ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

 

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И
ПОСТРОЙКЕ ФУНДАМЕНТОВ ИЗ ОБЛЕГЧЕННЫХ
СБОРНЫХ КОЛОДЦЕВ

 

Москва 1971

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Фундаменты из опускных колодцев при наличии благоприятных условий для их применения являются наиболее простыми и доступными. Традиционные способы их погружения - под действием собственного веса - не позволяют создать сборные колодцы экономичной конструкции. Имеющийся отечественный опыт относится преимущественно к случаям погружения колодцев со дна котлованов на небольшую глубину.

Изучение зарубежного и отечественного опыта строительства подземных сооружений и фундаментов показало, что индустриализация способов устройства фундаментов опор мостов возможна лишь на основе пересмотра их формы и конструкции в сочетании с использованием тиксотропных рубашек и принудительного погружения колодцев.

Настоящие Рекомендации составлены в 1970 г. в ЦНИИСе на основе проведенного анализа и обобщения отечественного и зарубежного опыта строительства.

Использование Рекомендаций будет способствовать: уменьшению в несколько раз объемов кладки колодцев, снижению трудоемкости выполняемых на стройплощадке работ, сокращению сроков строительства, уменьшению на 20-30% его стоимости, а также расширению области применения колодцев за счет увеличения возможной глубины их погружения.

Рекомендации разработаны канд. техн. наук П.Г. Чижиковым.

Замечания по настоящим рекомендациям просьба направлять по адресу: Москва, 129329, Игарский проезд, д.2, ЦНИИС.

ЗАМ. ДИРЕКТОРА ИНСТИТУТА                                                                     Г. ХАСХАЧИХ

РУКОВОДИТЕЛЬ ОТДЕЛЕНИЯ

ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ                                                               (К. СИЛИН)

1. В настоящих Рекомендациях рассматриваются вопросы, связанные со спецификой применения сборных опускных колодцев облегченной конструкции. Общестроительные вопросы решаются согласно указаниям соответствующих глав СНиП и ведомственных нормативных документов.

Расчет колодцев на производственные нагрузки рекомендуется производить по «Инструкции по проектированию опускных колодцев»  и «Рекомендации по погружению опускных сооружений в тиксотропных рубашках» (Стройиздат, М., 1970).

2. Опускные колодцы можно применять при любом напластовании грунтов, включая скальные, если разработка грунта в процессе погружения может выполняться открытым способом с водоотливом или водопонижением грунтовых вод, а также при проходке насыщенных грунтов, когда их разработка возможна подводным способом грейфером, средствами подводной гидромеханизации или буровыми станками.

3. Применение опускных колодцев во всех случаях должно быть экономически обусловлено результатами анализа различных вариантов фундаментов, постройка которых в данных грунтовых условиях также возможна.

4. Сборные опускные колодцы облегченной конструкции целесообразно предусматривать цилиндрической формы с секционной разбивкой их на монтажные элементы.

5. Вес и размеры монтажных элементов колодца в любом случае должны позволять их перевозку по железной и автомобильной дорогам и монтажам применяемыми на строительстве кранами.

6. При сборке секционных колодцев на берегу или на островке установку секций следует предусматривать непосредственно на спланированную поверхность грунта.

7. Опускные колодцы можно погружать; под действием только собственного веса, с использованием принудительного задавливания, с применением тиксотропной рубашки.

8. Для погружения колодцев с принудительным задавливанием и с применением тиксотропной рубашки необходимо предусматривать жесткие направляющие устройства.

КОНСТРУКЦИЯ

9. Для наиболее распространенных случаев возможного использования опускных колодцев рекомендуется применять колодцы с наружным диаметром в плоскости ножа 3, 4 и 5 м, а выше обреза ножевой секции - 2,8; 3,8 и 4,8 м.

10. Толщину стенок рекомендуется принимать не менее 20 см, а толщину ножевой секции - 30 см. Высоту ножевой секции рекомендуется принимать стандартной, равной 1 м (рис. 1, а). В случае погружения с применением тиксотропной рубашки ножевая секция обустраивается режущим фартуком высотою 30 см, и наращивается до высоты 2 м, для чего предусматривается дополнительная секция с толщиной ее стенки, одинаковой с ножевой секцией (см. рис. 1, б)

11. Секция колодцев диаметром 5 и 4,8 м в случае их перевозки по железной дороге рекомендуется предусматривать составными из двух полуколец.

12. Стык секций и полуколец рекомендуется делать ломанного очертания на цементном растворе с перекрытием его накладками с внутренней стороны стенки колодца (рис. 2).

СПОСОБЫ ПОГРУЖЕНИЯ

13. При небольшой глубине залегания подошвы фундамента погружение колодцев под действием только собственного веса можно производить без направляющих со дна котлована, разработанного на глубину, достаточную для уменьшения сил трения до величины равной весу колодца (рис. 3). В этом случае силы трения грунта учитываются лишь на высоте опускания колодца, в несвязных грунтах уменьшенной на 1 м.

При недостаточности веса (до 50 т) следует предусматривать балансирование установкой; на колодец дополнительных секций или же понтонов с водой.

14. Принудительное задавливание рекомендуется применять при опускании колодцев в водоеме и погружении в грунт на глубину более 5 м в случаях, когда требуется дополнительная нагрузка не превышает 400 т.

В качестве анкерной системы и направляющих могут быть использованы платформы, комплектующие из понтонов КС. Схема комплектования платформы для колодцев диаметром 2,8 и показана на рис. 4.

Рекомендуемая схема принудительного задавливания колодца при, глубине воды более 1 м с использованием платформ приводится на рис. 5.

Принципиальная схема опускания колодца в воде с установкой его на дно и первоначального задавливания в грунт показана на рис. 6.

15. В ножевой секции колодцев, опускаемых в воде с принудительным задавливанием, предусматриваются специальные гнезда (рис. 7).

16. Тиксотропные рубашки рекомендуется применять для погружения колодцев на берегу или в водоеме во всех случаях, когда этот метод окажется экономичнее других, или когда для задавливания потребуется сила, превышающая 400 т.

17. В несвязных водоносных насыщенных грунтах погружение с тиксотропной рубашкой можно вести при разработке грунта открытым способом с обеспеченней водопонижения грунтовых вод ниже отметки грунта в забое, а при разработке подводным способом - поддержанием воды в колодце несколько выше уровня воды вне колодца.

Схема погружения колодца с применением тиксотропной рубашки на берегу или с поверхности островка показана на рис. 8 (направляющий каркас на схеме не показан).

18. Если для островка необходимо ограждение, последнее может быть выполнено из понтонов КС. В этом случае понтоны используются также в качестве направляющих конструкций. Принципиальная схема такого ограждения и погружения колодца показана на рис. 9.

Возможные схемы комплектования ограждений из понтонов для колодцев диаметром 2,8; 3,8 и 4,8 м при глубине воды до 3 м и от 3 до 6,5 м приведены на рис. 10.

19. Выполнение работ по сопряжению тела опоры с колодцем при расположении обреза ниже уровня воды рекомендуется производить под защитой стальной или железобетонной съемной перемычки. Схемы возможных решений перемычек показаны на рис. 11.

20. При комплектовании фундаментов из двух и более колодцев низ плиты ростверка допускается располагать выше возможного горизонта стояния льда в водоеме (рис. 12).

Рис. 1. Ножевые секции колодца

а - при опускании под действием собственного веса колодца и с принудительным задавливанием; б - при опускании с применением тиксотропной рубашки

Рис. 2. Стыки секций колодца:

а - промежуточных секций; б - ножевой секции с промежуточной.

Рис. 3. Схема погружения секционного сборного колодца облегченной конструкции под действием собственного веса:

а - разработка котлована до ГГВ; б - сборка колодца; в - погружение колодца; г - бетонирование нижней подушки, возведение тела опоры, засыпка котлована

Рис. 4.

Схема компоновки понтонов КС, их соединений, расположения направляющих стоек и закрепляющих в водоеме свай при погружении колодцев диаметром 2,8 м: 1 - колодец; 2 - понтоны; 3 - опорные направляющие стойки; 4 - уголки соединения понтонов; 5 - накладки соединения понтонов; 6 - направляющие кронштейны; 7 - сваи закрепления платформы в водоеме

Рис. 5. Схема сооружения сборного колодца в водоеме с принудительным задавливанием: I - монтаж, транспортировка, установка и закрепление в проектном положении первого яруса платформы в водоеме; II - подвешивание ножевой секции к платформе, наращивание, установка на дно и задавливание колодца на глубину 0,3-0,5 м; III - снятие с подвесок и погружение колодца под действием собственного веса; IV - монтаж второго яруса платформы и оборудования для задавливания; V - погружение колодца с задавливанием; VI - наращивание колодца, монтаж съемных перемычек; установка "подбабков", погружение колодца до проектной отметки, демонтаж верхнего яруса платформы, бетонирование нижней подушки, распределительной плиты и опоры выше горизонта воды, демонтаж перемычки и нижнего яруса платформы;

1 - понтоны КС; 2 - сваи закрепления плашкоута; 3 - опорные направляющие стойки; 4 - подвески; 5 - ножевая секция колодца; 6 - секции колодца; 7 - опорная консоль; 8 - домкрат; 9 - второй ярус плашкоута; 10 - съемная перемычка; 11 - тело опоры; 12 - нижняя подушка колодца

Рис. 6. Схема подвешивания колодца к платформе в водоеме (а), погружения на дно и первоначального задавливания в грунт (б), снятие колодца с подвесок (в): 1 - понтоны КС; 2 - опорная направляющая стойка; 3 - подвеска; 4 - ножевая секция колодца; 5 - секция холода

Рис. 7. Ножевая секция колодца при опускании его на дно с помощью подвесок

Рис. 8. Схема сооружения колодца с применением тиксотропной рубашки:

I - разработка котлована до уровня грунтовых вод, установка ножевой и нежней секции колодца; II - погружение колодца на высоту ножевой секции, устройство форшахты и заполнение его тиксотропным раствором; III - погружение колодца с наращиванием секций, установка переходной секции, монтаж съемной перемычки; IV - погружение колодца до проектной глубины, бетонирование нижней подушки, распределительной плиты и кладки выше обреза, демонтаж перемычки, замена тиксотропного раствора цементом, засыпка котлована; 1 - ножевая секция колодца; 2 - секция колодца; 3 - форшахта; 4 - тиксотропный раствор; 5 - переходная секция колодца; 6 - съемная перемычка; 7 - тело опоры; 8 - нижняя подушка колодца

Рис. 9. Схема сооружения колодца в русле реки с применением тиксотропной рубашки в ограждении из понтонов КС:

I - монтаж и транспортировка ограждения к месту установки; II - установка ограждения в проектное положение и задавливание в грунт, отсыпка островка; III - монтаж ножевой и нижней секции колодца, погружение колодца в грунт на высоту ножевой секции колодца, заполнение форшахты тиксотропным раствором; IV - погружение колодца с наращиванием секций, установка переходной секции колодца к съемной перемычке; V - погружение колодца до проектной глубины, бетонирование нижней подушки, распределительной плиты, замена тиксотропного раствора цементным, снятие перемычки и ограждение островка; 1 - ограждение из понтонов КС; 2 - нож ограждения; 3 - песчаный грунт; 4 - ножевая секция колодца; 5 - секция колодца; 6 - тиксотропный раствор; 7 - переходная секция колодца; 8 - съемная перемычка; 9 - тело опоры; 10 - нижняя подушка колодца

рис. 10. Схемы комплектования ограждений из понтонов КС для островков при погружении водоеме с применением тиксотропной рубашки опускных колодцев диаметром 2,8 м (I), 3,8 м (II) и 4,8 м (III);

а - при глубине в водоеме до 3 м; б - из 8 понтонов при глубине в водоеме до 6,5 м

Рис. 11. Схемы съемных перемычек для возведения кладки опоры на уровне ниже горизонта грунтовых вод (а) и (б) или уровне ниже горизонта воды в водоеме (в) и (г):

1 - железобетонная съемная перемычка; 2 - стальная съемная перемычка; 3 - переходная секция колодца; 4 - прокладка из толя; 5 - раствор; 6 - уплотнитель из резиновой трубки; 7 - стыковая накладка секций; 8 - распределительная железобетонная плита

Рис. 12. Схема опоры с фундаментом из двух колодцев.