Фундаменты глубокого заложения: опускные колодцы и кессонные фундаменты. Фундамент кессонный VII.2.в

Фундамент Возведение курятника, как и строительство дома, начинается с фундамента. В зависимости от типа почвы, а также материальных возможностей фермера он может быть столбчатым или ленточным. Также вы вправе сделать фундамент из кирпичей или асбестоцементных труб. В

Фундамент

Фундамент Для чего нужен фундамент? Если вы планируете возвести легкую палатку, вам достаточно найти место поровнее и проследить, чтобы на него не залилась вода во время дождя. Если же вы собираетесь построить настоящий дом, который простоит многие годы и защитит ваше

Фундамент

Фундамент Строительство любого здания начинается с закладки фундамента, т. е. основания, на котором держится все сооружение. Существует четыре вида фундамента: столбчатые, ленточные, сплошные, свайные. Бывают монолитные и сборные. Они могут возводиться из различного

В сильно обводненных грунтах, содержащих прослойки скальных пород или твердых включений (валуны, погребенную древесину и т.д.) погружение опускных колодцев по схеме «насухо» требует больших затрат на водоотлив, а разработка грунта под водой невозможна из-за наличия в грунте твердых включений.

В этом случае используется кессонный метод устройства фундаментов глубокого заложения, который был предложен во Франции в середине 19в.

Кессон схематически представляет собой опрокинутый вверх днищем ящик, образующий рабочую камеру, в которую под давлением нагнетается сжатый воздух, уравновешивающий давление грунтовой воды на данной глубине, что не позволяет ей проникать в рабочую камеру, благодаря чему разработка грунта ведется насухо без водоотлива.

Рис.13.9. Схема устройства кессона:

а – для заглубленного помещения; б – для глубокого фундамента; 1 – кессонная камера; 2 – гидроизоляция; 3 – надкессонное строение; 4 – шлюзовой аппарат; 5 – шахтная труба

Метод является более дорогостоящим и сложным, поскольку требует специального оборудования. Кроме того, этот способ связан с пребыванием людей в зоне повышенного давления воздуха, что значительно сокращает продолжительность рабочих смен (до 2 часов при 350…400кПа(max)) при максимальной глубине 35-40м.

В связи с вышесказанным кессоны применяют значительно реже других типов фундаментов глубокого заложения.

Кессонная камера, высота которой по санитарным нормам принимается не менее 2,2 м, выполняется из ж/б и состоит из потолка и стен, называемых консолями.

Способ погружения кессона аналогичен опускному колодцу. Глубину погружения кессона и его внешние размеры определяют так же, как и для опускных колодцев.

Шлюзовой аппарат, соединенный с кессонной камерой шахтными трубами, предназначен для шлюзования людей и грузов при их спуске в кессонную камеру и при подъеме из нее.

Рабочий процесс . Рабочий входит в прикамерок шлюза, где давление постепенно повышается до имеющегося в рабочей камере. На этот процесс затрачивается от 5 до 15 мин., что необходимо для адаптации организма человека, после чего по шахтной трубе рабочий опускается в рабочую камеру кессона. Выход из рабочей камеры кессона осуществляется в обратной последовательности, но при этом на снижение давления воздуха в прикамерке шлюза до уровня атмосферного давления требуется 3-3,5 раза больше времени, чем вначале, т.к. быстрый переход от повышенного давления к атмосферному может быть причиной начала кессонной болезни.

Сжатый воздух в кессонную камеру начинают подавать не сразу, а как только ее нижняя часть при погружении достигнет уровня подземных вод. Давление воздуха, обеспечивающее отжим воды из камеры кессона, определяется из условия:

Где - избыточное (сверх атмосферного) давление воздуха, кПа ;

Гидростатический напор на уровне банкетки ножа, м ;

Удельный вес воды,

После опускания кессона на проектную глубину все специальное оборудование демонтируется, а рабочая камера заполняется бетоном.

Грунт в камере кессона разрабатывается или ручным или гидромеханическим способом.

Имеется опыт разработки грунта в кессонной камере вообще без присутствия в ней рабочих, когда все управление гидромеханизмами выносится за ее пределы. Такой способ опускания кессона называется слепым.

41. Возведение фундаментов методом "стена в грунте".

а – котлованы в городских условиях; б – подпорные стенки; в – тоннели; г – противофильтрационные диафрагмы; д – подземные резервуары

Способ заключается в том, что сначала по контуру будущего сооружения в грунте отрывается узкая глубокая траншея (b=60…100 см, H≤40…50 м), которая затем заполняется бетонной смесью или сборными железобетонными элементами. Затем, после полного удаления грунта из внутреннего пространства до проектной отметки возводят внутренние конструкции.

Стена может служить:

1. элемент фундамента

2. заглубленные сооружения

3. противофильтрационные завесы: в водонасыщенных грунтах при высоком уровне подземных вод. Способ особенно эффективен при заглублении стен в водоупорные грунты, что позволяет полностью отказаться от водоотлива или глубинного водопонижения.

4. ограждение котлована в городе: в стесненных условиях, а также при реконструкции сооружений. Устройство глубоких котлованов и заглубленных помещений вблизи существующих зданий и сооружений без нарушения их устойчивости.

Технология устройства «стены в грунте» - методом последовательных захваток .

1. Устройство сборной или монолитной форшахты, которая служит направляющей для землеройных машин, опорой для подвешивания армокаркасов, бетолитных труб, сборных железобетонных панелей и т.п. и обеспечивает устойчивость стенок в верхней части.

2. Отрывка котлована отдельными захватками. Откопав первую захватку, на всю глубину стены по ее торцам устраивают ограничители, арматурный каркас и укладывают бетонную смесь.

3.Затем переходят к захватке «через одну», а после ее устройства – к промежуточной и т.д., в результате получается сплошная стена (рис. 13.14).

Конструкция форшахты из Г-образных (уголкового профиля) блоков

Рис.13.14. Последовательность возведения «стены в грунте»: а – первая очередь работ; б – вторая очередь работ; 1 – форшахта; 2 – базовый механизм; 3 – бетонолитная труба; 4 – глинистый раствор; 5 – грейфер; 6 – траншея под одну захватку; 7 – арматурный каркас; 8 – бетонная смесь; 9 – забетонированная секция; 10 – готовая «стена в грунте»

Для удержания стен захватки против обрушения по мере отрывки подливают глинистый раствор . После отрывки захватки и заполнения ее бетонной смесью вытесненный глиняный раствор, содержащий частицы разрабатываемой породы, идет на очистку и снова в траншею (с потерей ~10%).

После возведения «стены в грунте» по всему периметру сооружения (т.е. конструкция замыкает в плане будущее сооружение) поэтапно удаляют грунт из внутреннего пространства. Можно по периметру делать грунтовые анкера или распорки. Если нет, то устойчивость стены обеспечивается заделкой в грунт основания.

Технология сооружения фундаментов глубокого заложения с разработкой грунта в рабочей камере под давлением сжатого воздуха.

Источник: Справочник дорожных терминов

• - специально изготовленные или приспособленные изделия, содержащие взрывчатое вещество и средства взрывания, пригодные и предназначенные для совершения работы в виде взрыва...

  Гражданская защита. Понятийно-терминологический словарь

• - фундамент глубокого заложения, выполненный в виде ящика без дна, опускаемого в грунт под действием собственного веса, оборудованного устройством для нагнетания сжатого воздуха в рабочую камеру кессона, что...

  Строительный словарь

• - являются предметом преступлений, предусмотренных ч. 1-3 ст. 222, ч. 1-3 ст. 223, ч. 1 ст. 225, ч. 1, 3, 4 ст. 226 УК РФ. В. у. состоят из взрывчатого вещества и специального устройства, конструктивно...

  Словарь-справочник уголовного права

• - устройства ввода-вывода, распечатки, хранения и передачи информации, связанные функционально с центр. процессором в соответствии со структурой ЭВМ...

  Естествознание. Энциклопедический словарь

• - субсчет счета "Основные средства", на котором учитываются следующие виды передаточных устройств: линии электропередачи, трансмиссии и трубопроводы со всеми промежуточными устройствами, необходимыми для...

  Большой бухгалтерский словарь

• - ".....

  Официальная терминология

• - производится насухо, на извести и цементе, смотря по степени важности и цели назначения постройки...

  Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

• - ...

  Орфографический словарь русского языка

• - КЕССО́Н, -а, м. . Водонепроницаемая камера, применяемая для производства подводных строительных работ...

  Толковый словарь Ожегова

• - КЕССО́ННЫЙ, кессонная, кессонное. прил. к кессон. Кессонные работы...

  Толковый словарь Ушакова

• - кессо́нный I прил. 1. соотн. с сущ. кессон I, связанный с ним 2. Свойственный кессону, характерный для него. II прил. 1. соотн. с сущ. кессон II, связанный с ним 2...

  Толковый словарь Ефремовой

• - кесс"...

  Русский орфографический словарь

• - КЕССОННЫЙ ая, ое. caisson m. Отн. к кессону. Кессонные работы. БАС-1. Когда поднялся разговор о примененье кессонного метода при постройке, он первым отверг эту возможность. Леонов Соть. Кессонный рабочий...

  Исторический словарь галлицизмов русского языка

• - ...

  Формы слова

• - нареч, кол-во синонимов: 2 в соответствии с основными особенностями устройств по принципу...

  Словарь синонимов

"Кессонный способ устройства фундаментов" в книгах

Возведение фундаментов

Возведение фундаментов

Глубина заложения фундаментов

автора Назарова Валентина Ивановна

Глубина заложения фундаментов Глубина заложения фундаментов является одним из основных факторов, обеспечивающих необходимую несущую способность основания.Глубина заложения фундаментов должна определяться с учетом: назначения, а также конструктивных особенностей

Типы фундаментов

Из книги Современные работы по закладке фундамента. Виды работ, материалы, технологии автора Назарова Валентина Ивановна

Типы фундаментов Фундаменты под стены делятся на три типа: ленточные; столбчатые; свайные.Ленточные фундаменты подразделяются на сборные, монолитные и прерывистые.Сборные ленточные фундаменты выполняются из блоков-подушек и стеновых фундаментных блоков (рис. 1

Гидроизоляция фундаментов

Из книги Современные работы по закладке фундамента. Виды работ, материалы, технологии автора Назарова Валентина Ивановна

Гидроизоляция фундаментов При возведении фундаментов важно знать местоположение уровня грунтовых вод, а также возможность его повышения или понижения, связанную с застройкой территории.При высоком стоянии уровня грунтовых или производственных вод, когда последние

2.1. СХЕМЫ ФУНДАМЕНТОВ

Из книги Универсальный фундамент Технология ТИСЭ автора Яковлев Р. Н.

2.1. СХЕМЫ ФУНДАМЕНТОВ После изучения свойств грунта и оценки гидрогеологических условий на участке определяются с конструкцией фундамента и с глубиной его заложения. Оба эти параметра назначают одновременно.Если говорить о конструкции, то в малоэтажном индивидуальном

Из книги Справочник настоящего мужчины автора Кашкаров Андрей Петрович

Детские радиосигнальные и радиопереговорные устройства, а также устройства радиоконтроля за ребенком Работают в полосе радиочастот 38,7-39,23 МГц и 40,66–40,7 МГц с мощностью излучения передающих устройств до 10 мВт включительно, а также в полосе радиочастот 863, 933–864,045 МГц с

Устройство фундаментов

автора Крейс В. А.

Устройство фундаментов Прежде чем говорить о технологии возведения конкретно фундаментов, нужно разобраться, из каких конструктивных элементов состоит строение. Основными конструктивными элементами являются фундамент, стены, цоколь, плиты перекрытия и покрытия,

Виды фундаментов

Из книги Фундамент. Прочно и надежно автора Крейс В. А.

Виды фундаментов В зависимости от способа устройства различают несколько основных типов фундаментов. Каждый из них имеет свои особенности и подходит для определенных условий.Выбор типа фундамента – очень ответственное дело, перед которым следует учесть все условия

ВИДЫ ФУНДАМЕНТОВ

Из книги Как построить сельский дом автора Шепелев Александр Михайлович

ВИДЫ ФУНДАМЕНТОВ Долговечность здания во многом зависит от надежности фундамента, применяемых для его изготовления материалов и хорошей гидроизоляции.Фундаменты под жилые дома или другие здания устраивают ленточными (непрерывными) или в виде отдельных столбов

Кессонный деревянный потолок

Из книги Современные потолки своими руками автора Захарченко Владимир Васильевич

Кессонный деревянный потолок Кессонный потолок состоит из кассет (кессонов). Они образованы балками, которые располагаются во взаимно перпендикулярном направлении и составляют квадратные или многоугольные ячейки (рис. 75). Балки при этом имеют рельефную поверхность,

Виды фундаментов

Из книги Советы по строительству бани автора Хацкевич Ю Г

Виды фундаментов Фундаменты для бани бывают двух видов - ленточные и

(3.36) Диспетчер устройств показывает не все устройства:(. Как увидеть все установленные устройства (включая даже не подключенные в данный момент)?

Из книги Win2K FAQ (v. 6.0) автора Шашков Алексей

(3.36) Диспетчер устройств показывает не все устройства:(. Как увидеть все установленные устройства (включая даже не подключенные в данный момент)? Установите в Диспетчере устройств опцию View/Show hidden devices, затем откройте окно консоли и выполните в нем следующие команды:set

Устройства с широкой полосой пропускания и устройства, обеспечивающие связь на большой дальности

Из книги Сетевые средства Linux автора Смит Родерик В.

Устройства с широкой полосой пропускания и устройства, обеспечивающие связь на большой дальности Термин "устройства с широкой полосой пропускания" имеет несколько значений. Во-первых, этот термин обозначает устройства, позволяющие одновременно передавать различные

Вскрытие устройства: атаки на корпус устройства и его механическую часть

Из книги Защита от хакеров корпоративных сетей автора Автор неизвестен

Вскрытие устройства: атаки на корпус устройства и его механическую часть Наиболее общей целью анализа корпуса устройства и его механической части является получение исчерпывающей информации об устройстве и возможности исследования его внутренней части. Агрессивный

3.2. СООРУЖЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ

Из книги Справочник по строительству и реконструкции линий электропередачи напряжением 0,4–750 кВ автора Узелков Борис

3.2. СООРУЖЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ 3.2.1. Земляные работы Закрепление опор линий электропередачи может осуществляться как непосредственным заглублением их в грунт, так и при помощи различных видов фундаментов, наибольшее распространение из которых получили железобетонные

77. Фундаменты глубокого заложения: кессоны, глубокие опоры, сваи оболочки.

При залегании прочных грунтов на значительной глубине, когда устройство фундаментов в открытых котлованах становится труд­новыполнимым и экономически невыгодным, а применение свай не обеспечивает необходимой несущей способности, прибегают к устройству фундаментов глубокого заложения. Необходи­мость устройства фундаментов глубокого заложения может быть вызвана и особенностями самого сооружения, например когда оно должно быть опущено на большую глубину (заглубленные и под­земные сооружения). К таким сооружениям относятся подземные гаражи и склады, емкости очистных, водопроводных и канализаци­онных сооружений, здания насосных станций, водозаборы, глубокие колодцы для зданий дробления руды, непрерывной разливки стали и многие другие.

В настоящее время в строительной практике применяют следу­ющие виды фундаментов глубокого заложения: опускные колодцы, кессоны, тонкостенные оболочки, буровые опоры и фундаменты, возводимые методом «стена в грунте».

Кессоны

Кессонный метод устройства фундаментов глубокого заложения был предложен во Франции в середине XIX в. для строительства в сильно обводненных грунтах, содержащих прослойки скальных пород или твердые включения (валуны, погребенную древесину и т. д.). В этих условиях погружение опускных колодцев по схеме «насухо» требует больших затрат на водоотлив, а разработка грун­та под водой невозможна из-за наличия в грунте твердых включе­ний.

Кессон схематически представляет собой опрокинутый вверх днищем ящик, образующий рабочую камеру, в которую под давле-

23 Механика грунтов

нием нагнетается сжатый воздух, уравновешивающий давление грунтовой воды на данной глубине, что не по­зволяет ей проникать в ра­бочую камеру, благодаря че­му разработка грунта ведет­ся насухо без водоотлива.

Рис. 13.9. Схема устройства кессона:

а б - для глу­бокого фундамента; 1 - кессонная камера; 2 - гидроизоляция, 3 - надкессонное строение; 4 - шлюзовой аппарат; 5 - шахтная труба

^ способ устройства фунда­ментов и подземных соору-

Жений является более доро-

а - для заглубленного помещения; б - для глу-

бокого фундамента; 1 - кессонная камера; 2 - ГОСТОЯЩИМ И СЛОЖНЫМ, ПО-

гидроизоляция, 3 - надкессонное строение; 4 - скольку требует специаль­

По сравнению с опуск­ными колодцами кессонный

ного оборудования (комп­рессоры, шлюзовые аппара-

ты, шахтные трубы и т. д.). Кроме того, этот способ связан с пребы­ванием людей в зоне повышенного давления воздуха, уравновеши­вающего гидростатический напор воды, что приводит к снижению производительности труда, значительно сокращает продолжитель­ность рабочих смен (до 2 ч при избыточном давлении 350...400 кПа) и ограничивает глубину погружения кессонов до 35...40 м ниже уровня подземных вод, поскольку максимальное добавочное давле­ние, которое может выдержать человек, составляет 400 кПа.

В связи с вышесказанным кессоны применяют значительно реже других типов фундаментов глубокого заложения.

Конструкция кессонов и оборудование для их опускания. Кессон состоит из двух основных частей: кессонной камеры и надкессон- ного строения (рис. 13.9).

Кессонная камера, высота которой по санитарным нормам при­нимается не менее 2,2 м, выполняется из железобетона и состоит из потолка и стен, называемых консолями. Консоли камеры с внутрен­ней стороны имеют наклон и заканчиваются ножом. Толщина консолей в месте примыкания к потолку составляет 1,5...2 м, шири­на банкетки принимается равной 25 см. Конструкция ножа кессона такая же, как и опускного колодца.

Для изготовления кессонных камер применяют бетон класса не менее В35, а их армирование ведется на усилия, возникающие в процессе возведения кессона. При бетонировании кессонной каме­ры в ее потолке оставляют отверстия для установки шахтной тру­бы, труб сжатого воздуха и воды, а также подводки электроэнергии.

Надкессонное строение в зависимости от назначения кессона выполняется либо как колодец с железобетонными стенками (под заглубленные помещения), либо в виде сплошного массива из моно­литного бетона или железобетона (для фундаментов глубокого заложения). Если надкессонное строение выполняется под заглуб- 354

ленное помещение, то на его наружные стены наносится гидроизо­ляция для защиты кессона от проникновения в него воды.

Как и в случае опускных колодцев, надкессонное строение воз­водят или сразу на всю проектную высоту, или же ярусами по мере погружения.

Главными элементами оборудования для опускания кессонов являются шлюзовые аппараты, шахтные трубы и компрессорная станция.

Шлюзовой аппарат, соединенный с кессонной камерой шахт­ными трубами, предназначен для шлюзования людей и грузов при их спуске в кессонную камеру и при подъеме из нее. Процесс шлюзования и вышлюзовывания рабочих происходит следующим образом. Рабочий входит в пассажирский прикамерок шлюза, где давление постепенно повышается от атмосферного до имеющегося в рабочей камере. На этот процесс затрачивается, как правило, от 5 до 15 мин, что необходимо для адаптации организма человека к условиям повышенного давления, после чего по шахтной трубе рабочий опускается в рабочую камеру кессона. Выход из рабочей камеры кессона осуществляется в обратной последовательности, но при этом на снижение давления воздуха в пассажирском прикамерке шлюза до уровня атмосферного требуется в 3...3,5 раза больше времени, чем на переход от атмосферного давления к повышенному. Здесь необходимо проявлять особую осторожность, поскольку бы­стрый переход от повышенного давления к атмосферному может быть причиной так называемой кессонной болезни.

Для обеспечения нормальных условий работы рабочая камера и шлюзовой аппарат обеспечиваются электроосвещением, телефон­ной связью, системой звуковых и световых сигналов.

Производство кессонных работ. Последовательность производст­ва работ при строительстве кессонов такая же, как и при строитель­стве опускных колодцев.

Сначала на спланированной поверхности грунта или на дне пионерного котлована возводится кессонная камера, на которой монтируются шлюзовой аппарат и шахтные трубы. Одновременно вблизи кессона сооружается компрессорная станция и монтируется обрудование для подачи в кессон сжатого воздуха.

После того как бетон кессонной камеры приобретет проектную прочность, ее снимают с подкладок и начинают погружение. Сжа­тый воздух начинают подавать в кессонную камеру, как только ее нижняя часть достигнет уровня подземных вод. Давление воздуха, обеспечивающее отжим воды из камеры кессона, определяется из условия

Рь>Н„у„, (13.6)

гд е Рь - избыточное (сверх атмосферного) давление воздуха, кПа;

Гидростатический напор на уровне банкетки ножа, м; у* - Удельный вес воды, кН/м 3 .

По мере погружения кессона в грунт наращивают шахтные трубы, если это необходимо, и возводят надкессонную часть соору­жения.

После опускания кессона на проектную глубину все специальное оборудование демонтируется, а рабочая камера заполняется бето­ном.

Грунт в камере кессона разрабатывается ручным или гидромеха­ническим способом.

Ручная разработка грунта применяется при погружении кессонов в породы, не поддающиеся размыву (плотные глинистые, скальные грунты и т. п.). В этих случаях грунт разрабатывается ручным механизированным инструментом (отбойные молотки, пневмобу­ры), а разрушение скальных пород и дробление валунов произво­дится взрывным способом мелкими шпуровыми зарядами. Разра­ботанный грунт грузится в бадьи, подвешенные к смонтированному на потолке камеры монорельсу, и подается к шахтному отверстию.

При разработке грунта следят за равномерным погружением кессона. Если замечают перекосы и крены, то замедляют разработ­ку грунта с одной стороны кессона и усиливают с противополож­ной.

Если после разработки грунта кессон не опускается, то его либо пригружают, либо применяют форсированную посадку. Форсиро­ванная посадка достигается снижением давления воздуха в рабочей камере, вследствие чего падает направленное вверх давление на ее потолок, сопротивление кессона погружению в грунт резко умень­шается и он быстро опускается на глубину выработки.

Правилами производства кессонных работ форсированную по­садку кессона разрешается производить на глубину не более 0,5 м при снижении давления воздуха не более чем на 50%. Пребы­вание людей в кессоне при форсированной посадке запрещается.

Если существует опасность самопроизвольного опускания кес­сона (при слабых грунтах или значительном весе кессона), то под потолок его камеры подводят шпальные клетки. После того как опасность самопроизвольного опускания кессона минует, шпальные клетки разбирают.

Гидромеханическая разработка грунта применяется при погру­жении кессона в грунты, поддающиеся размыву (песчаные, супесча­ные, песчано-гравелистые). Разработка грунта производится гидро­мониторами, а разжиженная масса (пульпа) удаляется из камеры гидроэлеваторами или эжекторами.

Гидромониторы и гидроэлеваторы могут работать по заданной программе, что позволяет сократить до минимума число рабочих, находящихся в кессонной камере под давлением сжатого воздуха. Имеется опыт разработки грунта в кессонной камере вообще без присутствия в ней рабочих, когда все управление гидромеханиз­мами выносится за ее пределы. Такой способ опускания кессонов называется слепым.

Тонкостенные оболочки из сборных железобетонных элементов индустриального изготовления начали широко применять при воз­ведении фундаментов глубокого заложения с появлением мощных вибропогружателей, позволяющих погружать в грунт элементы бо­льших размеров.

Тонкостенная оболочка представляет собой пустотелый цилиндр из обычного или предварительно напряженного железобетона.

Оболочки выпускаются секциями длиной от 6 до 12 м и наруж­ным диаметром от 1 до 3 м. Длина секций кратна 1 м, толщина стенок составляет 12 см. На рис. 13.10 в качестве примера показана секция оболочки диаметром 1,6 м.

На строительной площадке секции оболочки или предваритель­но укрупняются, или наращиваются в процессе погружения с помо-

щью специальных стыковых устройств. Анализ накоплен­ного опыта показал, что на­илучшими типами стыков яв­ляются сварной, применяе­мый для предварительной сборки на строительной пло­щадке, и фланцевый на бол­тах, используемый для нара­щивания оболочек в процессе погружения (рис. 13.11).

Рис. 13.11. Стыки секций оболочек:

а - сварной стык; б - фланцево-болтовой стык; 1 - стержень продольной арматуры; 2 - ребро; 3 - обечайка; 4 - сварной шов; 5 - стальной стержень; 6 - болт

Погружение оболочек в грунт осуществляется, как правило, вибропогружателя­ми. Для облегчения погруже­ния, а также для предотвра­щения разрушения оболочки при встрече с твердыми включениями конец нижней секции снабжается ножом.

Для повышения сопротивления оболочки действию значитель­ных по величине внешних усилий обычно ее полость после погруже­ния до заданной глубины заполняется бетоном. При погружении в песчаные грунты внизу оставляют уплотненное песчаное ядро высотой не менее 2 м (рис. 13.12, а). Благодаря этому сохраняется естественная плотность песчаного грунта в основании оболочки, что обеспечивает лучшее использование его несущей способности.

Заполнение оболочек бетоном значительно замедляет темпы производства работ и снижает процент сборности фундамента, особенно при оболочках большого диаметра. Чтобы снизить объем укладываемого бетона или вообще исключить производство бетон­ных работ на строительной площадке, разработаны конструкции оболочек с утолщенными до 16...20 см стенками (усиленные оболоч­ки). Усиленные оболочки обладают достаточной прочностью для их вибропогружения в труднопроходимые грунты, характеризуемые включениями галечника и валунов (что на практике создавало серьезные трудности при погружении обычных оболочек и не раз приводило к их разрушению), и не трубуют обязательного последу­ющего заполнения бетоном по крайней мере на полную высоту. Применение таких оболочек значительно сокращает объем бетон­ных работ, производимых на строительной площадке.

Разновидностью усиленных оболочек являются оболочки с несу­щей диафрагмой. Диафрагма устраивается в нижней секции оболоч­ки на высоте одного-двух ее диаметров и имеет центральное отвер­стие для извлечения грунта из ее полости при погружении (рис. 13.12, б). После посадки диафрагмы на грунт на последнем этапе погружения отверстие заливают бетоном. Такие оболочки предназ­начаются для фундаментов, устраиваемых в песчаных и песчано­гравийных грунтах без включения валунов.

Если оболочка погружается до скальных грунтов, то ее нижний ко­нец, как правило, заделывается в скалу. Для этого в скальной поро­де через оболочку бурят скважину диаметром, равным внутреннему диаметру оболочки, и после уста­новки арматурного каркаса скважи­ну и оболочку заливают бетоном (рис. 13.12, в).

В нескальных грунтах увеличение несущей способности оболочки по грунту достигается устройством внизу уширенной пяты. Полость для уширенной пяты делают либо раз- буриванием, либо камуфлетным взрывом с последующим заполнени­ем ее бетонной смесью (рис. 13.12, г). Практика показала, что устрой­ство уширений наиболее целесооб­разно в глинистых грунтах средней прочности.

Оболочки, заделанные в скалу или имеющие внизу уширение, об­ладают значительной несущей спо­собностью (10 МН и более), поэтому обязательно заполняются бетоном на всю высоту. Исключение состав­ляют только усиленные оболочки, где иногда можно ограничиться устройством только нижней бетон­ной пробки.

Рис. 13.12. Конструкция сборных желе­зобетонных оболочек:

а - оболочка с уплотненным песчаным ядром; б - усиленная оболочка с несу­щей диафрагмой; в - оболочка, заде­ланная в скалу; г - оболочка с уширенной пятой; 1 - оболочка; 2 - бетонное заполнение; 3 - нож; 4 - несущая диафрагма; 5 - арматурный каркас; 6 - буровая скважина в скаль­ной породе; 7 - уширенная пята

Тонкостенные оболочки из сбор­ных железобетонных элементов об­ладают рядом достоинств, позволя­ющих им во многих случаях успеш­но конкурировать с другими типами фундаментов глубокого зало­жения. Прежде всего надо отметить индустриальность их изготов­ления, высокую сборность и механизацию всех работ, что позволяет значительно сократить сроки строительства и уменьшить трудоем­кость возведения фундаментов. Кроме того, применение оболочек позволяет лучше использовать прочностные свойства материала фундамента. Так, если при опускных колодцах и кессонах прочност­ные свойства материала фундамента используются на 10... 15%, то в оболочках - на 40...60%. Особенно экономичными являются обо­лочки, заделанные основанием в скальные грунты, когда их матери­ал может быть использован практически полностью.

Наиболее рационально тонкостенные оболочки применять при больших вертикальных и горизонтальных нагрузках. Такие сочета­ния нагрузок наиболее характерны для мостов, гидротехнических и портовых сооружений.

Буровые опоры представляют собой бетонные столбы, которые возводят путем укладки бетонной смеси в предварительно пробу­ренные скважины. Укладка бетонной смеси производится под защи­той либо глинистого раствора, либо обсадных труб, извлекаемых при бетонировании.

Технология устройства буровых опор та же, что и буронабивных свай (см. § 11.1), т. е., по существу, они представляют собой буронабивные сваи большого диаметра (более 80 см).

Нижние концы буровых опор обязательно доводят до плотных грунтов, поэтому они работают как стойки. Иногда их делают с уширенной пятой. При необходимости буровые опоры армируют­ся, но, как правило, только на участках сопряжений со скальной породой и с ростверком.

Буровые опоры обладают значительной несущей способностью (10 МН и более) и рассчитываются как сваи-стойки, изготовленные в грунте.

Кессон является конструктивной разновидностью опускного колодца. Кессонный метод применяют при значительном притоке воды, а также в непосредственной близости от существующих зданий, когда есть опасность выпора грунта из-под их подошвы. Сущность метода заключается в том, что во время погружения кессона в кессонную камеру нагнетается сжатый воздух, предотвращающий поступление в рабочую камеру подземных вод и наплывов грунта. Кессон состоит из кессонной (рабочей) камеры, надкессонного строения и шлюзового устройства (рис. 3.22). Кессонную камеру изготавливают, как правило, из железобетона (реже - из металла). Стенки камеры заканчиваются стальным ножом. Высота камеры от банкетки до потолка принимается не менее 2,2 м. В потолке камеры предусмотрено отверстие для установки шахтной трубы, через которую производится подъем и опускание людей и извлечение разработанного грунта. Шахтная труба сверху заканчивается шлюзовым аппаратом, позволяющим сохранять в камере рабочее давление при грузоподъемных операциях. Надкессонное строение чаще всего выполняют в виде сплошного массива из монолитного бетона (для увеличения веса). Подача сжатого воздуха в камеру осуществляется по трубопроводу, имеющему в обязательном порядке резервную нитку. Разработку грунта ведут в осушенном пространстве камеры. При этом в камере, в шахтной трубе и в шлюзовом аппарате давление воздуха на 10% превышает гидростатический напор воды. При подаче грунта в шлюзовой аппарат закрывают люк в шахтную трубу и затем снижают давление в шлюзовом аппарате до атмосферного. После чего открывают наружную дверь и вывозят поднятый из камеры грунт. Кессон, как и опускной колодец, погружается в грунт под действием собственной массы. Погружению здесь препятствуют не только силы трения грунта, но и избыточное давление в кессонной камере. Эффективность погружения определяется следующим соотношением активных и реактивных сил:

где Qj - вес кессонного сооружения, кН; Q 2 - вес надкессонного заполнения (пригруза), кН; Т - сила бокового трения кессона о грунт, кН; P t - давление грунта под ножом кессона, кПа; Fj - площадь внутренней поверхности ножевой части, м 2 ; Р 2 - избыточное давление воздуха в кессоне, кПа; F 2 - площадь кессона по наружному очертанию, м 2 .

Рис. 3.22.

• 1 - подмости; 2 - шлюзовой аппарат; 3 - материальный шлюзовой прикамерок; 4 - людской шлюзовой прикамерок; 5 - шахтные трубы;
• 6 - трубопровод сжатого воздуха; 7 - бадья с грунтом; 8 - надксссонная кладка; 9 - надкессонная обшивка; 10 - потолок кессона; 11 - кессонная камера; 12 - стены кессона; 13 - лестница; 14 - тельфер; 15 - вагонетка

с грунтом

По мере опускания кессона увеличиваются силы трения при одновременном увеличении давления воздуха в камере, что приводит к замедлению погружения и иногда к остановке. В этом случае используют «форсированный способ посадки» кессона. Для этого по периметру ножа разрабатывают траншею глубиной до 0,5 м, затем рабочие покидают кессонную камеру, и избыточное давление в ней снижают наполовину В результате нарушения равновесия активных и реактивных сил кессон погружается до дна траншеи. После этого давление воздуха опять поднимают и разрабатывают грунт в центре камеры.

Учитывая вредное воздействие сжатого воздуха на организм человека, наибольшее избыточное давление в камере не должно превышать значения 0,4 Мпа, что определяет максимальную глубину погружения кессона - 40 м от уровня воды. При максимальном давлении (0,35- 0,4 Мпа) рабочему разрешается находиться не более 2-х часов. Из них около 1-го часа тратится на шлюзование и вышлюзовывание. С учетом сказанного при значительных глубинах погружения кессонов применяют гидромеханические способы разработки грунта с использованием гидромониторов и гидроэлеваторов или эжекторов с дистанционным управлением механизмами. Оператор при этом находится в специальной надкессонной камере при нормальном давлении воздуха.