Види і особливості занурення опускних колодязів

Основними конструктивними елементами опускних колодязів є: зовнішні стіни, ріжуча частина (ніж), дренажний шар, бетонна підготовка, днище, гідроізоляція стін і днища, внутрішні стіни і перегородки, сходи і майданчик, плити перекриття.

Опускні колодязі можуть бути класифіковані:

· за формою в плані: круглі, прямокутні, квадратні, многокутні, овальні;

· за способом влаштування: монолітні, збірні, збірно-монолітні.

У практиці частіше застосовують колодязі круглої форми, бо вони легше занурюються в грунт (опір тертю об грунт бічної поверхні менше, ніж у квадратних або прямокутних колодязів) і менше схильні до перекосів при зануренні. У них легше розробляти грунт, ніж у прямокутних. Для поліпшення занурення у прямокутних колодязях зовнішні кути закругляють радіусом 150мм.

За умовами розрахунку на міцність при зануренні стіни круглих колодязів в 1,5-2 рази тонше за рівнозначні прямокутні.

Незважаючи на позитивні сторони, круглі колодязі мають недоліки:

· складно згинати великим радіусом товсту кільцеву арматуру, виготовляють не плоскі, а зігнуті армосітки і армокаркаси;

· неминучий навіть малий вигин стрижнів сіток і каркасів при транспортуванні викликає при монтажі великі ускладнення при рихтуванні й підгонці стиків;

· опалубка для циліндричної поверхні вдвічі дорожча за плоску і складна у виготовленні.

При влаштуванні прямокутних колодязів великих розмірів у плані влаштовують внутрішні стіни, які зменшують вільний проліт зовнішніх стін, працюючих на вигин, що збільшує вагу колодязя. Крім того, влаштування внутрішніх стін до занурення ускладнює розробку грунту.

Для переміщення робітників у колодязь при його глибині до 10м роблять одні сходи, при більших глибинах – не менше двох і бажано ще влаштування пасажирського ліфта. Приміщення обладнують електроосвітленням і штучною вентиляцією.

Розміри опускних колодязів можуть досягати: круглі – діаметром 70м, прямокутні – 260 × 52м, глибина – 40м і більше.

При будівництві колодязів у сухих піщаних і глиняних грунтах поблизу існуючих будівель, витримується їх відстань до існуючих фундаментів м, де – глибина занурення колодязя.

Для монолітної конструкції колодязя застосовують гідротехнічний бетон не нижче класу В20, для збірних конструкцій – не нижче В25.

Мінімальна товщина залізобетонних елементів складає: 150мм для банкетки ножа і внутрішніх стін, 250мм – для зовнішніх стін і 300мм – для днища.

Товщина захисного шару арматури має бути не менше 35мм з боку грунту і 30мм – з внутрішньої сторони колодязя.

Висоту ножа приймають від 1 до 4м. Ширину банкетки і кут нахилу внутрішньої її грані визначають розрахунками.

Стіни колодязів проектують різної форми. Колодязі глибиною до 15м мають постійну товщину стін. У більш глибоких колодязях товщина стін рівнями може зменшуватись до верху. Уступи виконують з внутрішньої сторони стін. Рівні за висотою виконують через 3...5м, шириною 0,2...0,3м. Нижній уступ роблять на 1...2м вище ножової частини.

Сили тертя, що чинять опір зануренню колодязя, залежать від вигляду ґрунтів, глибини занурення і форми зовнішніх стін. Щоб зняти частково тертя і полегшити занурення, роблять уступи на зовнішній поверхні стін колодязя або надають стінам конічну форму. Але в цих випадках колодязі менш стійкі при зануренні й схильні до перекосів, оскільки повністю обтиснені ґрунтом тільки в нижній частині. Занурення колодязя у грунт буде відбуватися, якщо маса буде перевищувати силу бічного тертя , не менше ніж на 25%:

,

Масу круглого колодязя визначають за формулою

,

де – відповідно зовнішній і внутрішній радіуси стін, м; – висота стін колодязя, м; - щільність матеріалу стін, .

Силу тертя об грунт визначають за допомогою рівняння

,

де – зовнішній периметр опускного колодязя, м; – глибина занурення колодязя, м; – середньозважене питоме значення сил тертя, Па; знаходять за формулою

,

де – питомі сили тертя окремих шарів грунту; – товщина окремих шарів грунту, що прорізає колодязь при зануренні.

Якщо ця умова не виконується, тобто маса колодязя є недостатньою для подолання сил тертя грунту, то збільшують масу колодязя потовщенням стін, але це призводить до перевитрати бетону і подорожчання будівництва, або використовують привантаження колодязя. Для зменшення сил тертя при зануренні колодязів також застосовують тиксотропні сорочки.