Устойчивость опускных колодцев против всплытия

Большинство опускных колодцев погружается ниже уровня грунтовых вод, в связи с чем возникает необходимость обеспечения устойчивости их против всплытия. В «Инструкции по проектированию опускных колодцев» и другой технической литературе рекомендуется, чтобы собственный нес колодца был в 1,25 раза больше гидростатической силы всплытия.

При этом расчетный уровень грунтовых вод должен быть принят наиболее высоким по долговременному прогнозу гидрогеологических условий площадки в период эксплуатации.

Всплытие колодца может произойти после устройства днища. В расчет устойчивости против всплытия могут быть включены, кроме стен и днища, также другие элементы сооружения (внутренние стены, перекрытия, засыпки и пр.), если до окончания их возведения будет продолжаться водопонижение, принятое в период погружения. Иногда водопонижение продолжают только до конца бетонирования днища, и колодец затапливают через патрубок, заложенный в днище. Затапливание производят после набора бетоном 20—30% проектной прочности. Вода в колодце может подогреваться для ускорения твердения бетона. Откачка воды из колодца производится после возведения всех элементов, обеспечивающих устойчивость колодца против всплытия, и набора бетоном днища полной проектной прочности.

Расчет круглого колодца на всплытие производят с учетом наиболее высокого уровня грунтовых вод , когда сооружение полностью погружено и забетонировано днище, по формуле

 ,                      (3.6)

 где  — коэффициент условий работы при всплытии, равный 1,25, (нагрузки нормативные).

 Примеры

 1. Параметры колодца приведены в предыдущем примере 1 расчета на погружение: =245 т;  = 3 м.

  .

 2. Параметры колодца приведены в предыдущем примере 2 расчета на погружение:  = 3732,1 т;  = 120 т;  = 9,5 м.

 .

Не во всех случаях удается, используя объемнопланировочные решения, обеспечить достаточную устойчивость колодцев против всплытия за счет нагрузок, расположенных над ними зданий и сооружений или засыпки перекрытия грунтом.

Обычно для предотвращения всплытия увеличивают вес сооружения, утолщая его стены и днище, что удорожает стоимость. Для этого необходимо применять большее количество арматуры, которую  доставляют из  завода сеток УКАЗС. В традиционных массивных колодцах такой прием является допустимым, так как общее увеличение веса колодца облегчает и улучшает условия его погружения. Для тонкостенных колодцев, погружаемых в тиксотропной рубашке или вибраторами, необходимость увеличения собственного веса из условия всплытия является явно нерациональным. В наибольшей степени это относится к колодцам со сборными или сборно-монолитными железобетонными стенами. В таких конструкциях при сохранении того же веса сборного элемента при утолщении стен потребуется увеличение количества элементов и протяженности стыков.

В колодцах с рубашкой трение в зоне тиксотропного раствора не учитывается.

При тампонаже щели тиксотропной рубашки можно повысить величину сопротивления колодца всплытия. В этом случае дополнительно учитываются собственный вес тампонажного слоя и силы трения, возникающие на контакте с грунтом.

По исследованиям НИИоснований и подземных сооружений удельные силы трения при тампонаже смесью с мелким щебнем составляют 1 и с цементно-песчаным раствором — 2 т/м². Однако деформация грунтовой стенки при навалах рубашки, засорение тиксотропной суспензии и затруднения по тампонажу глубоких щелей значительно уменьшают надежность этого скрытого и недостаточно контролируемого процесса.

По результатам исследований моделей и сооружений автором в натуре разработана конструкция заанкеривания колодцев сваями в прилегающем грунтовом массиве.