13. Опускные колодцы и кессоны

Опускные колодцы и кессоны

13.1. Погружение опускных колодцев и кессонов должно производиться со спланированной площадки, дна отрываемого пионерного котлована или искусственного островка, отсыпаемого в водоеме.

При работе в водоемах погружение опускных колодцев и кессонов также может осуществляться с понтонов или плашкоутов. В этом случае дно водоема в месте их установки должно быть предварительно спланировано.

13.2. Кессоны, ввиду сложности технологии их погружения и вредных условий работы в них, следует использовать в исключительных случаях: при большой глубине заложения фундаментов, высоком уровне подземной воды, наличии в основании крупных твердых включений, когда невозможно применение опускных колодцев и свай оболочек.

13.3. Отметка поверхности, с которой осуществляется погружение опускных колодцев и кессонов, должна быть не менее чем на 0,5 м выше максимально возможного в период строительства уровня подземной воды или воды в водоеме (с учетом нагона и высоты наката волны).

Бермы отсыпаемого в водоеме островка должны иметь ширину, достаточную для обеспечения безопасной работы техники, но не менее 2 м.

13.4. Для возведения опускных колодцев (кессонов) на поверхности земли в месте их погружения должно быть устроено временное основание в виде песчано-щебеночной призмы, деревянных подкладок, сборных или монолитных опорных бетонных плит и других устройств, распределяющих вес сооружения на грунтовое основание.

13.5. Транспортирование опускных колодцев (кессонов) наплаву к месту их установки следует производить после проверки их остойчивости при высоте надводного борта не менее 1 м (с учетом высоты волны и возможного крена).

13.6. Основные оси опускных колодцев (кессонов) должны быть закреплены на них так, чтобы была обеспечена возможность контроля их положения в плане в любой момент времени погружения. Створные знаки и реперы для контроля их положения следует устанавливать за пределами зоны с возможными деформациями грунта, вызванными опусканием сооружения.

13.7. Размещение в зоне возможных деформаций грунта временных сооружений и оборудования для строительства опускных колодцев и кессонов (бетонорастворный и глинорастворный узлы, компрессорная станция, краны и т.п.) допускается при условии обеспечения их нормальной работы в случае возникновения этих деформаций.

13.8. Для успешного погружения опускных колодцев должно соблюдаться следующее условие:

 

,

 

где G – собственный вес колодца (с учетом взвешивания в воде);

 – дополнительная пригрузка колодца;

 – коэффициент условий работы при погружении;

 – силы трения стен колодца по грунту.

13.9. Массивные опускные колодцы, используемые в качестве фундаментов или подземных сооружений, погружают, как правило, под воздействием их собственного веса.

13.10. Для облегчения погружения тонкостенных опускных колодцев с внутренними полостями, предназначенными для эксплуатации, имеющих недостаточный вес, должны применяться специальные мероприятия по снижению сил трения их стен о грунт.

С этой целью на наружную поверхность их стен наносят полимерные покрытия, устанавливают податливые оболочки, применяют электроосмос или погружение колодцев производят в тиксотропных рубашках.

Также для облегчения погружения колодцев в твердых глинистых грунтах предварительно по их контуру в грунте на глубину погружения устраивают песчаные сваи.

13.11. Кроме того, для облегчения погружения может также применяться пригрузка колодцев, осуществляемая грузами или при помощи домкратов.

13.12. При больших размерах опускных колодцев бетонирование их стен по высоте допускается производить с разбивкой на ярусы, а в поперечном направлении – на отдельные блоки.

13.13. Стены колодцев, погружаемых в тиксотропной рубашке, следует, как правило, устраивать сборными из унифицированных конструкций. При отсутствии сборных конструкций стены колодцев допускается устраивать из монолитного бетона.

13.14. Тиксотропные рубашки могут применяться при любых способах погружения колодцев: без водоотлива, с водоотливом, с применением водопонижения. При применении водопонижения иглофильтры следует располагать снаружи колодца на расстоянии не менее 1,5 м от полости тиксотропной рубашки.

13.15. Допустимые отклонения размеров конструкций опускных колодцев и кессонов приведены в таблице 13.1.

 

Таблица 13.1

 

 

13.16. Погружение опускных колодцев (кессонов) допускается производить не ранее достижения бетоном конструкции 70% расчетной прочности.

13.17. Величина посадки колодцев за каждый цикл погружения не должна превышать 0,5 м с соблюдением их вертикальности и проектного положения в плане.

13.18. Плотность глинистого раствора в тиксотропной рубашке должна быть такой, чтобы его гидростатическое давление было больше горизонтального давления грунта и подземных вод. Глины для приготовления глинистых растворов для тиксотропных рубашек и глинистые растворы должны удовлетворять требованиям, приведенным в таблицах 14.1 и 14.2 соответственно.

13.19. Ширина наружного уступа на ножевой части опускных колодцев, формирующего полость для тиксотропной рубашки, должна быть для колодцев глубиной до 15 м равной 10 см, для колодцев большей глубины – 15 см.

13.20. Для предотвращения утечки глинистого раствора из тиксотропной рубашки в полость колодца над уступом ножевой части должен быть устроен уплотнитель (из листовой резины; пакли, пропитанной глинистым раствором, мятой глины и т.п.).

13.21. Верх грунта вокруг опускных колодцев в тиксотропных рубашках для предохранения от обрушения должен быть закреплен форшахтой высотой не меньше 1 м, устраиваемой из деревянных досок, листовой стали или железобетона. Стена форшахты должна отстоять от наружного края полости для тиксотропной рубашки на 5 – 10 см.

13.22. При глубине погружения колодцев свыше 10 – 12 м подача глинистого раствора в полость тиксотропной рубашки должна производиться нагнетанием через инъекционные трубы, расположенные с шагом 3 – 5 м на наружной поверхности колодцев или внутри их стен.

При меньшей глубине погружения и устойчивых грунтах подача раствора в полость тиксотропной рубашки может производиться путем свободной заливки сверху через форшахту.

13.23. Погружение колодцев в тиксотропных рубашках в грунтах с кавернами и пустотами (карст) не допускается.

13.24. При погружении колодцев в тиксотропной рубашке должны осуществляться постоянный контроль и регулирование вертикальности опускания с целью исключения навала колодца на грунтовую стенку.

13.25. При погружении колодцев в зимнее время следует применять растворы для тиксотропных рубашек с пониженной температурой замерзания, а также принимать меры по предотвращению примерзания колодцев к грунту.

13.26. Разработка грунта внутри опускных колодцев, погружаемых без водопонижения, производится с помощью грейферов. При погружении колодцев с водопонижением разработка грунта кроме грейферов может производиться (если позволяют размеры колодца) с применением экскаваторов, бульдозеров и другой землеройной техники. Для разработки грунта могут также применяться средства гидромеханизации. Для разработки полускальных и скальных грунтов допускается применение буровзрывных работ с использованием мелких зарядов.

13.27. Допустимые отклонения при погружении опускных колодцев и кессонов приведены в таблице 13.2.

 

Таблица 13.2

 

 

13.28. Погружение колодцев и кессонов вблизи существующих зданий и сооружений должно сопровождаться их мониторингом. Наблюдаемые осадки зданий и сооружений не должны превышать допустимых величин, устанавливаемых проектом.

13.29. При погружении колодцев в водонасыщенных грунтах или в водоемах во избежание наплыва грунта в полость колодца из-под ножа уровень воды внутри колодца должен находиться на уровне воды с его наружной стороны или быть выше него.

13.30. При погружении колодцев не допускается применять открытый водоотлив на участках с оплывающим грунтом, а также в случае применения тиксотропной рубашки в песчаных водоносных грунтах.

13.31. Открытый водоотлив допускается только для устойчивых грунтов при притоке подземных вод, не превышающем 0,2 – 0,25 м3/ч на 1 м2 площади забоя колодца.

13.32. Понижение уровня подземных вод при открытом водоотливе должно опережать разработку грунта так, чтобы забой на всем периоде погружения колодца оставался сухим.

При открытом водоотливе необходимо учитывать возможность выпучивания грунта в забое под действием давления воды на подошву водонепроницаемого пласта, залегающего под поверхностью забоя.

13.33. При глубинном водопонижении используют скважины или иглофильтры, размещаемые вне колодцев за их контуром.

13.34. При погружении колодцев задавливанием разница перемещений в противоположных точках конструкции не должна превышать 10 мм.

13.35. Толщина грунтовой пробки в колодцах, погружаемых задавливанием, в глинах должна быть не меньше 0,5 м, в супесях и суглинках – 0,75 м, в песках – 1,5 м, в грунтах с плывунными свойствами – 2 м.

13.36. При погружении колодцев задавливанием с использованием домкратов гидравлическая схема домкратной системы должна позволять независимое включение и выключение каждого отдельного домкрата.

Число домкратов для задавливания следует назначать в зависимости от их грузоподъемности и диаметра погружаемого колодца. При погружении колодцев диаметром 3 – 6 м устанавливаются 3 – 4 домкрата, при диаметре 6 – 10 м – 4 – 6 домкратов. При погружении колодцев больших диаметров устанавливается не менее одного домкрата на каждые 6 – 7 м периметра колодца.

13.37. Опорную конструкцию для размещения на ней домкратов следует устраивать в виде кольцевой подпорной стенки, закрепленной в грунте с помощью грунтовых анкеров, свай, контрфорсов или других устройств. Внутренний диаметр опорной конструкции должен быть на 0,5 – 0,75 м больше наружного диаметра колодца.

13.38. С целью предотвращения всплытия колодцев, погруженных в водонасыщенные грунты, до устройства днища и отключения водопонизительной системы должны быть выполнены предусмотренные проектом работы по закреплению колодцев на проектной отметке.

Закрепление колодцев от всплытия может быть выполнено путем тампонажа полости тиксотропной рубашки цементно-песчаным раствором с вытеснением глинистого раствора, устройством в их верхней части воротника, установкой горизонтальных и вертикальных анкеров. Увеличивать толщину стен или днища колодцев с целью пригрузки ввиду неэкономичности такого решения не допускается.

13.39. При погружении колодцев без водопонижения и выемке грунта из-под воды в основании колодцев должна быть устроена бетонная подушка методом подводного бетонирования. Откачка воды из полости колодцев с последующим устройством днища (с гидроизоляцией) допускается только после набора прочности бетоном подушки.

13.40. Подводное бетонирование подушки следует выполнять одновременно по всей площади колодца без перерывов. При наличии в колодцах внутренних перегородок разрешается производить бетонирование подушки отдельными секциями.

13.41. Допускается устройство подушек из вспененных растворов, получаемых введением в цементные растворы поверхностно-активных веществ (ПАВ). В качестве поверхностно-активных веществ следует использовать алкилфенол, сульфонал, пенообразователь "Прогресс", техническое мыло "Типол" и другие пенообразователи.

Для сокращения расхода цемента допускается утапливать в несхватившиеся вспененные растворы бутовый камень и бетонный бой.

13.42. При разработке грунта насухо в колодцах, погружение которых осуществляется с водопонижением, днище колодцев (с гидроизоляцией) должно устраиваться по выравнивающему слою, выполненному из дренирующего материала.

13.43. До начала работ по опусканию кессонов оборудование (шлюзовые аппараты, шахтные трубы, воздухосборники, воздухопроводы) должно быть освидетельствовано и испытано гидравлическим давлением, превышающим в 1,5 раза максимальное рабочее давление.

13.44. Компрессорная станция, обслуживающая кессонные работы, должна иметь резервные компрессоры суммарной производительностью не менее производительности самого мощного из числа рабочих компрессоров.

13.45. Способы и последовательность разработки грунта в кессоне, устанавливаемые в ППР, должны обеспечивать равномерное опускание кессона и предотвращение прорывов воздуха из рабочей камеры.

13.46. При недостаточности сил бокового трения кессоны должны поддерживаться шпальными клетками, устанавливаемыми на песчаные подушки и упирающимися в потолок камеры кессона.

Необходимость установки клеток, их число, способы и последовательность их перестановки устанавливаются в ППР.

13.47. Зависание кессонов допускается устранять форсированной посадкой – временным резким понижением давления в камере кессона, но не более чем на 50%. Пребывание людей в камере кессона при форсированной посадке запрещается.

13.48. Решение о пригодности опускных колодцев и кессонов, получивших смещения, перекосы и другие отклонения от проекта, превышающие установленные допуски, принимается по согласованию с проектной организацией и заказчиком.