Технология разработки грунта методом опускного колодца

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 19.09.2024

1. Технология возведения подземных сооружений методом опускного колодца

2. Область применения:

Опускные колодцы применяются:
при устройстве фундаментов мелкого
заложения;
при устройстве опор мостов;
при устройстве заглубленных сооружений:
насосных станций;
гаражей;
водозаборных шахт.
в сложных гидрогеологических условиях
в стесненных условиях.

3. Сущность метода

Сущность метода опускного колодца состоит
в том, что
конструкцию стен вначале возводят на отведенной
площадке (полностью или частично).
Затем внутри этого сооружения послойно
разрабатывают грунт (от центра к ножу)
В результате чего это осоружение под действием
собственного веса или с пригрузами опускается в
грунт на проектную отметку
Затем устраивается днище сооружения, или если
это фундамент, то полость колодца заполняется
бетоном или бутобетоном

4. Объемно-планировочное и конструктивное решения опускных колодцев

Опускные колодцы могут быть в плане:
- круглые, эллиптические, прямоугольные со
сторонами до 50-60м
- толщина стенок от 0,4 до 1,2 м
- в нижней части колодец снабжен ножом, режущая
кромка которого облицована стальными уголками и
листами
- глубина погружения 20-25м – тонкостенные
колодцы
- до 40 м и более – массивные
Опускные колодцы могут быть сборные и монолитные

Рис.Формы сечений опускных колодцев
а — круглые;
б — квадратные;
в прямоугольные;
г — с закругленными боковыми
стенками;
1 — стена;
2 —днище;
3 — поперечная стенка

6. Технология возведения опускного колодца

Основные этапы возведения:
1. подготовка строительной площадки
2. устройство временного основания
3. возведение стен колодца: монолитных и
сборных
4. разработка земляного ядра и погружение
колодца
5. устройство днища, или заполнение колодца
бетоном, бутобетоном.

7. 1 этап. Подготовка строительной площадки

На строительной площадке должны быть выполнены все необходимые
работы подготовительного периода:
1) снятие растительного слоя;
2) расчистка территории;
3) закрепление на местности основных осей сооружения при помощи
обносок. Обноски устанавливают с учетом СГП вне зоны возможных
подвижек грунта;
4) Разработка пионерного котлована или траншеи по контуру
сооружения;
Глубина такой выемки может быть от 0,6 до 3м, но дно выемки должно
располагаться на 0,5-1 м выше уровня грунтовых вод.
5) Понижение уровня грунтовых вод (У.Г.В.).
1 способ – для небольших колодцев с незначительным напором
грунтовых вод в центре колодца устраивается скважина ниже
проектной отметки колодца и глубинными насосами вода откачивается
2 способ – для больших колодцев со значительным напором грунтовых
вод по периметру опускного колодца устраивают легкие
инофильтровые установки или водопонижающие скважины.

8. 2 этап. Устройство временного основания

Для устройства ножевой части колодца
необходимо выполнить основания в
виде песчано-щебеночной грунтовой
призмы с деревянными, или ж/б
подкладками.

Рис. Схема подготовки
оснований под нож и установка
ножа опускного колодца
а — на втопленнойпесчаной
подушке и деревянных
подкладках;
б — на насыпной песчаной
подушке и деревянных
подкладках; в — на насыпной
песчаной призме;
г —в специально
подготовленной траншее
(котловане);
д — на песчано-гравийной
(щебеночной) призме и
деревянных опорных
подмостях;
1 — нож колодца;
2 —деревянные подкладки;
3 — деревянная опалубка или
железобетонные плитыоболочки;
4 — деревянные подмости

10. 3 этап. Устройство стен монолитного ж/б колодца

При устройстве монолитных ж/б колодцев в качестве опалубки
применяются:
- разборная переставная металлическая и дерево-металлическая опалубка
- реже – тонкостенные ж/б плиты оболочки (несъемная опалубка) или
металлическая несъемная опалубка
Арматура - армокаркасы, армосетки, армоблоки с необходимым З.Д.
Бетонная смесь – малоподвижная с осадкой конуса 40-60 мм с
пластифицирующими добавками.
Устройство монолитных стен ОК выполняется ярусами (высотой 6-8м), а
ярусы разбиваются на блоки при больших размерах колодцев (т.е.
устройство вертикальных рабочих швов)
Бетонирование каждого последующего яруса (или блока) допускается только
после набора бетоном прочности 1,5 МПа.
Бетонирование может быть выполнено по всему периметру слоями 25-5- см.
Бетонную смесь подают кранобадьевым способом (1-2,5 м3) иногда
бетононасосами.
Смесь уплотняют вибраторами

11. Рис. Схема бетонирования стены опускного колодца 1 — опалубка наружной поверхности стены колодца; 2—воронка для приема бетона;

3—опалубка внутренней
поверхности стены колодца;
4 — гибкий хобот для
вертикальной транспортировки
бетона;
5 — армокаркасы стены;
6 — щебеночная призма;
7 — плиты опалубки;
8—нож колодца

12. Распалубку ножа и нижнего яруса колодца можно выполнить только после достижения 100% проектной прочности. Распалубку верхних

ярусов можно выполнять при 70% проектной прочности.
Гидроизоляция стен должна выполняться до их опускания.
Устройство стен опускного колодца из сборного железобетона
Широкое распространение получили ОК из сборных ж/б элементов, для их
устройства используют пустотные блоки и тонкостенные панели длинной до 12
м, шириной 1,5-2 м и толщиной 0,4-0,8 м.
Такие панели применяются для ОК глубиной до 25 м. При большей глубине
применяются пустотные блоки.
Монтаж сборных панелей производится башенным или стреловым краном при
помощи спец.кондуктора.
Например: стационарный кондуктор – это металлическая рамная конструкция
(в плане повторяющая контур ОК), обеспечивающая:
- временное закрепление панелей в проектном положении и выверку.
Затем панели между собой свариваются, а стык заделывается бетоном.
Опускание колодца возможно только после набора прочности бетона стыка
100% проектной прочности и гидроизоляции стен.

13. 4 этап. Разработка земляного ядра и погружение колодца

16. 5 этап. Устройство днища.

17. Возведение стен опускного колодца из пустотелых блоков.

Размеры блоков зависят от размеров подземного сооружения.
Толщина блока равна толщине стены опускного колодца, высота 1-1,5,
длина может быть любой, а контуры прямолинейные или повторяющие
контур опускного колодца.
Монтаж блоков выполняется краном.
Ножевые блоки выполняются сплошные и монтаж их
осуществляется при помощи кондуктора. Соединение таких блоков
должно быть прочным – проварка вертикальных сплошных
металлических пластин с наружной и внутренней стороны стыка.
Ножевая часть колодца может быть и монолитной.
Первые два ряда пустотелых блоков монтируются при помощи
кондуктора;
- с приваркой закладных деталей (пластин) в вертикальных и
горизонтальных швах с наружной и внутренней стороны.
-затем выполняется армирование и бетонирование пустот.
Дальнейший монтаж блоков ведется на цементно-песчаном
растворе с армирование и бетонированием пустот.
Для большей жесткости стен могут устраиваться монолитные пояса.

20. Метод кессона.

Область применения.
Метод кессона применяется:
- для возведения фундаментов и опор
глубокого заложения
- при высоком УГВ, когда наблюдается
значительный приток воды при этом
осложняются работы по осушению грунта.
- в сильнообводненных, крупнообломочных
или скальных грунтах, где работы по
осушению (понижению УГВ) достаточно
сложны.

1 - подмости; 2 - шлюзовой аппарат; 3 - материальный шлюзовой
прикамерок; 4 - людской шлюзовой прикамерок; 5 - шахтные трубы;
6 - трубопровод сжатого воздуха; 7 - бадья с грунтом; 8 надкессонная кладка; 9 - надкессонная обшивка.

Схемы устройства кессона
а — для заглубленного здания; б — для глубокого фундамента;
1 — кессонная камера;
2 — надкессонное строение;
3 - гидроизоляция;
4 —шлюзовой аппарат

Последовательность производства кессонных
работ:
1. Сначала сооружают кессонную камеру из железобетона с ножевой
частью. На потолке камеры монтируется шахтная труба и шлюзовый
аппарат.
2. Затем устраиваются подкесонные стены подземного сооружения
постепенно по мере погружения кессона.
3. В кессонной камере разрабатывают грунт ручным или
гидромеханизированным способом, и через шлюзы грунт удаляется –
такое погружение выполняется до УГВ.
4. В кессонную камеру нагнетается сжатый воздух, предотвращающий
поступление в камеру подземных вод.
Воздушное давление в камере кессона должно удовлетворять
требованию
Р>ρw*H/10
(т.е. давление в кессоне должно быть на 10% выше давления столба
воды), где
Р – избыточное воздушное давление в камере кессона, Па;
Н – гидростатический напор на уровне ножа камеры, м; такое давление в
камере кессона вытесняет грунтовую воду из грунта. В процессе
погружения давление в кессоне поднимают. Оно должно быть на 10%
больше давления столба воды;
ρw – плотность воды, т/м3.

5. Разработка грунта ведется в осушенном пространстве камеры вручную
(слабые грунты
пневматическими установками, плотные грунты мелкими взрывами)
Гидромеханизированным способом:
В центре камеры устраивается зумпф, а затем грунт размывается струей
воды;
Пульпа скапливается в зумпфе и удаляется эжекторами или гидроэлеваторами.
6. Погружение кессона возможно при выполнении следующих условий
Q1+Q2>T+P2W2+PBWB, где
Q1 – вес кессонной камеры, кН;
Q2 – вес надкесонного строения, кН;
Т – сила бокового трения кессона о грунт, кН;
P2 – давление грунта под ножом кессона, кПа;
W2 - площадь внутренней поверхности ножевой части кессона, м2
PВ – избыточное давление воздуха в кессоне, кПа
WB – площадь кессона по наружному очертанию, м2.
По мере опускания кессона возрастают Т и РВ, вследствие чего погружение
кессона
замедляется и даже может прекратиться.
Применяется форсированный способ посадки кессона: по периметру ножа
разрабатывается
траншея глубиной 0,5 м.
Погружение кессона на большую глубину возможно при автоматической
разработке
грунтов или дистанционным управлением механизмов.

7. после погружения кессона на проектную отметку,
камеру необходимо заполнить материалом – бетоном,
бутобетоном, песок с плотной подбивкой грунта,
пустоты заполняются цементно-песчаным раствором.
По условиям железобетона работать людям в
кессоне можно при давлении не более 0,4 МПа, что
соответствует работе под водой на глубине 40 метров,
поэтому наибольшая глубина погружения кессона
составляет 38 метров (т.к. давление в камере должно
быть на 10% выше давления столба воды).

1 — колодец;
2 —башенный
кран;
3, 4 — экскаваторы
(прямая и
обратная лопата);
5 —тиксотропная
рубашка

Рис. 8.2. Опускные колодцы
а — формы (в плане): I — круглые; II —
прямоугольные; III — с закругленными боковыми
стенками; 1 — стенка; 2 — днище; 3 — поперечная
стенка; б — подготовка основания под нож стенки: 1 —
нож колодца; 2 — деревянные подкладки; 3 —
банкетка ножа; в —схема бетонирования стены; 1,3 —
соответственно наружная и внутренняя опалубки
стены; 2 — приемная воронка для бетонной смеси; 4
— хобот для подачи бетонной смеси; 5 — армокаркас;
6 — щебень; 7 — конструктивная опалубка; г —
устройство основания под нож стен, выполненных из
сборных панелей: 1 — нож; 2 — опорные стойки; 3 —
уплотненный щебень; 4 — монтажные петли; 5 —
опорное кольцо из сборных железобетонных блоков; 6
— обратная песчаная засыпка; 7 —форшахта из
бетона; 8 — разделительные доски; д — схема
расположения фиксированных зон: 1 — колодец; 2 —
фиксированные зоны; 3 — берма; 4 — оси
фиксированных зон; с схема разработки грунта в
колодце насухо: 1 — колодец; 2 —башенный кран; 3, 4
— экскаваторы (прямая и обратная лопата); 5 —
тиксотропная рубашка; ж — устройство кессона: 1 —
шлюзовой аппарат; 2 — гидроизоляция; 3 —
надкессонное строение; 4 — кессонная камера

Представляют собой замкнутую в плане и открытую сверху и снизу полую конструкцию, бетонируемую или собираемую из сборных элементов на поверхности грунта и погружаемую под действием собственного веса или дополнительной пригрузки по мере разработки грунта внутри нее (рис.13.1 и 13.2.).

Рис.13.1 Последовательность устройства опускного колодца:

а – изготовление первого яруса опускного колодца на поверхности грунта; б – погружение первого яруса опускного колодца в грунт; в – наращивание оболочки колодца; г – погружение колодца до проектной отметки; д – заполнение бетоном полости опускного колодца в случае использования его как фундамента глубокого заложения

Рис.13.2. Формы сечений опускных колодцев в плане:

а – круглая; б – квадратная; в – прямоугольная; г – прямоугольная с поперечными перегородками; д – с закругленными торцевыми стенками

· Форма колодца в плане определяется конфигурацией проектируемого сооружения См. рис.13.2.

Наиболее рациональной является круглая форма, т.к. стенка круглого колодца работает только на сжатие, и при заданной площади основания обладает наименьшим наружным периметром, что уменьшает силы трения по их боковой поверхности, возникающие при погружении. Плоские же стенки опускных колодцев в основном будут работать на изгиб (что далеко не выгодно), но с другой стороны прямоугольная и квадратная форма позволяет более рационально использовать площадь внутреннего помещения.

· В любом случае очертание колодца должно быть в плане симметричным, т.к. всякая асимметрия осложняет его погружение (прекосы, отклонения).

· Конструкционные материалы для опускных колодцев:

- каменная или кирпичная кладка;

- ж/б- наиболее распространен:

1.Монолитные (только когда форма колодца в плане имеет сложное очертание, нет возможности изготовления сборных элементов, при проходке скальных грунтов и грунтов с большим числом валунов).

2.Сборные (наибольшее предпочтение)

· Погружению колодца в основание сопротивляются силы трения стен колодца о грунт. Для уменьшения трения колодцам придают коническую или цилиндрически уступчатую форму, с использованием тиксотропной суспензии. Оболочка опускного колодца из монолитного ж/б состоит из двух основных частей : 1 – ножевой; 2 – собственно оболочки. См. рис. 13.3.

Рис.13.3. Форма вертикальных сечений монолитных опускных колодцев:

а – цилиндрическая; б – коническая; в – цилиндрическая ступенчатая; 1 – ножевая часть опускного колодца; 2 – оболочка опускного колодца; 3 – арматура ножа колодца

· Ножевая часть шире стены оболочки на 100…150мм со стороны грунта.

· Толщина стен монолитных колодцев определяется из условия создания веса, необходимого для преодоления сил трения.

· Бетон должен быть прочным, плотным (вес) и иметь высокую водонепроницаемость – В35.

· Монолитные ж/б колодцы изготавливают непосредственно над местом их погружения на специально изготовленной выровненной площадке. При hк>10м его бетонирование ведется отдельными ярусами, последовательно. К опусканию преступают только после набором бетоном 100% прочности, что непроизводительно (потеря времени).

· К недостаткам монолитных ж/б опускных колодцев также следует отнести:

- большой расход материалов, не оправданный требованиями прочности;

- значительная трудоемкость, за счет их изготовления полностью на строительной площадке;

· Преимущества монолитных колодцев:

- возможность придания им любой формы;

- отсутствие (как правило) опасности всплытия

· Из сборных опускных колодцев наибольшее распространение получили:

- колодцы из пустотелых прямоугольных элементов (рис.13.4)

Рис.13.4. Сборный опускной колодец из пустотелых прямоугольных блоков:

1 – блоки; 2 – форшахта; 3 – монолитный железобетонный пояс; 4 – нож из монолитного железобетона

- из плоских вертикальных панелей (клепок) (рис.13.5)

Рис.13.5. Сборный опускной колодец из вертикальных панелей:

1 – панели; 2 – форшахта;

· Колодцы из пустотелых прямоугольных элементов выполняют с монолитной ножевой частью, на которой монтируется оболочка из сборных двухпустотных блоков (рис.13.4), без перевязки швов (один на другой). Блоки скрепляются между собой только в вертикальных швах. В результате образуются вертикальные пустоты в блоках на всю высоту колодца, заполняемые в последствии бетоном. Если колодец разбит по высоте, то в верхней части каждого яруса опускания устраивают монолитный пояс.

Рис.Схема расположения пустот в блоках опускного колодца

Наличие в блоках сквозных пустот позволяет регулировать вес колодца при его опускании или для выравнивания при перекосах (заполнение пустот тяжелыми материалами, что также при необходимости удерживает колодец от всплытия).

· Каждая из плоских вертикальных панелей (клепок) представляет собой элемент стены колодца на всю его высоту (рис.13.5). Между собой панели соединяются с помощью петлевых стыков или накладками на сварке.

· При необходимости возведения такого опускного колодца большей высоты стены его наращивают такими же панелями, но уже без ножевой части. При этом в горизонтальном стыке панели верхнего и нижнего яруса соединяют сваркой закладных деталей.

· При высоком уровне УГВ в слабых грунтах и откачке воды изнутри колодца вода проникает внутрь колодца, вызывая механическую суффозию (вымывание и перемещение частиц грунта). Вокруг колодца образуется грунт с нарушенной структурой, поверхность грунта может опускаться, вызывая деформации соседних зданий. Альтернатива данному способу - погружение колодца без откачки воды.

Рис. Схема движения воды (суффозии) при выемке грунта из опускного колодца

· Открытый водоотлив применяют в устойчивых грунтах с относительно малым Кф.

Рис.13.6. Разработка грунта в опускном колодце:

а – насухо с помощью экскаватора; б – под водой с помощью грейфера; 1 – колодец; 2 – башенный кран; 3 – экскаватор; 4 – кран-экскаватор; 5 – грейфер

Эти две схемы погружения колодцев называются:

1.Насухо (при отсутствии подземных вод или с применением открытого водоотлива или водопонижения).

2. С разработкой грунта под водой.

· Выбор способа разработки грунта зависит от размеров колодца, геологических условий строительной площадки и местных условий строительства. Так, например, грейферы применяют для разработки рыхлых песков, легких супесей, галечников и т.д.

· Разработка грунта под водой осуществляется преимущественно экскаваторами, оборудованными грейфером (рис.13.6 б). В случае очень слабых грунтов (плывуны), чтобы предотвратить их наплыв из-под ножа, рекомендуется поднимать уровень воды в колодце на 1…3м выше УГВ, накачивая в него воду.

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.

Расскажем о том, как на садовом участке можно использовать промышленную технологию строительства. Речь пойдет о возведении железобетонного погреба.

Железобетонный погреб можно построить методом опускного колодца

Возьмём для примера заглублённый на 3 м железобетонный погреб с размерами в плане 2 × 2 м и высотой внутри 1,8 м. Во-первых, применение метода ОК при строительстве сооружения с указанными размерами позволяет уменьшить объём разработки грунта более чем на треть. То есть вместо котлована с откосами и отступом от стен на 0,7–0,8 м (рис. 1) нужно разработать котлован без откосов по габаритам самого погреба. Отсюда и те самые 30%.

Рис. 1. Схема выработки грунта при строительстве погреба традиционным способом

Когда бетон приобретёт необходимую прочность, на него укладывают два слоя гидроизола с выпусками на каждую сторону по 500–600 мм (рис. 3). Места проколов, которые появились из-за анкеров, тщательно оплавляют паяльной лампой, а для надёжности обильно обмазывают расплавленным битумом на высоту 8–10 см. Выпуски гидроизола аккуратно сворачивают и принимают меры, чтобы предохранить их от повреждений во время дальнейшей работы.

Рис. 4. Схема установки опалубки

Гидроизоляция

Когда стены погреба будут полностью заглублены в землю, надо сделать железобетонное перекрытие с лазом, которое, как и сам лаз, следует тщательно заизолировать двумя слоями гидроизола. Это позволит укладывать на перекрытие разрабатываемый в погребе грунт, а не отвозить и не привозить его обратно. Учитывая немалый объём (около 8–10 м³) снижение трудозатрат очевидно.

Рис. 5. Наружная гидроизоляция стенок погреба

Бетонная подготовка

По окончанию устройства гидроизоляции бетонируют днище погреба толщиной 80 мм. При этом его арматурную сетку соединяют с выпусками арматуры стен (рис. 6).

Рис. 6. Устройство днища погреба

Если грунтовка близко

В обводнённых грунтах, когда снизу подпирает вода (конечно, в таком количестве, что её можно периодически откачивать), технология устройства и гидроизоляции пола погреба будет несколько иной.

В этом случае также укладывают бетонную подготовку днища, но оставляют приямок, из которого можно откачивать поступающую воду. Удаляя воду, нужно подождать, пока бетонная подготовка достаточно схватится, и уложить на неё гидроизоляцию из двух слоёв гидроизола, опять же с перехлёстом и оплавлением стыков (вот почему рубероид здесь не подходит). Затем, по-прежнему откачивая из приямка воду, следует забетонировать железобетонное днище.

Когда по нему можно будет ходить, нужно откачать воду из приямка, тут же его засыпать и уложить бетонную подготовку. Далее следует незамедлительно сделать гидроизоляцию этого участка, оплавить паяльной лампой стыки с ранее уложенной гидроизоляцией и сразу же забетонировать оставшийся участок железобетонного днища. В результате погреб будет в надёжной гидроизоляционной оболочке, обеспечивающей ему качественную защиту от грунтовых вод.

Текст: А. Андреев
Рисунки: Е. Ефанкин

Ага согласен пора бункер копать, желательно жилой
Землянка со всеми удобствами. Бункер для самоизоляции
продвинутый погреб

бункер на даче

Хм, чет я не вдуплил смысла литья такого количества бетона на низ, честно говоря вообще не понял технологии.
Требуется пояснительная бригада

Видимо чем больше бетона, тем меньше вероятность, что погреб выпрет… Сосед залил нечто похожее метра на 2, 5 в глубину — гидроизолировал… Теперь каждую весну вычерпывает воду. Вода по пояс стоит. Так что никакой бетон воду не удержит. Теперь ждемс когда погреб поплывет.

Есть конечно специальный бетон из которого дамбы строят, но что-то я сомневаюсь что его просто так на дачу можно купить и залить.

Ооо, с этого места поподробней, Павел, если можно, да простит меня автор поста. Просто тоже хочу септик из колец, только я поняла их привезут и всё сделают. Про гудрон и битум в фирме ничего не сказано ((

Да я не сказал бы что это прям так обязательно, но особенно первую, глубокую банку (конкретно она у нас четыре кольца) в принципе можно снаружи выкрасить каким-нить битумом, чтобы грунтовая вода туда не просачивалась внутрь, ну и обратно.

Ну вот, от этой 4-кольцовой банки, изолированной наглухо, идет (ближе к верхней части банки, не по низу, чтобы банка заполнилась сначала и только потом потекло) труба (кольцо надо было сверлить) в другую, я не помню, кажется три кольца, тоже изолированной таким же образом, а вот третья банка не изолируется, там просто тупо два кольца, а внизу не бетонное дно на рубероиде, а мелкий булыжник и гравий.

Из этой, третьей последней банки труба идет в траншею, заваленную сначала булыжником, потом гравием или щебнем (обычные камешки такие небольшие), а потом кирпичной трухой и наконец песком, а вся траншея — снизу, с боков, сверху засыпано — тупо жирная коричневая глина, ну и сверху разве только чуть земли и трава растет. А далее от этой сливальной, заваленной булыжником фильтрационной траншеи вода идет прям так в канаву, правда вытекает она обычно прозрачная уже и практически без запаха. Но: эта сама траншея метров 17 длиной, типа фильтрационная такая.

В общем две банки, две гидроизолированные, а вторая, мелкая — вообще нет, с каменистым дном. И из неё через специальную траншею-фильтр в канаву (это нужно для того. чтобы если что вода утекала). Всего на это дело пошло десять бетонных колец. Но они здесь не были дефицитом, их понавезли на машинах (доинтернетные еще времена, без объявлений) разные люди и стояли с ними неделями неприкаянными, хоть бы кто купил. Продавали относительно недорого, ну и решили их взять, чем брать пластиковый септик, который стоил в те времена дороже раза два (. ) чем эти кольца, был маленький кургузенький, да еще и от всплытия весной требовал значительного и умелого бетонирования.

Всё это было слеплено достаточно кустарно, без техники и специалистов, больше руками и по наитию и я абсолютно без понятия, правильно это или нет. Но с другой стороны — ну а чего я еще сделаю, в те времена когда это строилось, машины откачки были большой редкостью, да и нанимать их без конца надо и не надо — оно ж не бесплатно вообще, а тут сделали да и ладно.

Тьфу, оговорился, не две, а ТРИ ЖЕ банки, две гидроизолированные, третья простая, с гравийным дном. Две глубокие, третья мелкая (относительно).

Большинство технологий предполагают для укладки колодезных колец использование автокрана или подобного грузоподъемного механизма. Сбросить кольцо в шахту нельзя — оно расколется. Существует метод обсадки шахты без использования кранов и подъемников. Таким способом создается опускной колодец.

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

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.

Недостаток — длительность выполнения работ.

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

Оболочки с тонкими стенками — это пустотелые цилиндры, отлитые из железобетона. Они имеют диаметр 1-3 м и длину 6-12 м. Толщина стенок составляет всего 12 см. При сборке колодезной колонны для соединения звеньев используется сварка или фланцевый шов, который выполняется с помощью болтов. Опускание цилиндров в грунт осуществляется с помощью вибропогружателей. После погружения полость оболочки заполняется жидким бетоном. Для уменьшения затрат бетона используются усиленные оболочки. Толщина их стенок — 16-20 см.

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.

На смену деревянным срубам пришли бетонные изделия. Они обладают большей долговечностью, простотой монтажа и не портят вкус питьевой воды. Сначала выкапывается углубление под кольцо-резак. Его глубина — до 80 см, ширина превышает диаметр кольца на 15-20 см. Грунт извлекается лопатой и ведрами разного объема.

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.

Пазы герметизируются природными материалами, т. к. синтетические вещества оказывают негативное влияние на качество хранящейся в колодце воды. Лучший материал для герметизации — пенька.

Работа по обустройству колодца продолжается до достижения необходимой глубины. Ее узнают у соседей, имеющих колодцы. Другой способ — копать до появления трех ключей. После этого углубляться нужно лишь на 0,5 м.

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.

Читайте также: