Круглые колодцы и кессоны

Круглые колодцы и кессоны

Колодец или кессон круглой формы более равномерно обжимается грунтом в процессе опускания, поэтому стенки его могут быть более тонкими и менее насыщенными арматурой. Кроме того, колодец или кессон круглой формы легче погружается в грунт, так как его боковая поверхность, а следовательно, и сопротивление опусканию от трения по грунту будут меньше, чем у прямоугольного или квадратного.

Круглые колодцы и кессоны менее подвержены кренам и перекосам, а разработку грунта внутри таких колодцев и кессонов организовать легче.

Для того чтобы опускной колодец или кессон погружался в грунт, необходимо, чтобы вес этих сооружений был больше сопротивления, возникающего от трения наружной поверхности колодца о грунт, и сопротивления грунта погружению в него ножа — так называемой несущей способности грунта. Величина последнего зависит от площади передачи давления под ножом. Путем выемки грунта из-под ножа это давление может быть уменьшено. Нагрузка под ножом исчисляется в весовых единицах на единицу площади нижней опорной поверхности ножа, т. е. в т/м2 или кг/см2.

Решающее значение для погружения колодца или кессона, обжатого вокруг грунтом, имеет сопротивление, возникающее от трения о грунт наружной поверхности опускаемого сооружения. Силы трения, оказывающие сопротивление погружению колодца или кессона, зависят от характера грунта и глубины, на которую погружается сооружение. Сила трения изменяется так же, как и давление под ножом, в т1м2 боковой поверхности сооружения. Сопротивление от трения тем больше, чем больше боковая поверхность сооружения. Если наружный диаметр колодца составляет 10 м, высота 15 м, а сила трения составляет для данного грунта и данной глубины 3 т/м2, то сопротивление от трения составит: 471 м2Х3 т/м2  = 1413 т, где 471 м2 боковая поверхность колодца, равная произведению длины окружности на высоту, т. е. 3,14X10x15. Поэтому при весе колодца в 1600 т нагрузка на грунт под ножом составит всего лишь 1600-1413=187 т.

Если опускной колодец находится ниже уровня грунтовых вод, т. е. целиком в воде, то согласно законам физики тело, погруженное в воду, теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им вода, потеря в весе колодца будет равна весу объема воды, вытесненного его стенками. При объеме стенок 600 м3 вес колодца в затопленном состоянии составит: 1600-600=1000 т.

Если при этом колодец подвержен обжатию грунтом и сопротивление трения составляет 1413 г согласно предыдущему примеру, то вес колодца будет меньше сопротивления трения, и колодец окажется во взвешенном состоянии, т. е. погружаться не будет. В подобных случаях дальнейшее погружение колодца практически невозможно без дополнительной пригрузки.

Из сказанного следует, что погружение в грунт кессона или колодца зависит от их веса и силы трения боковой поверхности о грунт, сопротивления грунта под ножом, взвешивающего действия грунтовых вод, а также давления сжатого воздуха (в случае кессона), так как оно больше атмосферного давления над потолком кессона.

Поэтому прежде чем приступить к опусканию колодца или кессона, необходимо тщательно проверить, какие грунты можно встретить на той или иной глубине, какова их несущая способность, на какой глубине встречаются грунтовые воды, каков их возможный приток, а также имеющее место колебание их уровня. Совокупность этих факторов принято  называть геологическими и гидрогеологическими условиями на данной площадке строительства.

Комментарии запрещены.