15.2. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ (ч. 2)

Колодец можно погружать в тиксотропной рубашке или без нее, заполнив при необходимости пустоты блоков тяжелыми местными материалами.

Сборные колодцы (диаметром до 60 м и глубиной опускания до 20 м) из плоских панелей сплошного сечения (см. рис. 15.4, а) нашли распространение при строительстве объектов малых и средних размеров. Колодцы собирают из плоских панелей большой длины — на всю высоту колодца.

Между собой панели соединяют с помощью петлевых стыков или накладками на сварке. Плоские панели формуют в опалубке одновременно с ножевой частью. При недостаточной грузоподъемности кранов панели изготовляют меньшей длины, чем глубина опускания колодцев. В таких случаях в колодце устраивают горизонтальный стык, в котором панели соединяются сваркой закладных деталей.

Колодцы этой конструкции необходимо опускать в тиксотропной рубашке, так как при опускании без нее вес их недостаточен.

Наблюдениями установлено, что устойчивость грунта при погружении колодцев в тиксотропной рубашке обеспечивается гидравлическим напором суспензии 1 м при ее плотности 1,05—1,07 г/см³. Верхняя часть грунтовой стенки в щели для тиксотропной жидкости подвергается неблагоприятным воздействиям из-за колебания уровня и обладает наименьшей устойчивостью, поэтому по периметру устья рубашки, устраивают форшахту, которая в большинстве случаев решается в виде железобетонного пояса. Иногда для этого применяют деревянные или металлические щиты, устанавливаемые на деревянное или железобетонное основание. Высота форшахты принимается равной 0,8—1,2 м.

Полость для тиксотропной рубашки образуется за счет уступа в ножевой части наружной стенки колодца. Контакт колодца с грунтом (при нормальном опускании) происходит только на участке стены ниже этого уступа, а выше него стенка колодца и грунт разделены тиксотропной жидкостью, что исключает возникновение сил трения по наружной поверхности оболочки колодца.

Высоту ножевой части (расстояние от банкетки до наружного уступа) следует принимать не менее 2—2,5 м независимо от глубины погружения; ширину уступа — 100—160 мм.

Для предотвращения утечки глинистого раствора по периметру вдоль наружной стенки ножевой части колодца, на его уступе устраивают уплотнитель. Наибольшее применение имеет конструкция (рис. 15.6), в которой уплотнение зазора достигается благодаря устройству манжета из трех или четырех слоев транспортерной ленты с замком из пластичной мятой глины. Ширина ленты в нижнем слое (по условиям прочности) должна быть не более 0,5 м, последующие слои соответственно уже предыдущих. Манжет крепится к бетонному уступу с помощью заделанных в бетон болтов через прижимной уголок. Высота глиняного замка 0,4—0,6 м, причем верх его должен быть на 150—200 мм выше отогнутого вверх по грунтовой стенке края ленты манжета.

Следует отметить, что все применяемые до настоящего времени конструкции уплотнителей не дают надежного решения по предотвращению утечки глинистого раствора.

В институте Фундаментпроект разработана, принципиально новая конструкция уплотняющего устройства, которое представляет собой треугольный выступ, расположенный на верхнем участке наружной поверхности ножа (рис. 15.7).

Эффект уплотнения достигается с помощью выступа за счет образования в процессе погружения зоны уплотненного грунта по всему периметру колодца. Размер от края выступа до наружной поверхности оболочки может быть рекомендован 50—100 мм и в последующем должен уточняться в результате обобщения практического опыта строительства.

Конструктивно узел уплотнения может быть решен в виде неравнополочного уголка, приваренного к металлической полосе, заанкеренной в бетоне ножа, анкеровка этого узла должна быть рассчитана на нагрузки, необходимые для преодоления сопротивления грунта вследствие его уплотнения при погружении колодца.

Полость (щель) рубашки заполняется при погружении колодца в глинистые грунты суспензией, заливаемой сверху за форшахту. При погружении колодцев в песчаных водонасыщенных грунтах раствор следует подавать в нижнюю зону тиксотропной рубашки по инъекционным трубам, располагаемым в плане через 3—6 м по наружному периметру опускного колодца. Нижняя часть труб перфорируется на длине 0,7—0,8 м. Конец трубы закрывается заглушкой. Для обеспечения беспрепятственного выхода глинистого раствора инъекционная труба перфорируется на половине периметра со стороны стены колодца и труба крепится на расстоянии 10—20 мм от поверхности стены. Для защиты инъекционных труб при навалах они закрываются сплошным уголком. Одновременная подача глинистого раствора в полость тиксотропной рубашки через все инъекторы обеспечивается с помощью коллектора, закрепляемого у верхнего края колодца и объединяющего верхние концы инъекторов.

Днище выполняется в монолитном железобетоне независимо от конструкции оболочки колодца. При погружении колодцев насухо (при отсутствии подземных вод или с применением водопонижения) основание днища выравнивают дренирующим материалом.

В качестве дренажа применяют щебень, гравий и песок, укладывая их по типу обратного фильтра от мелких фракций (внизу) до более крупных (вверху). Оклеечную гидроизоляцию днища устраивают под железобетонной плитой по подготовке из монолитного бетона (рис. 15.8); металлическую гидроизоляцию — поверх плиты.

При опускании колодца с выемкой грунта из-под воды в основании укладывают подушку из дренирующего материала или из бетона. Дренажная подушка является пригрузкой грунтов основания для сохранения их устойчивости при откачке воды на котлована для устройства днища и применяется поэтому при сравнительно невысоком уровне подземных вод.

Бетонную подушку выполняют методом подводного бетонирования. Толщину ее определяют расчетом на прочность при воздействии гидростатической нагрузки в период устройства днища. Как правило, в это время для снижения гидростатической нагрузки воду из зумпфов откачивают.

Конструкция гидроизоляции колодцев должна выбираться в зависимости от гидростатического напора подземных вод на уровне пола наиболее заглубленного помещения и требований влажности внутренних поверхностей колодца, руководствуясь нормативными документами по проектированию и устройству гидроизоляции подземных частей зданий и сооружений. Верхнюю границу гидроизоляции стен следует принимать на 0,5 м выше максимального прогнозируемого уровня подземных вод.

До погружения колодца по наружной поверхности стен устраивают гидроизоляцию из торкретбетона, а на нее дополнительно наносят окрасочную битумную гидроизоляцию.

Днище рекомендуется изолировать битумными материалами (оклеенная гидроизоляция, литая асфальтовая гидроизоляция и др.), укладываемыми по бетонной подготовке, поверхность которой выровнена цементной стяжкой.

Гидроизоляция и облицовка колодцев из листовой стали не допускается, кроме случаев, когда это обосновано технологическими требованиями (например, при одновременном воздействии напорных подземных вод и высоких температур).

Железобетонные стены и днища колодцев рекомендуется проектировать из тяжелого бетона класса не ниже В15. Бетон для колодцев, погружаемых в обводненные грунты, должен иметь проектную марку по водонепроницаемости не ниже W4, марку по морозостойкости и удельный вес следует принимать по СНиП 2.03.01-84.

Минимальная толщина элементов железобетонных конструкций колодцев должна назначаться следующей, мм:

• – монолитных наружных стен 300;
• – сборных наружных стен 200;
• – днища 300;
• – защитного слоя бетона для рабочей арматуры в наружных стенах со стороны грунта 30;
• – то же, в основании днища 35.

При сопряжении колодца с примыкающими сооружениями следует учитывать возможную разность их осадок.