Опускные колодцы используются при устройстве заглубленных подземных помещений насосных станций, водозаборов, отстойников и прочих сооружений.
Сущность метода опускного колодца
Сооружения, выполняемые методом опускного колодца, могут быть прямоугольной или круглой формы. Прямоугольная или квадратная форма позволяет более рационально использовать площадь внутреннего помещения под оборудование.
Однако опускные колодцы круглой формы более экономичны. Круглый опускной колодец лучше работает на сжатие и меньше подвержен кренам при опускании.
Строительство подземных сооружений методом опускного колодца эффективно при глубине заложения дна колодца от 10 до 25 м. Диаметр колодца может достигать 50 м.
Процесс строительства
На поверхности земли на деревянных подкладках или песчаной подушке бетонируют (либо монтируют из сборных элементов) стены железобетонного сооружения, вес которого (или части которого) должен превышать трение грунта о внешний контур стен этого сооружения при его опускании в грунт.
Нижнюю часть стен скашивают, придавая ей вид лезвия ножа. Сечение ножевой части поверху уширяют наружу относительно расположенных выше стен колодца — это существенно уменьшает периметральную часть стен колодца, испытывающую трение грунта. В образующуюся за уширением пазуху закачивают тиксотропный раствор из бетонитовой глины — он является смазкой.
Примечание: Форшахта — железобетонная конструкция, устройство, используемое в качестве кондуктора для фиксирования направления основной траншеи по горизонтали и вертикали; обеспечения устойчивости верхней части рабочей траншеи против обрушения в процессе её разработки; выполнения функции кондуктора, направляющего рабочий орган землеройной машины.
После завершения бетонирования всего или, при большой высоте, части колодца, подкладки из-под ножа синхронно удаляют (например, методом оммулятивного отстрела) и колодец опускают, убирая грунт из его внутреннего объема. Копку грунта производят экскаватором, оборудованным стрелой типа «обратная лопата» с емкостью ковша 0,15 — 0,25 м3, грунт грузят в бункеры и удаляют из колодца с помощью подъемного крана.
Эффективно разрыхление грунта гидромониторами, в этом случае удаление пульпы осуществляют по трубам грязевыми насосами.
По достижению ножом проектной отметки армируют и бетонируют днище. Бетон для обеспечения его водонепроницаемости укладывают без рабочих швов, непрерывно, слоями порядка 20 см.
Особенности эксплуатации
При высоком уровне грунтовых вод котлован внутри опускного колодца осушают:
- при небольшом притоке воды — с помощью открытого водоотлива из зумпфов, закладываемых по мере углубления котлована. Вода к зумпфу подводится дренажными канавами. Для откачки применяют грязевые насосы.
- при большом притоке воды — с помощью искусственного водопонижения глубинными насосами. С этой целью котлован за пределами колодца оконтуривают скважинами, в которые погружают глубинные насосы, которые, непрерывно удаляя воду, понижают ее уровень в пределах заданного контура.
Метод кессона
В условиях, когда приток и напор воды невозможно снять водопонижением, опускные колодцы сооружают методом кессона.
Кессон представляет собой герметичную рабочую камеру, имеющую шлюзовые входы для удаления грунта, декомпрессии и эвакуации людей.
Внутри рабочей камеры создают избыточное давление, вытесняющее из нее воду. Разработку грунта внутри рабочей камеры ведут гидромониторами, а его удаление осуществляют в виде пульпы — грязевыми насосами. Возможно также использование механических средств для копки и удаления грунта.
Обучающий фильм о строительстве опускных колодцев
Технологии и методы опусконого колодца на примере строительства в Таллине показаны в учебном фильме 1971 года, выпущенным на кафедре “Основания и фундаменты” Военно Инженерного Технического Университета (г. Санкт-Петербург).
