Устройство днища опускного колодца является операцией, завершающей работы по сооружению водонепроницаемой оболочки заглубленного помещения (собственно опускного колодца).

В зависимости от способа погружения, гидрогеологического строения площадки и конструктивных особенностей опускного колодца эта операция может быть не сложной, однако в ряде случаев работы по устройству днища могут значительно осложниться, что приводит к удлинению сроков завершения строительства.

При погружении опускного колодца до проектной отметки в необводненных грунтах (с разработкой их экскаваторами и бульдозерами) чаще всего никаких осложнений при устройстве днища не возникает, так как грунты основания колодца в этом случае плотные и сухие.

При разработке рыхлых и водонасыщенных грунтов и опускном колодце гидромеханизированным способом возможны наплывы грунта в колодец из-под ножа. Особенно часто это возникает при отсутствии искусственного нодопонижения или при наличии водоупора, расположенного на небольшом расстоянии от ножа колодца, что не позволяет полностью понизить уровень грунтовых вод вокруг колодца (рис. 27).

Современные средства гидромеханизации позволяют с большой интенсивностью разрабатывать грунт и быстро погружать опускной колодец, поэтому наплывы грунта в колодец в процессе погружения незначительны.

Однако как только погружение прекращается, возникают благоприятные условия для наплыва в колодец грунта с водой, так как за стенами его устанавливается напор воды, способствующий выносу грунта с водой в забой (рис. 27). Для борьбы с этим явлением применяют два способа производства работ.

Первый способ заключается в немедленном устройстве дренажной пригрузки по основанию днища (рис. 28, а). Материалы для устройства пригрузки должны быть заранее завезены на площадку строительства, весь процесс отсыпки дренажа не должен занимать более двух-трех смен. Дренажный слой отсыпается концентрическими слоями от ножа к центру забоя. Ножевая часть колодца должна быть заглублена в грунт основания, создавая дополнительное сопротивление поступлению грунта с водой в опускной колодец.

Если по каким-либо причинам нельзя в короткие сроки отсыпать дренажный слой, необходимо колодец заполнить водой и поддерживать уровень ее выше уровня грунтовых вод на весь период последующих работ (рис. 28, б).

Дренажный слой отсыпают под воду с установкой в него одного или нескольких зумпфов и производят откачку грунтовой воды. Открытый водоотлив на время бетонирования днища осуществляют из зумпфов. Этот способ нередко применяют также для устройства днищ опускных колодцев, опускаемых с разработкой грунта из-под воды грейферами, вместо устройства бетонных «подушек» методом подводного бетонирования.

В практике строительства заглубленных помещений опускным способом нередки случаи, когда опускной колодец опирается днищем на рыхлые водонасыщенные грунты при близко залегающем водоупоре (см. рис. 27, а). Чаще всего этот случай встречается при строительстве водопроводно-канализационных сооружений. Напряжение в грунте под днищем опускного колодца при этом небольшое и вполне допустимое.

Рис. 27. Схема опускного колодца, опускаемого до водоупора
1 - установка глубинного водопонижения; 2 - водоупор; 3 - кривая понижения уровня грунтовых вод; 4 - контуры железобетонного днища

Рис. 28. Способы устройства днищ опускных колодцев
a - устройство дренажного слоя насухо; б - отсыпка дренажного слоя под воду; 1 - ножевая часть опускного колодца; 2 - контуры железобетонного днища; 3 - зумпф; 4 - подготовка из тощего бетона; 5 - щебень; 6 - крупнозернистый песок

Однако такое решение значительно усложняет производство работ, о чем уже говорилось выше. В таких случаях часто бывает целесообразней и экономичней опустить колодец до водоупора, разрабатывая грунт гидромеханизированным способом и исключив дорогостоящее искусственное водопонижение (см. рис. 27, б).

Нередки случаи, когда под водоупором залегает слой водонасыщенного грунта с напорными грунтовыми водами (см. рис. 27, б). До устройства днища необходимо проверить прочность водоупорного слоя грунта. Масса грунта водоупора должна превышать давление напорных грунтовых вод.

При необходимости «остановить» опускной колодец в рыхлых породах устраивают временные опоры, подводимые под ножевую часть опускного колодца (рис. 29, а). Опоры устраиваются на отдельных участках, расположенных в том же порядке, как и секции опорного бетонного кольца в сборных опускных колодцах.

Иногда с этой же целью разбивают бетонное днище на блоки и бетонируют их участками под ножевой частью опускного колодца. Если вопрос об устройстве днища опускного колодца в слабых рыхлых породах рассматривается в основном проекте сооружения, нередко в его конструкции предусматриваются специальные устройства для предотвращения погружения ниже заданной отметки (рис. 29, б).

Примыкание днища к ножевой части опускного колодца, закладываемое в проектах сооружений, выполняемых опускным способом, не всегда отвечает нормальным условиям производства работ (рис. 30, а).

Опускной колодец должен быть рассчитан на преодоление сил трения и сопротивления грунта под банкеткой ножевой части с коэффициентом запаса.

Учитывая недостаточность накопленных данных о коэффициентах трения грунта о стены опускного колодца и выше приведенные условия расчета, логично было бы предположить, что нож колодца должен быть всегда заглублен в грунт и что любая разработка грунта у ножевой части должна приводить к опусканию колодца ниже проектной отметки.

Рис. 29. Устройство, препятствующее погружению опускного колодца ниже заданной отметки:
а - опоры, подводимые под ножевую часть; ниже опускного колодца; б - опускные колодцы с наружными и внутренними опорными конструкциями; 1 - ножевая часть опускного колодца; 2 - фундаментальные блоки; 3 - дорожные плиты; 4 - щебень; 5 - наружное опорное кольцо; 6 - внутреннее опорное кольцо

Рис. 30. Примыкание железобетонного днища к ножевой части опускного колодца
а - не рекомендуемое; б - рекомендуемое в плотных грунтах; в - рекомендуемое в рыхлых водонасыщенных грунтах; 1 - ножевая часть опускного колодца; 2 - железобетонное днище; 3 - подготовка из тощего бетона и гидроизоляция; 4 - щебень; 5 - крупнозернистый песок

Однако в некоторых проектах опускных колодцев нижняя кромка днища совпадает с уровнем банкетки ножевой части.

При опускании колодца в рыхлых водонасыщенных породах это решение просто неприемлемо, так как невозможно отсыпать дренажный слой и правильно организовать открытый водоотлив.

Примыкание днища к ножевой части опускного колодца необходимо предусматривать, как указано на рис. 30, б и в.

Рассмотренные случаи устройства днищ опускных колодцев позволяют сделать вывод: при проектировании сооружений, устройство которых предусматривается опускным способом, необходимо заранее (в проекте организации строительства) прорабатывать способы производства работ, которые в значительной степени будут влиять на конструктивные формы опускного колодца в целом и на конструкции отдельных его частей.