Строительные технологии

ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

§ 6. Погружение кессонов

            Кессонный метод устройства фундаментов глубокого заложения применяют, когда погружению обычных опускных колодцев мешает сильный наплыв грунта либо грунты содержат крупные включения твердых пород, а большой приток воды осложняет работы по осушению.

В нижней части оболочки фундамента расположена кессонная камера, в верхней — шлюзовой аппарат.

            Сущность метода заключается в том, что во время погружения оболочки в кессонную камеру нагнетается сжатый воздух, вытесняющий грунтовые воды за пределы ножа. Внутреннее давление воздуха предотвращает наплыв грунта, и твердые включения разрабатываются в осушенном пространстве камеры. Шлюзовой аппарат, имеющий герметизированные двери наружу и люк в шахту, служит для входа в кессон и транспортирования вынутого грунта.

            Сжатый воздух в кессон и в шлюзовой аппарат подают раздельно. Внезапное снижение давления в кессоне может привести к аварии и тяжелым заболеваниям рабочих, поэтому двери и люки всегда делают открывающимися в сторону большего давления, что исключает случайные потери воздуха. Чтобы открыть наружную дверь, когда кессон находится под давлением, нужно закрыть люк в шахту и снизить давление в шлюзовом аппарате. Когда внешнее и внутреннее давления уравняются, дверь можно открыть. При этом давление воздуха в шахте и кессоне сохранится. Войдя в шлюзовую камеру,

наружную дверь закрывают. Затем поднимают давление воздуха внутри камеры до уровня давления в кессоне. Только после этого можно открыть люк шахты для входа рабочих или транспортирования грунта.

Шахту монтируют из звеньев труб на фланцах. Ее можно наращивать при опускании, не снижая давления в кессоне. Для этого закрывают люк на потолке кессона, снижают давление в шахте и выполняют  работы  по  наращиванию.

Кессоны, как и опускные колодцы, погружаются в грунт под действием веса конструкций. Но погружению здесь препятствует не только сопротивление грунта, а и давление воздуха в кессонной камере.

Регулируя в определенных пределах избыточное давление воздуха, можно управлять процессом погружения и уровнем воды в кессоне.

            Сооружение фундаментов глубокого заложения кессонным методом включает следующие процессы: подготовительные работы; изготовление кессона и оболочки; погружение конструкции до проектной отметки; заполнение оболочки.

На суше, островках и подмостях работы ведут так же, как и при устройстве опускных колодцев.

            Для погружения наплавным способом кессонную камеру частично обстраивают стеной оболочки с таким расчетом, чтобы при закрытом потолочном люке камеры пустая оболочка придавала сооружению надежную плавучесть во время транспортирования. Отбуксированный к месту погружения кессон расчаливают к анкерным сваям.             Обеспечив таким образом точность посадки, его затопляют, нарастив предварительно шахту так, чтобы после погружения она возвышалась над поверхностью воды. Затем на шахте монтируют шлюзовую камеру, подают сжатый воздух в кессонную камеру, осушают ее и приступают к погружению. В течение подготовительного периода должна быть смонтирована компрессорная станция с резервными агрегатами и разводящая сеть.

            Во время погружения оболочки ее стены наращивают до верхнего стыка звеньев шахты. В момент погружения ниже уровня воды давление воздуха в кессоне поднимают и по мере углубления увеличивают его так, чтобы несколько превысить гидростатическое давление на уровне ножа. Только в этом случае обеспечивается полное осушение камеры кессона.

            Обычно грунт в кессонной камере разрабатывают методами гидромеханизации: размывают гидромониторами и удаляют пульпу гидроэлеватором. Управление стволами гидромониторов бывает ручное (оператор находится в кессонной камере) или дистанционное — тогда оператор находится в специальной надкессонной камере, где сохраняется нормальное давление воздуха. Наблюдают за ходом работ через перископы. Гидромеханическую разработку плотных грунтов ведут от ножа к середине, в слабых грунтах — только в средней части дна. Слабый грунт из-под ножа выдавливается под действием веса конструкции и сползает в центральную воронку, где подвергается размыву струей гидромонитора и удаляется гидроэлеватором.

            По мере опускания кессона возрастают силы бокового трения и давление сжатого воздуха на потолок камеры, вследствие чего движение кессона замедляется, а при равновесии этих сил может совсем прекратиться. Тогда для дальнейшего погружения применяют форсированный способ посадки кессона. Для этого по периметру ножа разрабатывают траншею глубиной до 0,5 м, затем все работающие покидают кессонную камеру и избыточное давление в ней снижают, но не более чем наполовину. В результате равновесие активных и реактивных сил нарушается и кессон быстро погружается до упора ножа в дно траншеи. После этого давление воздуха опять поднимают и разрабатывают грунт в центре камеры.

            Если грунты не поддаются гидромеханизации, приходится разрабатывать их

вручную пневматическими инструментами и мелкими взрывами. Плотные грунты в этом случае разрабатывают в ином порядке. Вначале вдоль периметра ножа вырабатывают траншею глубиной до 0,5 м, начиная от фиксированных точек и так, чтобы грунт между ними был вынут в последнюю очередь. Затем расширяют траншею, вырабатывая грунт в сторону ножа. В результате опорная площадь ножа уменьшается, кессон погружается до упора ножа в дно траншеи. При проходке скальных пород выработку траншеи расширяют за пределы ножа наружу на 10...15 см, иначе кессон может быть зажат случайными осколками или неровностями и получится перекос. Работать в кессоне можно при давлении не более 0,4 МПа, что соответствует глубине 40 м; так как давление в кессоне должно на 10 % превышать давление столба воды, то практически достижимая глубина погружения составляет всего 36 м. Погружение глубже 40 м возможно при автоматической разработке грунтов или дистанционным управлением механизмами.

 КЕССОНЫ. Разработка грунта в кессонах

 КЕССОНЫ. Наплавные кессоны. Оборудование для опускания кессонов ...

 опускные колодцы или кессоны, погружаемые в тиксотропных рубашках

 Опускные колодцы. ОПУСКНЫЕ СООРУЖЕНИЯ. КОЛОДЦЫ КЕССОНЫ И ОПУСКНЫЕ ...