1.Основные понятия и определения в фундаментостроении - грунт, основание, фундамент и его элементы (стр. 10 )

подготовка строительной площадки и приспособлений для погружения;

сооружение стен колодца;

выемка грунта и погружение колодца;

заполнение полости колодца бетоном или устройство днища.

До начала погружения опускного колодца выполняют подготовительные работы, которые заключаются в устройстве пионерного котлована. Дно котлована располагают на 0,5—1 м выше уровня подземных вод.

Основные оси опускных колодцев должны быть закреплены на местности посредством обносок — по две обноски с каждой из четырех сторон сооружений. Обноски устанавливают вне зоны возможных подвижек грунта.

Для уменьшения и равномерной передачи на поверхность грунта давления от первого яруса опускного колодца до начала работ по бетонированию или монтажу под ножевую часть колодца должно быть подготовлено временное основание в виде песчано-щебеночных призм, деревянных или железобетонных подкладок, железобетонных. монолитных или сборных колец.

 При устройстве монолитных опускных колодцев в качестве опалубки применяются: разборно-переставная опалубка; железобетонные тонкостенные плиты-оболочки, оставляемые в конструкции колодца; переставная металлическая опалубка и стационарная деревянная опалубка.

Для возведения колодцев применяют бетон класса В20 с водоцементным отношением 0,4—0,45, водонепроницаемостью W4 и W6. Бетонировать колодцы рекомендуется малоподвижными бетонными смесями с осадкой конуса 40—60 мм с применением  пластифицирующих  добавок.

Арматура должна изготовляться в виде укрупненных элементов: армо-каркасов, армосеток или армоблоков.

В начале на подготовленное временное основание монтируют армокаркас ножа. Затем на ар-мокаркас закрепляют опалубку. Иногда под нож отсыпают песчаную призму и тщательно уплотняют грунт с подбивкой его под наклонную грань ножа. Широкое распространение получил способ бетонирования ножа колодца в траншее враспор. При этом форма траншеи соответствует форме ножа.

Стены колодца при бетонировании разбивают на ярусы, а ярусы— на блоки. Высота яруса назначается в зависимости от расчетного сопротивления грунта под ножом, конструкции временного основания и производительности кранов. Высота ярусов принимается 6—8 м. Бетонирование каждого последующего яруса допускается только после набора бетоном прочности 1,2—1,5 МПа. Ярусы разбивают на блоки бетонирования в зависимости от принимаемой ППР интенсивности подачи бетонной смеси и конструкции стен колодца. При больших размерах колодцев допускается разрезка стен на блоки с вертикальными  швами.  Бетонирование стен опускных колодцев может выполняться не только отдельными блоками, но и последовательно по всему периметру. В обоих случаях бетонирование должно производиться слоями толщиной 25—50 см. Толщина слоев должна также выбираться в зависимости от интенсивности бетонирования и своевременного перекрытия слоев бетонирования.

Бетонную смесь подают в стены бадьями вместимостью 1—2,5 м3 с помощью кранов. Применяют башенные, стреловые и козловые краны. В некоторых случаях транспортировку бетонной смеси осуществляют бетононасосами.

Укладку бетонной смеси в стены опускных колодцев выполняют следующими способами. При толщине стен до 0,5 м смесь подается на площадки лесов и затем по лоткам — к месту укладки. В этом случае одна из сторон опалубки наращивается по мере бетонирования. Высота наращивания опалубки не должна превышать 2  м. 

При толщине стен более 1,2 м и малой насыщенности конструкций арматурой разгрузку бадьей можно производить непосредственно у места укладки. Бетонную смесь уплотняют вибраторами И-21, И-22, И-50, И-116 и др. Распалубку ножа и нижнего яруса колодца начинают только после достижения бетоном 100 %-ной проектной прочности. Верхние ярусы колодца можно распалубликать при 70 %-ной проектной прочности.

Гидроизоляция стен колодцев должна выполняться до начала их опускания.

30. Основные положения расчета и проектирования опускных колодцев.

В общем случае порядок проектирования опускных колодцев состоит из двух частей:

1.  часть – определение наружных размеров колодца, глубины погружения, предварительной величины и формы поперечного сечения.

2.  часть – выбор материала, определение необходимой толщины стен и способа погружения.

На нижеприведённом рисунке показана общая схема нагрузок, действующих на колодец в последний момент погружения. На этой схеме и в следующей формуле приняты следующие обозначения:

·  Q – собственный вес колодца высотой (глубиной погружения) h;

·  T– силы трения, действующие по боковой поверхности колодца;

·  Еа – активное давление грунта на боковую стенку;

· 

·  S – распорные силы ножа;

·  γ - объёмный вес грунта; φ - угол внутреннего трения грунта.

Расчётная схема нагрузок, действующих на опускной колодец в момент его погружения.

Глубина погружения колодца определятся его технологическими параметрами, характером и напластованием грунтов.

Осадка колодца должна находиться в допустимых пределах, и определяется как для фундаментов на естественном основании.

Определение размеров подошвы колодца производится по методике фундаментов на естественном основании.

Условия погружения опускного колодца определяются неравенством: Q > Σt.

Исходя из данного условия, определяется масса колодца и по массе находят необходимую толщину стен.

Опускные колодцы находят применение в следующих случаях:

1.  При глубоком залегании хорошего грунта.

2.  При больших сосредоточенных нагрузках.

3.  При однородных грунтах и малом притоке воды.

4.  Для устройства подземных сооружений.

Опускные колодцы могут погружаться в основание не только под собственным весом, но и принудительно, с использованием усилий вдавливания. 

31.Производство работ по погружению опускных колодцев.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КОЛОДЦЕВ И ПОДГОТОВКА ИХ К ПОГРУЖЕНИЮ  Опускные колодцы используются при устройстве заглубленных подземных помещений насосных станций, водозаборов, скиповых ям доменных печей, вагоноопрокидывателей, установок непрерывной разливки стали, подземных гаражей, в качестве массивных и заглубленных фундаментов для опор мостов, набережных, механических прессов и различных испытательных стендов 
Опускные колодцы классифицируются:
по материалу — на железобетонные, бетонные, металлические, деревянные, каменные и кирпичные. Опускные колодцы из дерева, камня и кирпича применяются крайне редко;
по форме колодца (в плане)—на круглые, прямоугольные, квадратные и с закругленными торцовыми стенками


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

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.
Первым этапом процесса сооружения колодца является устройство основания под нож. Надежное основание, рациональная и правильно выбранная схема опирания ножа колодца на грунт гарантируют сохранность колодца при снятии его с временных опор и равномерность погружения в грунт на первых метрах опускания.
Как осуществляется погружение опускного колодца?

Опускание колодцев производится с поверхности под действием собственного веса. Погружение должно вестись строго вертикально, без перекосов. В случае оседания с одной стороны пригружается другая сторона для выравнивания. Обследуется возможность препятствия для погружения  валунов, стволов погребенных деревьев и др. Водопонижение может облегчить опускание, так как при этом снижается действие противодавления воды. Для облегчения опускания могут применяться местные гидроподмыв и выборка грунта.

Какие сложности могут возникнуть при опускании колодца?

При опускании колодца могут возникнуть перекосы, зависание, самопроизвольное опускание, появление трещин в стенах. Перекосы устраняются более интенсивной разработкой грунта в местах, где затруднено опускание, местной дополнительной пригрузкой, местным уменьшением бокового трения путем частичной откопки. Зависание устраняется увеличением веса, уменьшением бокового трения. При самопроизвольном опускании можно подвести подкладки под ножевую часть.

Рис.  Схема подготовки оснований под нож и установка ножа опускного колодца
а — на втопленной песчаной 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 песча-ко-гравийной (щебеночной) призме и деревянных опорных подмостях; 1 — нож колодца; 2 —деревянные подкладки; 3 — деревянная опалубка или железобетонные плиты-оболочки; 4 — деревянные подмости
Строительство подземных сооружений методом опускного колодца эффективно при глубине заложения дна колодца от 10 до 20-25 м. Диаметр колодца может достигать 50 м, известны квадратные и прямоугольные решения колодцев.
Сущность метода опускного колодца состоит в следующем. 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 колодца 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 фунта. В образующуюся за уширением пазуху закачивают тиксотропный раствор из бетонитовой глины - он является смазкой.
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 мЗ, 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.
После достижения ножом проектной отметки армируют и бетонируют днище. Бетон для обеспечения его водонепроницаемости укладывают без рабочих швов, непрерывно, слоями порядка 20 см.
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.