Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Водозаборные и очистные сооружения

Строительство опускных колодцев облегченной конструкции


Строительство опускных колодцев облегченной конструкции

Для индустриализации строительства во многих случаях оказывается гораздо быстрее собирать оболочки опускных колодцев из сборных элементов, чем делать их монолитными. При этом можно более чем в два раза сократить сроки строительства, снизить трудоемкость работ, наполовину уменьшить объем материала для стен колодца.

По характеру сборных элементов применяемые конструкции можно разделить на три типа:
1) собираемые из тонкостенных криволинейных скорлуп-панелей;
2) собираемые из плоских сплошных панелей;
3) собираемые из пустотелых железобетонных блоков.

Оболочки из тонкостенных криволинейных скорлуп-панелей.

Такие оболочки применяются для колодцев небольших диаметров — до 6-8 м.

Устройство подземной части насосной станции из сборных колодцев-оболочек было успешно выполнено Гидроспецфунда-ментстроем во время строительства водозаборных сооружений на Неве. По проекту, водозабор и насосная станция первого подъема должны были быть расположены в двух раздельных колодцах, сооруженных опускным способом, что требовало больших капитальных затрат и длительного времени на строительно-монтажные работы.

Сотрудники Ленинградского отделения Водоканалпроекта (Н. П. Коньков, И. И. Грамаковский, И. В. Москальцов и В. С. Трайнин) предложили заменить колодцы из монолитного железобетона сборными железобетонными тонкостенными колодцами-оболочками, погружаемыми с помощью вибратора. Диаметр каждого из двух сборных колодцев составил 3 м, причем в каждом из них водоприемные сеточные камеры были объединены с помещениями для насоса.

Элемент сборного железобетонного колодца представляет собой тонкостенную скорлупу-панель массой 7 т, толщиной 0,12 м, шириной (по хорде) 2,1 м, с радиусом кривизны 1,5 м (О. А. Савинов, Е. В. Лавринович, Г. Д. Бодрое, Е. М. Перлей, Ф. Г. Брауде, А. М. Рукавцов. Авт. свид. № 133818 от 31 мая 1960 г., — «Бюл. открытий и изобрет.», 1960, № 22). Каждая панель имеет продольную и поперечную арматуру, а по торцам обрамлена стальными элементами, приваренными к продольной арматуре; они служат для стыковки звеньев между собой по высоте и для крепления вибратора, а также используются как режущие кромки при погружении в грунт.

Для крепления вибропогружателя к круглой оболочке диаметром 3 м использовался стальной переходник, посредством которого вибропогружатель жестко крепился к колодцу. За первые 57 мин колодец был погружен на 1,62 м. Когда он достиг проектной отметки и была закончена выемка грунта, методом подводного бетонирования было устроено днище колодца.

Следует отметить, что возведение водозаборных сооружений из тонкостенных железобетонных колодцев, погружаемых в грунт вибраторами, вместо толстостенных монолитных опускных колодцев дает экономию 50-70% материалов, сокращает сроки строительства почти в два раза, снижает стоимость сооружений на 30-40%. Такое решение можно рекомендовать для водозаборов производительностью до 500 л/с при грунтах, в которые допустимо вибропогружение тонкостенных оболочек (супеси, суглинки, разнозернистые пески).



Рис. 1. Монтаж сборных панелей стен опускного колодца а - начальный этап; б — монтаж


Сборные оболочки колодцев из плоских сплошных панелей.

Они широко применяются на строительстве колодцев диаметром более 10 м. Разработан типовой проект на строительство опускных колодцев из сборных железобетонных элементов с единым типоразмером панелей для колодцев диаметром 9-30 м, высотой до 15 м.

При большей высоте колодцев длину панелей принимают равной половине высоты. Обычно панели длиннее 12 м не применяют из-за сложности транспортировки на строительную площадку и большой их массы. Обычно толщина плит не превышает 80 см и зависит от нагрузок, глубины опускания колодца и геологических условий на месте опускания.

По вертикали панели стыкуют двумя способами: петлеобразным выпуском арматуры (стык Передерия) и при помощи накладок, привариваемый к закладным частям. Стыки омоноличивают бетоном марки 200. Как показал опыт, петлевые стыки значительно проще, так как не требуют сварочных работ. Однако при воздействии значительных изгибающих моментов в этих стыках развивается пластический шарнир и образуются трещины. Этого недостатка лишен стык с накладками при качественном выполнении бетонных работ.

Для глубоких опускных колодцев возможно устройство двух и более ярусов; тогда стык между ярусами выполняется в виде монолитного пояса или на сварке в разных плоскостях.

Опыт применения сборных конструкций показал, что в них массу стен можно уменьшить в 1,5-2 раза по сравнению со стенами монолитных колодцев, снизить расход бетона на 40- 60%, уменьшить объем земляных работ и сократить трудозатраты. Все это оказывается возможным при выполнении работ в соответствии с принятой технологией, основные этапы которой следующие (рис. 1):
1) на подготовленной площадке отрывают траншею, в которой устраивают опорное железобетонное кольцо форшахты и внутреннее опорное кольцо, бетонируют опорный якорь под центральную опору стального кондуктора;
2) устанавливают панели, оснащенные ножом;
3) краном устанавливают панели, удерживаемые специальным стальным кондуктором облегченной конструкции, имеющим одну подвижную и две неподвижные опоры;
4) выверяют и закрепляют панели;
5) монтируют и сваривают стальные накладки стыков между сборными панелями, с омоноличиванием стыков бетоном марки 200;
6) торкретируют стыки по стальной сетке и изолируют стены битумом;
7) после набора бетоном стыков 100%-ной проектной прочности производят подготовку к опусканию колодца: удаляют деревянные опорные стойки и блоки внутреннего опорного кольца, выполняют монтаж ограждения форшахты из стальных листов;
8) для предотвращения прорыва тиксотропного раствора из пазухи в опускной колодец при его погружении под действием собственной массы делают замок;
9) грунт внутри колодца разрабатывают экскаватором, погружают в бадьи и подают наверх;
10) для опускания колодца нагнетают и регулируют подачу глинистого раствора в полость тиксотропной рубашки, удерживая уровень глинистого раствора над дневной поверхностью площадки приблизительно на 1 м выше;
11) после опускания колодца до проектных отметок тампонируют застенное пространство на всю высоту панелей цементно-песчаным раствором, чтобы увеличить силы трения между стеной колодца и поверхностью грунта;
12) при необходимости устанавливают грунтовые анкеры, препятствующие всплытию колодца;
13) осуществляют монтаж арматуры и бетонирование днища.

В соответствии с описанной технологией было осуществлено

строительство подземной части канализационной насосной станции Ярославского завода дизельных агрегатов. Наружный диаметр колодца равен 24,9 м, он погружался на глубину 10 м. Облегченная конструкция опускного колодца при высоком уровне грунтовых вод обусловила принятие специальных мер по предотвращению возможности его всплытия под их напором. Для этой цели проектом предусмотрено устройство грунтовых анкеров. Применение сборного железобетона и тиксотропной рубашки позволило уменьшить массу колодца более чем в три раза, сократить сроки строительства в полтора раза.

На строительной площадке грунтовые воды залегали на глубине 0,4 м от поверхности. Коэффициент фильтрации водона-сыщенных песков колебался от 2 до 5 м/сут. Среднее значение удельной силы трения грунта о боковую поверхность стен колодца равно 2,3 Па. Погружение опускного колодца велось с предварительным понижением уровня грунтовых вод.

Опускной колодец собирался из 50 железобетонных стеновых панелей, по 15 т каждая. Из-за наличия в стенах насосной станции большого количества выпусков арматуры для устройства монолитных перекрытий и перегородок, закладных частей, патрубков — было запроектировано несколько типов железобетонных стеновых панелей, соединяемых стальными накладками. Стыки омоноличивались цементно-песчаным раствором марки 200, закачиваемым в полость стыка растворонасосом.

Для предотвращения всплытия колодца после отключения системы водопонижения было устроено 90 грунтовых анкеров с несущей способностью каждого 20 тс. Анкеры, выполненные из стали AIII, диаметром 40 мм и длиной 10 м, погружались вибропогружателем с шагом 2x2 м в основание днища; их верхние концы бетонировались вместе с днищем. После опускания колодца на проектную отметку, для максимального увеличения удельной силы трения стен колодца о грунт, цементно-глинистым раствором тампонировали кольцевую щель на всю высоту колодца.

Сборные опускные колодцы из пустотелых железобетонных блоков. Их успешно используют при диаметре колодцев 30 м и более при глубинах погружения, превышающих 20 м. Торцы блоков имеют выпуски арматуры длиной от 330 до 525 мм, образующие горизонтальную арматуру стыков. Стыки армируются вертикальными стержнями и уголковой сталью с последующим омоноличиванием. Монолитное кольцо ножа совместно с монолитным поясом верхней части входит в каркас оболочки. Для колодцев значительной глубины устраивают железобетонные горизонтальные пояса высотой до 1 м через каждые пять-шесть рядов блоков. Данная конструкция при недостаточной массе колодца позволяет утяжелять стены путем заполнения вертикальных полостей на всю высоту стен колодца грунтом, тощим бетоном, щебнем или гравием.

Опускные колодцы с оболочкой из пустотелых блоков при создании тиксотропной рубашки могут проектироваться значительно больших размеров и погружаться без их заполнения. Большим преимуществом такой конструкции является возможность разработки унифицированных типовых блоков, пригодных для сборки оболочек разных диаметров.



Похожие статьи:
Устранение фильтрации в бетонных колодцах

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Водозаборные и очистные сооружения

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум