Производство работ.
(с. 196-197 [Штоль]) 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. 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 в 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.
Армирование опускных колодцев (с. 31 [Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев])
Применяется стержневую горячекатаную периодического профиля арматуру класса А-2.
Арматуру укладывают в виде отдельных вертикальных и горизонтальных стержней или в виде отдельных арматурных каркасов и сеток, сваренных из рабочих, распределительных и монтажных стержней. Армокаркасы и сетки монтируют на высоту одного яруса бетонирования. Арматуру монолитных колодцев из пространственных армоблоков и сеток изготовляют на арматурных заводах, доставляют автомашинами к месту монтажа и монтируют кранами. Армокаркасы и сетки до монтажа укрупняют в блоки. Укрупнительную сборку производят на стендах.
Опалубка (с.38 [Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев])
Опалубка применяется разборно- переставная щитовая из деревянных, деревометаллических, металлических щитов или стационарная из ж/б плит оболочек. Разборно- переставная опалубка одновременно навешивается на 2 яруса. Деревянную опалубку выполняют из досок толщиной 50 мм, из водостойкой фанеры, обитых кровельным железом. Наиболее дешевое и наименее трудоемкое крепление щитов опалубки с помощью окруток из проволоки диаметром 6-8мм. К месту монтажа щиты подаются башенными кранами. Сборка и разборка опалубки производится звеном плотников-верхолазов из 3-х человек. Перед установкой опалубку смазывают отработанными маслами или известковым молоком. Перестановку щитов опалубки производят через 8 ч после окончания бетонирования пояса.
Производство бетонных работ (с.62 [Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев])
При устройстве опускных колодцев бетонная смесь приготовляется, как правило, на централизованных бетонных заводах и транспортируется к месту укладки в автосамосвалах, автобетоносмесителях. Бетонную смесь в конструкции опускного колодца подают в бадьях вместимостью 1,5—2 м3 при помощи различных стреловых кранов.
Башенные краны наиболее удобны для вертикального транспортирования бетонной смеси: они позволяют подать бетонную смесь в любую точку стен и днища опускного колодца.
Бетонную смесь в стены опускных колодцев укладывают непрерывно, слоями. Толщина слоя равна 30-40 см. Для уплотнения бетонной смеси применяют вибраторы.
Срок схватывания бетона Обычно этот срок не превышает 2 ч. Укладка каждого слоя бетонной смеси должна производиться до схватывания бетона предыдущего слоя.
Наилучшее качество укладки бетонной смеси получается при непрерывном бетонировании. Для бетонирования опускные колодцы разбивают на блоки. Вначале бетонируют нож колодца, затем первый, второй ярус и т. д. Высота бетонирования стен составляет, как правило, 8—10 м. Бетонирование каждого последующего яруса допускается только после набора бетоном прочности.
Бетонирование днищ. (с.66 [Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев])
В колодцах круглой формы при бетонировании днища первый слой бетона толщиной 30—40 см укладывается концентрическими полосами, начиная от ножевой чаем колодца, постепенно приближаясь к центру. Последующие слои толщиной 30—40 см укладываются параллельными полосами. В случае притока грунтовых вод основание днища планируется таким образом, чтобы поступающая в колодец вода стекала к одному или нескольким приямкам.
Для свободного стока воды к приямку по основания укладывают фильтрующий (дренажный) слой щебня или гравия необходимой толщины и прокладывают дренажные канавки. После окончания бетонирования и набора бетоном днища проектной прочности водоотлив прекращается, трубы заделывают бетоном и устанавливают металлическую заглушку. Для получения бетона хорошего качества необходимо создать летом влажную, а зимой теплую и влажную среду твердения.
Бетонная смесь после укладки должна быть тщательно защищена в летнее время от высыхания, а в первые часы твердения — и от дождя. Поверхности бетона после снятия опалубки систематически поливают водой.
Водоотлив должен быть организован так, чтобы в случае выхода из строя одного насоса можно было бы быстро заменить его другим.
Производство бетонных работ в зимнее время. (с.72 [Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев])
При низких температурах, близких к 0°С, схватывание бетонной смеси замедляется, а при отрицательных температурах бетон замерзает и схватывание прекращается. Это вызывает необходимость создавать в зимнее время искусственную тепловлажную среду для твердения бетона и нарастания прочности. При строительстве опускных колодцев чаще всего применяется способ «термоса», основанный на использовании тепла, которое выделяется самим бетоном в процессе твердения (устраивают специальную утепленную опалубку, имеющую двойную обшивку с утепляющей прокладкой (теплоизоляционной) или наружным покрытием из толя, минеральной ваты). Это тепло тем больше, чем массивнее конструкция и чем выше марка цемента, входящего в состав бетонной смеси. Бетонную смесь необходимо подавать с температурой не ниже 10°С. Используют добавки, ускоряющие твердение бетона и снижающие температуру замерзания бетона, а также быстротвердеющие цементы высоких марок (500 и выше). Искусственный прогрев и обогрев бетона электрическим током, а также обогрев паром следует применять лишь при бетонировании тонких конструкций.
Подводное бетонирование днищ опускных колодцев (с. 68 [Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев])
Днище опускных колодцев, погружаемых с разработкой грунта из-под воды грейферами или эжекторными насосами, устраивают, на специальной бетонной «подушке», укладываемой методами подводного бетонирования, без откачки воды из колодца. После того как бетонная «подушка», уложенная методом подводного бетонирования, приобрела достаточную прочность, откачивают воду из колодца и под прикрытием этой «подушки» насухо сооружают несущее железобетонное днище.
Метод ВР (восходящего раствора) заключается в том, что через специальные трубы заливается цементный раствор в каменную наброску, которая своими очертаниями в размере и в плане повторяет проектные контуры бетонной «подушки». При этом цементный раствор, поднимаясь («восходя») снизу вверх, постепенно заполняет все пустоты внутри наброски.
Гидроизоляция опускных колодцев (с.81 [Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев])
Для защиты ж/б сооружений от фильтрации и агрессивного воздействия грунтовых вод наружные поверхности сооружения покрывают гидроизоляцией. Виды гидроизоляции: цементно-песчаный торкрет, покраска битумно-бензиновым раствором, оклеечная штукатурная из холодных битумных мастик из горячих асфальтовых растворов (асфальтовая гидроизоляция), литая на основе тех же растворов битумных материалов и металлическая сварная.
Литую гидроизоляцию, а также штукатурку из холодных мастик целесообразно применять для покрытия горизонтальных поверхностей. Бетон сам по себе является достаточно водонепроницаемым, и поэтому бетонные стенки толщиной 1 м и более, выполненные из бетона марки не ниже 200, не всегда требуют специального гидроизоляционного покрытия.
Гидроизоляцию на стены наносят с поверхности земли, после снятия опалубки.
Днище бетонируют с таким расчетом, чтобы горизонтальная полка уголков была бы на 5-7 мм выше верха бетона. После окончания работ по бетонированию днища горизонтальные полки уголков зачищают металлическими щетками, к ним приваривают полосками металлическую гидроизоляцию днища. Когда приварка листов полностью закончена, под металлические листы гидроизоляции нагнетают цементный раствор.
Торкретирование (с. 82 [Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев])- процесс нанесения увлажненной цементно-песчаной смеси на бетонные поверхности под давлением сжатого воздуха. Торкретирование выполняют при помощи цементной пушки. Для торкретирования рекомендуется применять портландцемент или водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ), а также пуццолановый цемент высокой марки — не ниже 400 и водонепроницаемый безусадочный цемент (ВВЦ). Толщина торкрета устанавливается проектом идолжна быть не менее 3 см.
Окраска битумно-бензиновым (с. 86 [Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев]) раствором производится в три слоя по тщательно подготовленной поверхности бетона. Для нанесения первого слоя применяют раствор, состоящий из 25% битума и 75% бензина, а для нанесения второго и третьего слоев — раствор, состоящий из 50% битума и 50% бензина. Битумно-бензиновый раствор наносят механизированным способом при помощи цемент-пушки, приспособленной для этой цели. Битумно-бензиновый раствор очень огнеопасен и может легко воспламениться, поэтому при производстве работ следует обращать особое внимание на соблюдение правил техники безопасности.
Оклеечная (с. 87 [Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев]) гидроизоляция – ковер из наклеенных на бетонную поверхность рулонных материалов на горячих битумных мастиках. Наружную поверхность ковра покрывают смесью той же мастики и защищают от повреждений тонкой железобетонной стенкой. Для гидроизоляции опускных колодцев обычно устраивают изоляционную защиту из рулонных материалов не менее чем из трех слоев. Рулонные материалы перед наклейкой очищают от песка, пыли и выдерживают в раскатанном состоянии или перекатывают на другую сторону во избежание образований волн при наклейке.
Погружение опускных колодцев (с. 91 [Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев]).
Работы по погружению опускных колодцев в грунт являются наиболее сложными и ответственными при строительстве сооружений опускным способом. Грунт внутри колодца разрабатывают сухим способом или извлекая его из-под воды.
Сухой способ разработки грунта в опускном колодце применяют в случае, когда гидрогеологические условия позволяют тем или иным способом понизить уровень грунтовых вод или успешно применить открытый водоотлив. Если уровень грунтовых вод понизить невозможно, а грунты, слагающие площадку, рыхлые, легко поддающиеся разработке, применяют подводную разработку грунта грейферами.
По технологии различают 4 случая погружения колодцев: с разработкой грунта способом гидромеханизации; экскаваторами и бульдозерами; грейферами, а также плотных и скальных грунтов с рыхлением грунта взрывами.
К подготовительным работам по погружению опускных колодцев в грунт относятся работы по распалубке сооружения, снятию опускного колодца с подкладок и монтажу землеройного и другого оборудования. Опускной колодец снимают с подкладок таким образом, чтобы он от состояния равномерного опирания по всему периметру на временные опоры постепенно переходил к равномерному опиранию на грунт.
Разработка грунта.
Грунт нельзя разработать экскаваторами и бульдозерами – малый диаметр. Применяем альтернативные способы разработки.
Способом гидромеханизации (с. 94 [Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев]). При песчаных, сепесчаных, песчано-гравелистых с небольшим содержанием гравия. Сущность способа: под действием струи воды, создаваемой насосом высокого давления, производится размыв грунта, который вместе с водой (пульпа) по трубам транспортируется в отвал. Схема – с.100 [Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев].
Грейферами (с. 113 [Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев]). Грейферы применяются в основном для разработки и извлеченияиз колодца песчаных грунтов, супесей, мягких глин, суглинков и реже для песчано-гравелистых грунтов.
В песчаных грунтах грунт разрабатывают в центре колодца. Постепенно очертание поверхности грунта в колодце принимает форму обратного конуса с вершиной в центре колодца. При интенсивной разработке грунта в центре колодца нож его постепенно оголяется, уменьшается поверхность опирания колодца на грунт и происходит посадка колодца.
При погружении опускных колодцев в слабоувлажненных грунтах или при возможности и целесообразности осушения грунтов применяют грейферную разработку грунта насухо. В опускных колодцах круглой формы грунт разрабатывают способом круговых или радиальных траншей с постепенным перемещением от центра колодца к его стенам (рис. с. 117 [4. Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев. М.: Стройиздат, 1975.
]).
Разработка плотных и скальных грунтов (с. 118 [4. Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев. М.: Стройиздат, 1975.
]).
Для облегчения разработки плотных и скальных грунтов применяют клин-бабку, пневматический инструмент, взрывают грунт и т. п.
Наиболее часто пользуются взрывным способом рыхления скальных и плотных грунтов. Взрывные работы выполняют по специальному проекту. После взрыва забои проветривают, выпуская сжатый воздух через воздуховоды.
Первоначально грунт рыхлится взрывами в центре колодца, а затем разрабатывается вручную и выдается на поверхность в бадьях кранами. По периметру колодца у ножевой части оставляют берму из невзорванной породы, ширина которой назначается проектом производства работ. Грунт бермы предварительно рыхлят шпуровыми зарядами или разрабатывают пневматическими отбойными молотами. На место разработанной бермы подсыпают щебеночную призму. После отсыпки призм по всем четырем сторонам опускного колодца приступают к его опусканию путем разборки щебеночных призм, отсыпанных первоначально по двум противоположным сторонам колодца. Призмы разбирают четверо рабочих постепенно и равномерно.
Колодец, разрушая неразобранную часть призмы, садится на заранее подготовленные призмы по двум другим противоположным сторонам. В дальнейшем процесс повторяется. При опускании колодцев с рыхлением грунта взрывами следует уделять особое внимание правильности организации водоотливных работ. В насосы вместе с водой попадают мелкие частички взорванной породы, что приводит к выходу насосов из строя и к затоплению забоя. Поэтому при рыхлении грунта взрывами необходимо иметь не менее 50% запаса водоотливных средств.
Применение тиксотропной рубашки (с. 125 [4. Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев. М.: Стройиздат, 1975.
Применяется для уменьшения сроков опускания колодца и исключения его зависания.
Применение тиксотропной рубашки обуславливается созданием вокруг колодца свободной полости, в которую подается тиксотропный раствор (смесь бентонитовой глины с водой и реагентами). На наружной поверхности стены колодца устраивают уступ шириной 150—200 мм, который обычно размещают выше банкетки ножа на 3—4 м (и более). На наружном уступе стены колодца делается специальный замок, предназначенный для удержания тиксотропной суспензии и предохранения от вытекания ее внутрь забоя. В зимний период с низкими температурами (ниже —5°С) следует прогревать тиксотропную рубашку в районе форшахты, а также утеплять глинорастворный узел и трубопроводы, подводящие воду и глинистую суспензию.
Контроль заглубления (с. 134 [4. Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев. М.: Стройиздат, 1975.
])
Закладке опускных колодцев должны предшествовать тщательная разбивка осей сооружения и закрепление их на местности. Вертикальность погружения определяется также по отвесам. Колодцы при погружении, особенно на первых 5—8 м, могут накрениться. Смещения и перекосы должны устраняться немедленно, как только будут обнаружены. При небольших перекосах колодец выравнивают путем выемки грунта под ножом с отстающей стороны. При значительных перекосах колодца его выравнивают методом последовательных качаний. Второй способ исправления кренов опускных колодцев — это дополнительная пригрузка стен колодца.