Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Водозаборные и очистные сооружения

Опускные колодцы в тиксотропнои рубашке


Опускные колодцы в тиксотропнои рубашке

В Советском Союзе и за рубежом при строительстве заглубленных сооружений все шире применяется способ погружения опускных колодцев в тиксотропной рубашке; он был впервые предложен в СССР Н. В. Озеровым в 1946 г. и получил дальнейшее развитие в 60-х годах.

Использование при погружении колодца глинистого раствора из бентонитовых глин, который, заполняя пространство между грунтом и стенкой колодца, служит смазкой, сводит к минимуму возникающие при погружении силы трения; эта смазка, обволакивающая колодец по его периметру, получила название тиксотропной рубашки.

Значение тиксотропной рубашки далеко не ограничивается только уменьшением сил трения, но и создает ряд дополнительных преимуществ. Такая рубашка заметно уменьшает водопроницаемость стен колодца, предотвращает вероятность зависания колодца в грунте, обеспечивает спокойное и ровное погружение его без местных просадок около колодца. Кроме того, появляется возможность значительно уменьшить толщину стен колодца против той, которая требуется при обычном способе опускания. Например, в Ленинграде на опытном строительстве колодца в тиксотропной рубашке, при диаметре его 8,8 м и глубине погружения 9,2 м, в результате уменьшения толщины стен удалось сэкономить 25% бетона и 65% арматурной стали.

В Великобритании методом опускного колодца построен самый крупный в Западной Европе подземный восьмиэтажный гараж на 500 автомобилей; он имеет круглую форму в плане с диаметром 60 м. При опускании железобетонной конструкции использовался бентонитовый раствор, толщина слоя которого по всей внешней цилиндрической ее поверхности достигала 20 см. Раствор закачивался насосом за пределы конструкции по разводящим трубам и патрубкам, насквозь пронизывавшим толщу бетонной стены. Патрубки располагались в шахматном порядке по всей площади стен. Через них закачивался затем (после посадки колодца на проектный уровень) цементный раствор в пазухи за пределами конструкции.

Немаловажное значение при работах вблизи жилых домов имеет и то, что рассматриваемый способ опускания колодцев гораздо менее шумен, чем обычные приемы. Технология строительства подземных сооружений с применением тиксотропных рубашек хорошо разработана и проверена на практике.

Тиксотропная рубашка обеспечивает смазку стен бентонитовым раствором на всю высоту колодца, за исключением его ножа, имеющего в месте перехода нижнего кольца в стену уступ 10-15 см. Таким образом, полная сила трения между грунтом и стенами колодца развивается только на высоте ножевой части, а трение упомянутого уступа можно при расчете не учитывать, поскольку пространство выше уступа, образующееся при погружении колодца, заполняется тиксотропным раствором.

Чтобы удержать тик-сотропный раствор в полости возле стены колодца и не допустить протекание его внутрь последнего, на наружном уступе стены устраивается замок. Эти устройства бывают различных конструкций; например, хорошо зарекомендовал себя замок, выполненный из трех слоев транспортерной ленты, закрепленной на уступе болтами, заанкеренными в теле ножа (рис. 1). Ленту закрепляют в тот момент, когда нож опущен в грунт и наружный уступ в стене находится на уровне верха форшахты колодца. В это время транспортерную ленту отгибают и прижимают к внутренней грани форшахты, а пространство между стеной колодца и лентой заполняют мятой глиной на высоту 500 мм. Такая конструкция уплотняющего устройства надежно удерживает тиксотропный раствор в пространстве между форшахтой и стеной колодца.



Рис. 1. Конструкция форшахты и замка для удержания тиксотропного раствора
1 — стена колодца; 2 -стальная форшахта; 3 — полость с тиксотропным раствором; 4 — мятая глина; 5 -замок из трех слоев транспортерной ленты; 6 — опорное кольцо форшахты; 7 — болт для крепления транспортерной ленты


При относительно небольшом заглублении колодца (порядка 10 м) пополнение раствора по мере погружения может все время производиться через форшахту (рис. 2). При большей глубине опускания подача раствора в зазор между грунтом и стеной колодца, после погружения в грунт ножа, производится через инъекционные трубки, заложенные в тело стен или закрепленные снаружи по внешнему их периметру.

До начала опускания колодца вокруг него устраивается специальная форшахта, в которую заливается первоначальная порция тиксотроп-ного раствора. Капитальная бетонная форшахта более трудоемка в изготовлении, так как требует отрывки специального котлована; кроме того, она обладает еще одним недостатком: верх ее расположен на уровне поверхности грунта, что облегчает попадание в нее мусора. Достоинство ее состоит в том, что она служит надежной направляющей в самом начале работ; это весьма важно для точности погружения колодца.

Более целесообразна конструкция форшахты, поднятой на высоту 1-1,2 м и состоящей из отдельных секций длиной 2-4 м, с фланцами из уголковой стали, прикрепляемыми болтами к предварительно подготовленной деревянной опоре. В последние годы, кроме деревянных опор, встречаются опоры из железобетонных плит.

Форшахту можно частично заполнить глинистым раствором к тому времени, когда уступ колодца еще не дошел до уровня земли, и поддерживать уровень раствора на таком же примерно горизонте. По мере углубления колодца бентонитовый раствор подается по трубкам диаметром 38-42 мм, расположенным на расстоянии 3-5 м друг от друга.

При устройстве стен из сборных блоков инъекционные трубки размещаются в пустотах блоков или замоноличиваются в швах между блоками; нижние концы трубок выводятся на поверхность стен колодца приблизительно на 300 мм выше уступа ножа. При наружном креплении трубок, имеющих в нижней части круглые отверстия диаметром 0,5-1 см, они крепятся к стенам колодца хомутами.



Рис. 2. Схема основного оборудования и приспособлений для устройства колодцев в тиксотропной рубашке
1 — растворомешалка; 2 — растворонасос; 3 — вентиль; 4 — распределитель; 5 — резиновые шланги; 6 — инъекторы; 7 — соединительные трубы; 8 — форшахта; 9 — грейфер; 10 — хомут


Если глубина погружения колодца не превышает 10-12 м, то инъекционные трубки необязательны. Глинистый раствор можно заливать за форшахту; таким образом, для колодцев глубиной 10-12 м ширина уступа должна быть не менее 10 см, а для более глубоких колодцев — не менее 15 см.

При высоком уровне грунтовых вод надо учитывать возможность всплытия опускного колодца после бетонирования днища и водоотлива. Усилия, препятствующие всплытию, рассчитываются на силу гидростатического взвешивания, взятую с коэффициентом 1,25. Увеличить сопротивление силам взвешивания можно нагнетанием тампонажного раствора в нижнюю часть тиксотропной рубашки. Величину сил трения такого раствора о стены колодца можно принять до 0,2 МПа.

Характерен пример погружения монолитного железобетонного колодца в тиксотропной рубашке на фабрике «Красное знамя» в Ленинграде. Колодец с наружным диаметром 8 м, внутренним 7 м опускался на глубину 10,15 м вблизи фундаментов очистных сооружений. Низ ножа колодца достиг проектной отметки после восьми смен работы. Если бы он погружался без тиксотропной рубашки (тогда силы трения преодолеваются только за счет массы колодца), то на «посадку» колодца на проектную отметку ушло бы не менее 40-50 суток. При наличии тиксотропной рубашки наблюдались лишь поверхностные трещины в грунте с раскрытием до 50 мм на расстоянии от 1 до 3 м от колодца. Никаких нарушений устойчивости соседних фундаментов очистных сооружений не было обнаружено.

Более крупный колодец с наружным диаметром 20 м, со стенами толщиной 1 м и при заглублении 13,4 м был построен на берегу Ладожского озера. Интересно, что он погружался в полускальные грунты. Для преодоления трения колодца о грунт проектом предусматривалось одновременное возведение как наружных (масса — около 2000 т), так и внутренних (около 900 т) стен колодца. Эти стены, разделяющие колодец на пять маленьких клеток, могли настолько стеснить работу экскаватора внутри колодца, что она стала бы практически невозможной. Решили отложить сооружение этих стен до полного погружения колодца и опускать его в тиксотропной рубашке, что и было осуществлено.

На основании опыта погружения колодцев в тиксотропной рубашке можно дать некоторые рекомендации по производству таких работ.

При погружении колодца необходимо следить за равномерностью его опускания и во всех случаях не допускать навала колодца на грунтовую стенку. Нужно помнить, что крен или перекос более вероятен при работе с тиксотропной смазкой, и чем раньше он будет замечен, тем проще его выправить. Для контроля правильности погружения целесообразно применять инклинометры. Нельзя допускать разработки грунта под ножом колодца во избежание прорывов грунта и тиксотропного раствора под нож.

Научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений проводит опытные работы по погружению опускных колодцев больших диаметров в двойной тиксотропной рубашке. Этот способ найдет применение в водонасыщенных сильно фильтрующих грунтах, ибо позволит исключить глубинное водопонижение и уменьшить толщину стен колодца.



Похожие статьи:
Устранение фильтрации в бетонных колодцах

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Водозаборные и очистные сооружения

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум