КЕССОНЫ

Кессоны применяются для устройства в водоносных грунтах на суше или на местно­сти, покрытой водой, глубоких фундаментов под тяжелое промышленное оборудование (тяжелые молоты, крупные прессы и др.) и подземных (опускных) сооружений — насос­ных станций и водозаборов, цехов крупного дробления руды, непрерывной разливки стали и т. п.

В тех случаях, когда кессоны используются в качестве фундаментов, основанием для них целесообразно выбирать скальные и полускальные породы или малосжимаемые грунты, если они залегают на глубине меньшей, чем 35—40 м от уровня воды.

Применение кессонов в указанных случаях бывает наиболее целесообразным, если использование других способов устройства глубоких фундаментов связано с опасностью выноса или выпора грунта из-под подошвы фундаментов смежных зданий. Кессоны применяются, кроме того, при ремонтных работах под водой. Конструкции кессонов чрезвычайно разнообразны.

Кессон состоит из следующих основных частей: кессоновой камеры (собственно кессона), шлюзового аппарата и шахтных труб. Камеры устраиваются преимущественно железобетонными, шлюзовой аппарат и трубы — стальными.

Классификация кессонов по назначению

1. Кессоны — глубокие фундаменты, камеры которых входят в состав возводимых сооружений (опор мостов, водоприемных колодцев и насосных станций, подземных хранилищ и др.).

2. Съемные кессоны, опускаемые под воду только на время выполнения в каме­ре строительных работ и поднимаемые затем для использования их на других объектах.

Классификация кессонов по способу опускания

1. Кессоны, опускаемые с поверхности земли и из котлованов.

2. Кессоны островные, опускаемые на местности, покрытой водой, с искусственных островков.

3. Кессоны наплавные, опускаемые непосредственно с воды путем затопления кессонной камеры, которой предварительно сообщается плавучесть.

Последовательность производства кессонных работ: сооружается кессонная камера; устанавливаются шахтные трубы и шлюзовой аппарат; одновременно могут строиться компрессорная и насосная станции, а также монтироваться их оборудование. Затем в камере разрабатывается грунт и происходит постепенное опускание кессона. По мере опускания возводится надкессонное строение (за исключением случаев, когда это было выполнено перед началом опускания). Наращиваются (в случае необходимости) шахтные трубы. По достижении кессоном проектной отметки, происходит заполнение камеры бетоном или песчаным грунтом и съем шлюзового аппарата и шахтных труб, после чего заканчиваются работы по возведению надкессонного строения.

8.3. СООРУЖЕНИЯ, ВОЗВОДИМЫЕ СПОСОБОМ «СТЕНА В ГРУНТЕ»

Строительство подземных сооружений (маслоподвалы и насосные станции про­мышленных предприятий, фундаменты глубокого заложения и др.) в стесненных и слож­ных гидрогеологических условиях требует применения специальных методов их испол­нения.

Одним из них в строительстве принят метод возведения подпорной «стены в грунте» в монолитном и сборно-монолитном варианте в тиксотропном растворе. При возведении монолитной подпорной стены необходимо соблюдать следующий технологический порядок. Каждую подпорную стенку разбивают на секции длиной 4—5 м. Первыми воз­водятся нечетные секции 1; 3; 5 и т. д., а затем между ними — четные. Сперва на границе каждой секции, по ее осям забуривают трубы, которые по достижению проектной отмет­ки извлекают. Эти выемки глубиной полдиаметра трубы необходимы для хорошего соединения со смежной (четной) секцией и повышения водонепроницаемости стены. Затем устанавливают арматурные каркасы и производят укладку бетона способом подводного бетонирования. При этом глинистый раствор выжимается к верху. По мере окончания бетонирования нечетных секций трубы извлекаются. Когда бетон в нечетных секциях наберет необходимую прочность, за первым звеном перемещается второе, которое в четных секциях разрабатывает грунт, устанавливает арматурные каркасы и укладывает бетон.

При возведении подпорной стены в сборно-монолитных конструкциях необходимо соблюдать следующую технологию. Производство работ состоит из 10 строительных процессов:

1) Отрывается пионерный котлован глубиной 1,5—3 м.

2) В пионерном котловане производится отрывка траншеи шириной 1,4 м и глубиной 0,75 м и монтируются конструкции железобетонной форшахты.

3) Разрабатывается траншея на всю глубину штанговым оборудованием, навешен­ным на экскаваторе. Эта разработка производится под тиксотропным раствором, уро­вень которого в траншее поддерживается на отметку низа форшахты. Тиксотропный раствор изготовляется централизованно и доставляется в автоцистернах, и перекачива­ется в специальные емкости, установленные в рабочей зоне, и по мере необходимости,
по шлангам подается в траншею.

Для приготовления глинистых растворов применяют бентонитовые глины.

Качество глинистых растворов должно обеспечивать устойчивость стен грунтовыхвыработок (траншей, скважин) в период их устройства и заполнения.

При разработке неустойчивых грунтов с напорными водами для повышения плот­ности глинистого раствора допускается применять барит, магнетит и другие утяжелителираствора в количестве, зависящем от требуемой плотности раствора, но не более 7% массы глины. При разработке крупнопористых грунтов в целях снижения водоотдачи и потерь глинистого раствора в него можно добавлять жидкое стекло (силикат натрияили силикат калия) в пределах от 2 до 6% массы глины.

Качество глинистых растворов для повторного их использования следует восстанав­ливать очисткой или добавкой глин.

При устройстве стен из сборного железобетона по одноэтапной технологии (без замены глинистого раствора тампонажным) следует применять твердеющий раствор плотностью до 1,2 г/см³, одновременно обладающий свойствами обычного глинистого и тампонажного растворов и имеющий после твердения прочность не менее 0,6—0,8 МПа.

Монтаж уборных железобетонных стеновых панелей осуществляется с помощью стре­лового крана грузоподъемностью для подъема панели безвыверочным методом с интен­сивностью соответствующей скорости разработки траншеи. Первая панель по фронту устанавливается при помощи жесткого кондуктора, предварительно закрепленного к конструкциям форшахты и предназначенного для установки и фиксации задней кромки стеновой панели в проектном положении. Установка каждой последующей панели про­изводится по направляющей из уголка, приваренной к боковой грани ранее установлен­ной панели. В процессе опускания панели, с помощью которых панель опирается (наве­шивается) на форшахту после установки стеновых панелей, на захватке производится тампонаж зазоров между стенками траншеи и панелями цементно-песчаным раствором с внутренней стороны (от низа отм. панели на 3—4 м) и наружной стороны (0,5 м до верха форшахты). Тампонаж осуществляется с помощью инъекционных труб, подаваемый цементно-песчаный раствор и вытесняющий более легкий тиксотропный раствор. Вытес­няемый тиксотропный раствор сливается в разрабатываемую экскаватором траншею на очередной захватке.

По окончании тампонажных работ на захватке производится демонтаж элементов форшахты и омоноличивание стыков панелей с внутренней стороны. Омоноличивание стыков между панелями осуществляется методом «шприц-бетон» с помощью однокамер­ной установки цикличного действия под давлением 3 ати сухой бетонной смесью и сма­чивая ее в сопле водой для затвердения в момент набрызга на бетонируемую поверх­ность. Бетонная смесь наносится в четыре слоя, каждый последующий слой через 1—3 часа в зависимости от температуры и влажности воздуха. После устройства подпорной стены методом «стена в грунте» производится работа по устройству конструкций соору­жения и фундаментов.

Бетонирование стен под защитой глинистого раствора следует производить не по­зднее чем через 8 час. после образования траншеи на захватке.

Конструкция ограничителей должна воспринимать давление бетона, исключать по­падание бетона из одной захватки в другую и обеспечивать заданную водонепроницае­мость стыков.

В процессе укладки бетона в траншею необходимо периодически отбирать вытесняе­мый излишек глинистого раствора, не допуская снижения его уровня в траншее.

Подачу бетона при устройстве «стена в грунте» следует осуществлять непрерывно,

причем низ труб, подающий раствор, в начале работ должен находиться на уровне дна траншеи, а затем ниже уровня бетона не менее чем на 1 м.

Подачу в траншею глинистого материала надлежит осуществлять способами, исклю­чающими образование в траншее пустот и сводов из материала заполнителя.

В процессе возведения стены в грунте необходимо контролировать:

· геометрические размеры траншеи;

· правильность установки арматурных каркасов;

· состав и консистенцию бетонной смеси и ее качество;

· правильность установки панелей и качество заполнения полостей и пазух тампонажным раствором при устройстве стен из сборного железобетона;

· качество и объем заполнения траншей противофильтрационным материалом.
Результаты контроля разработки траншеи, качество глинистого раствора и бето­нирования «стена в грунте» должны систематически заноситься в журналы работ.