тиксотропной рубашки. В этом случае колодец изготовляют с одним уступом шириной до 15 см, расположенным в его нижней части, и вертикальной боковой поверхностью независимо от размеров и глубины погружения колодца в грунт. Тиксотропная рубашка образуется из глинистого раствора, нагнетаемого через специальную трубу (в процессе погружения колодца) в пространство между наружной поверхностью колодца и грунтом. Применение тиксотропных рубашек позволяет снизить толщину стен колодцев до 0,4-0,6 м.

Для принудительного погружения опускных колодцев применяют различные типы опорных конструкций. При строительстве заглубленных на 45-55 м сооружений диаметром 9-12 м успешно используют опорные конструкции в виде набора двухконсольных балок, шарнирно закрепленных в опорном воротнике, при этом одна консоль каждой балки оборудована домкратом, а противоположная жестко оперта на грунт. В шахтном строительстве при переходе от обычного способа проходки к опускной применяют треугольные упоры, шарнирно закрепленные в крепь ранее пройденного участка. При задавливании колодцев со стенами, собираемыми из колец высотой более величины хода штоков домкратов, используют опорную конструкцию в виде стойки, закрепленной шарнирно в опорном воротнике и оснащенной съемной консолью, которая устанавливается на нужный уровень по мере погружения колодца.

Для задавливания опускных колодцев применяют гидравлические домкраты грузоподъемностью 500-1500 кН с величиной хода штока 800-1200 мм, причем гидравлическая схема домкратной системы должна предусматривать независимое включение и отключение каждого отдельного домкрата.
Погружение колодцев способом задавливания может осуществляться как без водоотлива, так и в осушенных грунтах. Для разработки грунта используют грейферы или средства гидромеханизации. У нас в стране этим способом возведено более 200 сооружений глубиной 50 м и более, круглых в плане с диаметром 5-30 м и прямоугольных с площадью сечения до 420 м2. Есть примеры применения способа задавливания колодцев в Японии и Мексике. Этот способ целесообразно применять при возведении сооружений, заглубляемых на 20 м и более, в тех случаях, когда необходимо обеспечить их строгую вертикальность, а также когда работы ведутся вблизи существующих строений и коммуникаций.
Работы по регулируемому погружению колодцев с помощью домкратов по второй схеме выполняются в следующей последовательности (рис. 4.12).
Перед началом работ по возведению заглубленного сооружения по его периметру пробуривают скважины 1, причем в зависимости от инженерно-геологических условий в нижней части скважин могут быть устроены уширения 2. В скважину опускают канат 6 с анкерным устройством 7 на его конце, после чего анкерные сваи бетонируют до отметки на 0,5 м ниже заложения ножа колодца. Затем по поверхности грунта возводят наружные стены 4 колодца, устраивая в них каналы 5 для пропуска тяжей канатов 6. После набора бетоном стен колодца проектной прочности на них устанавливают специальные домкраты 3, к которым присоединяют свободный конец тяжа-каната.

В процессе погружения колодца осуществляется выемка грунта из центральной части колодца с оставлением берм у ножа. Разработав грунт на глубину одного яруса, включают домкраты и сооружение задавливают в грунт, после этого разрабатывают грунт бермы, разрушенной во время задавливания колодца, и цикл повторяется.

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.

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.

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.

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).

Что делать то??

Над канализацией ставить нельзя - будет, если что, канализацию не вскрыть для ремонта, да, и в случае если ее прорвет, памятнику хана будет - завалится.

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

Однако анализ расположения коллекторов привел к тому, что и это решение было невозможным, так как не соблюдалось расстояние от крайних свай куста до коллектора. А до кучи негатива добавили археологи, которые сказали: ок, делаете сваи? Ну не забудьте обеспечить нам доступ к грунту на всю глубину этих свай. т.е. 6м.

Так тогда какой смысл от свай, если, де-факто, все-равно надо копать котлован? Даже не котлован, а котлованище, который нарушит все вокруг, да и вообще никто его копать не даст и уж точно не оплатит.

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.

Вы только посмотрите, как красиво все получилось, когда мы применили метод "опускного колодца":

мы приняли в качестве фундамента бетонную сваю, которая заливалась в бетонные кольца диаметром 1м, опущенные на глубину 6м;
во время опускания колец археологи спокойно и без какого либо риска смогли обследовать все слои грунта по ходу опускания колодца;
была обеспечена минимально возможная земляная работа - задействован был только грунт непосредственно вынимаемый из ствола колодца;
заказчик сэкономил безумные деньги, применив предложенную нами технологию, потому что археологи стоят очень много денег и очень долго работают;
работы проводились при минимальном нарушении окружающего ландшафта парка вдоль реки в центре города;
не пришлось загонять никакие большие машины (краны, буровые и т.д.) для реализации проекта - все было привезено на обычном небольшом грузовике с манипулятором.

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.

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.

Об этом объекте я рассказывал в одном из предыдущих материалов. Посмотреть подробно можно по этой ССЫЛКЕ.

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

свайные фундаменты не хочет - от этого варианта заказчик отказался сразу;
классический шпунт не хочет - этот вариант заказчик так же отмел, т.к. вплотную шпунт не задавить, а нам нужно 50мм между существующим и пристраиваемым зданием.

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

Читайте также: