Gradnja konstrukcij po metodi vrtine. Tehnologija potopitve v vodnjak. Načini za zmanjšanje trenja sten vodnjaka na tleh

Stran 17 od 17

Keson- votla armiranobetonska konstrukcija, ki se pod lastno težo pogreza v tla, hkrati pa med pogrezanjem izkopava zemljo iz notranje votline in gradi stene (slika 2.57).

Po spuščanju vodnjaka na vnaprej določeno oznako se prostor v vodnjaku popolnoma ali delno zapolni betonska mešanica.

Globina potopitve vodnjaka lahko doseže 40-50 m ali več.

Stene vodnjaka so lahko navpične, nagnjene ( jaz≥ 1:100) in stopničasto.

Prednosti tehnologije gradnje podpornih vodnjakov:

• preprostost in dostopnost;
• potapljanje s pomočjo najpreprostejše opreme (žerjav z grabilom ali zračna dvigala);
• nizka poraba energije (to je pomembno za oddaljena območja in z majhnimi količinami dela);
• možnost gradnje močnih temeljev z globino polaganja do 40-80 m.

Napake dano tehnologije:

• visoka poraba betona;
• nepopolna uporaba (le 15-20%) trdnostnih lastnosti betona kot materiala za vodnjak;
• dolg čas gradnje;
• povečana (v primerjavi z gradnjo temeljev pilotov in stebrov) delovna intenzivnost dela;
• nemogoče je uporabiti vodnjak, če so v tleh balvani ali skalnate plasti.

riž. 2.57- Splošni obrazec dobro pade

zdaj jesenski vodnjaki se redko uporabljajo, saj so manj ekonomični in industrijski v primerjavi s piloti in stebrasti temelji globoko polaganje. Vendar pa je pod določenimi pogoji (na primer z omejenimi energetskimi viri v objektu in razpoložljivostjo proste delovne sile) ta način temeljenja mostnih nosilcev mogoč.

Resen problem pri spuščanju vodnjaka so ovire v obliki balvanov, potopljenih hlodov ipd., ki jih je težko odstraniti. Če med spuščanjem naletimo na takšno oviro, lahko drenaža, organizirana v vodnjaku, povzroči preboj tal v notranjo votlino. Da preprečimo preboj vode z zemljo, vodnjak včasih obložimo z vrečami gline od zunaj. V nekaterih primerih je mogoče ovire odstraniti s pomočjo potapljačev. Če ovire ni mogoče odstraniti, se vodnjak spremeni v keson.

Vodnjaki za padce so večinoma zgrajeni na otoku (ali na suhem), posebej izliti na mestu bodoče podpore zla na obali, z naknadno dostavo na mesto namestitve.

Metode znižanja vodnjaka:

1. Od otočkov.
2. Z dostavo na vodi z obale (plavajoči vodnjak).
3. Z odrov na obešalnikih.

Prvi načinznižanje vodnjaka možno na rekah z globino do 2-2,5 m in pretokom do 0,8 m/s. Otok je poln naravna pobočja(Sl. 2.58, a).

riž. 2.58 - Ureditev otoka: a - brez ograje; b - v ograji

Če pretok reke presega 0,8-1,5 m / s in je globina približno 2,5-4 m, uredijo zaščitno ograjo(Sl. 2.58, b).

Če sta globina in hitrost toka veliki, običajno v tlorisu postavijo obročaste pilote iz kovine, napolnjene z zasipno zemljo (slika 2.59). Jezik se uporablja ravno, na primer ŠP-1 in ŠP-2.

Pri zabojniku obročaste oblike zagozdeni pilot deluje le v napetosti. Na ravni površine tal so vodoravne sile v pločevini določene s formulo:

z dovoljeno silo [S] = 100 tf/p. m (z varnostnim faktorjem 2), kjer D je premer otoka;

Tukaj G- teža otoka in vodnjaka;

γ vzv, γ gr - specifična težnost zasipna zemlja v suspendiranem oziroma naravnem stanju;

φ - kot notranje trenje zasipna zemlja.

Preverjanje osnove otoka se izvede po formuli:

riž. 2.59- Shema oblikovanja otoček

Pogosto je vodnjak narejen neposredno na otoku, mestu njegovega spuščanja. Če je vodnjak zasnovan do višine 7-8 m, je v celoti zgrajen. Po obodu se položijo obloge, sestavi opaž, oblikuje armatura in vodnjak betonira. Po utrjevanju betona odstranimo obloge: najprej pod notranjo in končne stene, nato pa enakomerno (skozi eno) pod vzdolžno. Nazadnje se odstranijo 4 fiksne obloge na vogalih vodnjaka. Ko se obloga odstrani, se pesek vlije pod nož vodnjaka.

Vodnjak se zniža predvsem s premagovanjem bočnih tornih sil. lastna teža. Istočasno se iz jaškov (odprtin) vodnjaka odstrani zemlja mehansko(z grabežem, obešenim na roko žerjava) ali hidromehansko (s hidravličnim dvigalom ali zračnim dvigalom), ki se pogosteje uporablja za nekohezivna tla. Za zagotovitev zagotovljenega znižanja vodnjaka mora biti izpolnjen naslednji pogoj:

G štetje> 1,25 T tr,

T tr =f trph.

Tukaj f tr= 1-2,5 tf/m 2 za pesek in 2,5-5,0 tf/m 2 za glino;

P je obseg vrtine;

h- globina potopitve vodnjaka v tla;

G štetje- teža vodnjaka.

Potapljanje je mogoče olajšati s pomočjo vibratorjev, drobljenja (obremenitev otoka, na primer z vodnim balastom v pontonih), pa tudi z zmanjšanjem sile trenja, kar dosežemo z:

• izpiranje zemlje pod nožem in vzdolž stranske površine zunanjih sten (za to so v stene položene posebne cevi za pranje);
• stene v spodnjem delu vodnjaka naredimo za 10-15 cm debelejše kot v zgornjem delu.Tako nastalo režo zapolnimo z glineno malto, tj. tiksotropna majica. Sile trenja pri spuščanju vrtine znotraj plašča praktično ni (takrat se raztopina strdi in sile trenja se obnovijo).

Cevi za dovod glinene malte se lahko položijo v stene v območju noža iz notranjosti vodnjaka. Cevi so vbrizgane z glineno raztopino na osnovi bentonita ali lokalnih glin, obdelanih npr. s kavstično sodo (NaOH). Iz izkušenj je znano, da je uporaba blata učinkovitejša od umivanja.

Drugi način znižanja vodnjaka(s predhodnim dajanjem vzgona) je priporočljivo, če globina vode presega 10-12 m.V tem primeru se vodnjak naredi na obali, nato se spusti v vodo in naplavi do mesta spuščanja. Gradnja otoka v teh razmerah je ekonomsko neučinkovita.

Vodnjak je zgrajen pozimi v bližini nizke vode, s povišanjem nivoja vode spomladi se pojavi in ​​​​po predhodnem vzgonu se transportira na mesto namestitve.

Obstaja še en način: vodnjak se z obale potegne v vodo po posebnem navozu (slip) z vlačilcem (slika 2.60).

riž. 2.60 - Spust vodnjaka v vodo po navozu

V obeh primerih je plovnost vrtine podana z:

• posebno dno (slika 2.61, a);
• odstranljiva kapica iz materialov iz tkanine (slika 2.61, b).

riž. 2.61 - Vzgon vodnjaka: a - spodnja naprava; b - naprava za pokrovček; A - območje vodnjaka; H - globina potopitve; P - sila vzgona

Po prvi možnosti(Sl. 2.61, a) vodnjak se spusti namesto bodoče podpore in ga zalije z vodo. Da bi to naredili, potapljači razstavijo dno. Vendar je ta metoda neprijetna za prilagajanje višinskega položaja vodnjaka. Druga možnost(Sl. 2.61, b) v prisotnosti kompresorja, ki se nahaja v bližini na ovnu, je veliko bolj priročno. Za pristanek na dnu je potrebno izpustiti zrak iz notranje votline konstrukcije, poplaviti vodnjak. Tik pred znižanjem vodnjaka lahko pride do erozije temeljnih tal zaradi povečanja pretočnosti zaradi zožitve kanala ob vodnjaku. Da bi se temu izognili, je potrebno podlago posuti z ruševinami.

lahko oblikuje vodnjak v obliki leseno-kovinske konstrukcije ki imajo plovnost. Lahko se spusti na dno tako, da se vrzel med stenskim okvirjem in njegovim plaščem zapolni z betonsko mešanico (slika 2.62).

riž. 2.62 - Les-kovinski vodnjak

Tretji način vključuje izdelavo vrtine neposredno na plavajoči ploščadi. Nato se transportira do mesta namestitve, kjer se dvigne z vitli skozi verižna dvigala, nakar se razstavijo nosilci odra in vodnjak potone na dno (slika 2.63).

riž. 2.63 - Spuščanje vodnjaka s plavajoče ploščadi

Da bi lahko zgradili stene vodnjaka, je potrebno med izdelavo drugega dela zagotoviti vzgon spuščenega dela.

Plavajoči vodnjak je pritrjen v rečno strugo s pomočjo sider in verižnih dvigal. Tok deluje na vodnjak s silo

T=T čelo+ T stran,

Tukaj Čelo, A 6ok- območje čelne in stranske površine vodnjaka;

v- hitrost vodnega toka + hitrost vlačilca;

g \u003d 9,81 m / s 2;

γ (gostota vode) \u003d 1 tf / m 3;

φ \u003d 0,75-1,0 (faktor oblike vodnjaka s pravokotno obliko je 1);

f(koeficient trenja) = 0,00017.

Vodenje plavajoče vrtine na osi nosilca se izvede po shemi, prikazani na sl. 2.64.

Na začetku je plavajoči sistem nameščen nekoliko pod točko spuščanja navzdol (za 20-50 m), nato pa se vodnjak počasi pripelje do osi podpore.

riž. 2.64 - Vodenje plavajočega vodnjaka na osi podpore: 1 - odsek vodnjaka; 2 - oven; 3 - sidrni kabel; 4 - sidro; 5 - verižno dvigalo; 6 - vitel; 7 - sidra; 8 - sidrna vrv; 9 - smerno sidro; 10- naramnica

Število sider, ki držijo plavajoči sistem med gradnjo vodnjaka, je treba preveriti glede nosilnosti R i ob upoštevanju talne razmere in vrsto sidra (tabela 2.19).

Tabela 2.19 - Izračun nosilnosti sider glede na njihovo vrsto in pogoje tal

Opomba: P jak- masa sidra.

Za te namene se uporabljajo sidra tipa Admiralty in sesalna sidra iz armiranega betona.

Za normalno delovanje potrebno je, da sila kabla deluje na sidro vzdolž spodnje površine. Predpostavlja se, da se vrv povesi vzdolž parabole (slika 2.65).

riž. 2.65 - Shema za izračun sidrnega kabla

Potem bo sila v niti, ki se prenaša na sidro, približno določena s formulo

Tukaj q H- linearna teža kabla;

H- globina vode.

L= (10 - 15) H.

S trudom S izbrana sta sidrna vrv in sidro ( S ≤ R i).

Metoda potopnih vodnjakov pri gradnji objektov za oskrbo z vodo in kanalizacijo se uporablja pri gradnji podzemnih objektov, jaškov, rudnikov, vodnih zbiralnikov, pa tudi različnih podzemnih podpor itd. Bistvo metode je, da so na začetku opremljene stene vodnjaka z nožnim delom se postavijo na površino zemlje, nato pa se znotraj nje razvije zemlja v smeri od središča proti obodu sten. Zaradi spodkopavanja zemlje zidovi izgubijo oporo z znotraj in pod vplivom lastne gravitacije se vodnjak spusti, iztisne zemljo (zaradi posebne zasnove noža) v notranjosti.
Padec vodnjakov razlikujejo se:
po materialu - beton, armirani beton, kovina, kamen in les;
v obliki (v načrtu) - okrogle, ovalne in pravokotne (slika 8.2, a); najbolj ekonomična okrogla oblika; po vrsti in načinu naprave armiranobetonske konstrukcije- od monolitni armirani beton, montažne tankostenske plošče in votli bloki;
s tehnologijo znižanja - suho, z drenažo ali umetnim znižanjem nivoja podtalnica in brez drenaže z razvojem tal pod vodo.
Prva faza pri gradnji vodnjaka je izdelava podlage za nož, ki zagotavlja zanesljivo podporo slednjega med gradnjo sten. Obstajajo razlogi različne vrste. Najpogostejši tip so lesene obloge na peščeni blazini (slika 8.2, b). Debelina blazinic je približno 20 cm, dolžina je 2...3,5 m.

Z monolitno različico se betoniranje sten izvaja v nivojih (slika 8.2, c). Višina sloja se določi iz pogojev dovoljenega specifičnega pritiska na tla pod delom noža. V praksi so vodnjaki do višine 10 m betonirani v enem sloju, višji - v več nivojih z višino 6 ... 8 m Beton naslednjega sloja se položi, ko beton prejšnjega sloja pridobi moč. od 1,2 ...
Konstrukcija sten iz montažnih armiranobetonskih ravnih plošč dolžine do 12 m, širine 1,4 ... 2 m in 0,4 ... Sl. 8.2, d). Najprej se betonira prednja gred, nato se nalije peščena blazina (z zbijanjem po plasteh), položijo montažne plošče nosilnega obroča in uredi podlaga iz drobljenega kamna. Po tem se namestijo stenske plošče, ki jih povežejo s ploščami (z varjenjem), navpični spoj pa betonira. Pri gradnji vodnjakov z globino več kot 12 m so stene zgrajene z enakimi ploščami, vendar brez nožnega dela.
Na koncu sten začnejo potapljati vodnjak pod njegovim delovanjem lastne moči gravitacija. Pri spuščanju vodnjaka na suho se uporabljajo tri sheme za razvoj in odvajanje zemlje iz vodnjaka.
Po prvi shemi se tla razvijajo z buldožerji, goseničnimi bagri in se na površje prenašajo v vedrih. Z notranjim premerom vodnjaka do 20 m se uporablja s prostornino vedra 0,25 ... 0,4 m 3, več kot 20 m - s prostornino vedra 0,65 ... 1,25 m 3. V vrtinah s premerom nad 32 m se dela izvajajo z najmanj dvema bagerjema. uporablja se za rezanje in odlaganje zemlje na smetišča za lažje nalaganje v vedra. Tla se razvijejo v naslednjem zaporedju: na začetku - v srednjem delu vodnjaka do globine 1,5 ... 4 m (odvisno od velikosti vodnjaka), pri čemer pustimo bermo širine 1 ... 3 m v bližini vodnjaka. nož; nadalje, po določitvi lokacij in velikosti fiksnih območij (slika 8.2, e), poplastno (10 ... 15 cm) rezanje bermskih tal na območjih med fiksnimi conami (v trenutku, ko je vodnjak se začne pogrezati). Če se po popolnem razvoju teh delov berme (do nivoja nožne klopi) vodnjak ne spusti, se začne razvoj tal fiksnih con. Pri prvem premiku vodnjaka nadaljujejo z razvojem tal v srednjem delu itd. Ko se vodnjak potopi, se dimenzije fiksnih con zmanjšajo do popolne izključitve, po potrebi se tla razvijejo (ročno) pod del noža.
Tla se naložijo v samorazkladalne žlice z zmogljivostjo od 2 do 5 m z žerjavom ustrezne nosilnosti in jih dvignejo na površino (slika 8.2, e). Število žerjavov se določi na podlagi zagotavljanja zahtevane zmogljivosti bagra. Zemljo, dvignjeno na površje, naložimo v tovornjake in odpeljemo na deponijo ali za druge namene.
Druga shema predvideva razvoj tal z grabežem. Za to se uporabljajo dvo-, tri- in štirikraki grabeži s prostornino 0,5 ... 1,5 m 3. Grabe razvijajo tla skupin I in II. Za tla Skupina III uporabljajo se grabeži s prostornino nad 1 m3 Zaporedje izkopa je po obročastih jarkih - od središča do sten ali po radialnih jarkih od sredine izmenično do daljnih in bližnjih sten glede na žerjav.
V tretji shemi razvoja tal se uporablja hidromehanizirana metoda. Obstajajo tri možnosti za obravnavano metodo: razvoj s hidravličnimi monitorji in transport na površje z bagri ali črpalkami za premog; razvoj s hidravličnimi monitorji in dvigovanje na površje s hidravličnimi dvigali; razvoj z bagrom in dostava na površino s pomočjo hidromehanizacije.
Spuščanje vodnjaka brez drenaže se izvaja z velikim dotokom vode, kadar spuščanje vode ni ekonomsko izvedljivo. V tem primeru se tla razvijajo in dovajajo izpod vode z grabežem.
Pri gradnji vodnjaka v močno namočenih tleh ali v bližini obstoječih zgradb in objektov, ko obstaja nevarnost odstranitve ali dviga tal iz podnožja temeljev, se uporablja keson (slika 8.2, g). Kesonska komora je izdelana iz armiranega betona (v redkih primerih iz kovine). Višina komore od banketa do stropa je najmanj 2,2 m, gosta tla v kesonski komori se razvijajo ročno z udarnimi kladivi, pnevmatskimi svedri in eksplozivno metodo, šibka tla pa s hidromehanizacijo. Med ročnim razvojem, sprva vzdolž obrisa komore na določeni razdalji od klopi, se odtrga jarek, širok približno 1 m, do globine sajenja kesona, vendar ne več kot 40 cm, nato pa se zemlja razvije med jarek in nož, pri čemer ostanejo nedotaknjeni zemeljski mostovi. Po zasaditvi kesona (30 ... 40 cm) se izvede poplastno izkopavanje tal osrednjega dela, pa tudi novi jarki, nato se cikel ponovi.
V vseh primerih potopitev vodnjaka spremlja premagovanje sil trenja na površini sten. Za zmanjšanje teh sil se uporablja metoda potopitve v tiksotropne srajčke. Njegovo načelo je v tem, da je nožni del vodnjaka izdelan z robom navzven za 10 ... 15 cm glede na gorvodno steno, zaradi česar se ob potopitvi v tla okoli sten oblikuje votlina . Da se zemlja ne zruši, je votlina napolnjena z glineno raztopino s tiksotropnimi lastnostmi. Posledično se največje trenje pojavi le na zunanji stranski površini noža. Prednost te metode potopitve vodnjaka prispeva k znatnemu zmanjšanju debeline sten; možnost uporabe montažnih stenske plošče; odsotnost nevarnosti "zamrznitve" vodnjaka; enostavno popravljanje morebitnih zvitkov vodnjaka pri spuščanju.

Ko gre za koncept, kot so vodnjaki, je treba razumeti, da je to čisto tehnični izraz in se nanaša na strukturo temeljev stavbe. Se pravi, nima nobene zveze s pitnih vodnjakov ki so izkopani na ozemljih podeželske hišice in dachas, nima. Običajno imajo te strukture monolitno obliko, votlo od znotraj, ki je nameščena v a stabilna tla. Pravzaprav monolitni vodnjak služi kot zaščitna struktura. Oblikuje stene vodnjaka, kamor se nato vlije betonska raztopina.

Padec dobro pod temelj

Tehnologija gradnje takšnega temelja je precej preprosta. Prvič, sam vodnjak je izdelan v obliki monolitne betonske konstrukcije, ki je zakopana v zemljo. Tudi postopek poglabljanja je preprost. Potrebno je izkopati zemljo iz notranjosti vodnjaka, postopoma jo izbrati najprej v sredini, nato pod stenami konstrukcije. Tako je znižanje betonski izdelek. Pogosto je za globoke temelje postavljena montažna konstrukcija, sestavljena iz več enakih elementov. To pomeni, da pri izbiri tal od znotraj najprej spustimo en element, nato nanj namestimo drugega, ki je pritrjen na prvega in tako naprej.

Povezovanje tehnologije z dacho

Zdaj, kar se tiče podeželskih vodnjakov. Ni skrivnost, da so danes najbolj priljubljen material, iz katerega se gradi deblo konstrukcije, armiranobetonski obroči. So trpežni, monolitni, nevtralni do vode, kar pomeni, da ne bodo pokvarili njegove kakovosti. Poleg tega je že pripravljen izdelek, ki ga je treba samo spustiti v jašek vodnjaka.

Priprava jame za betonski obroč

Prej so to storili: izkopali so deblo in vanj namestili betonske obroče ter jih pritrdili skupaj. Ali je res, to tehnologijo se lahko uporablja le na ozemlju primestnih območij, kjer so tla trdna. Na peščenih in drugih šibkih tleh, kjer so se stene rudnika lomile, to možnost namestitev obročev je bila preprosto nemogoča. Zato so tukaj začeli uporabljati tehnologijo vrtanja vodnjakov. To pomeni, da je bila nameščena na mestu strukture vodnjaka armiranobetonski obroč, zemlja pa je bila izkopana od znotraj. Tako so ga znižali, hkrati oblikovali jašek in zaščitili rudnik pred odsipanjem zemlje.

Preberite tudi:

Posebnosti shema vezja oskrba z vodo v zasebni hiši iz vodnjaka

Treba je opozoriti, da metoda kapljičnega vodnjaka ni tako preprosta, kot se morda zdi na prvi pogled. Najprej je treba opozoriti, da notranji prostor betonski obroč ni zelo širok. Čeprav je vse odvisno od izbranega premera izdelka, kjer je največja velikost 2 m, res je, da so vrtine te velikosti redke, ker najboljša možnost- premer konstrukcije je 1,0-1,2 m.

Namestitev dveh obročev enega na drugega

Zato znotraj betonskega obroča ne morete zavihteti lopate. Hkrati morate ves čas obdelati zemljo, in globlje ko je v njej, gostejša je. Poleg tega boste morali izvleči zemljo, pri čemer ne uporabite največ Hi-tech in napeljave. Konec koncev država dobro največkrat izkopljejo ročno, z lopatami, vedrom z vrvjo. Tako je najelegantnejši delavec običajno spuščen v rudnik.

Drugič, obstajajo določena pravila izkop zemlje. namreč:

• Najprej morate izkopati luknjo za prvi obroč. Globina mora biti 70-80 cm, v tem primeru mora biti premer jame 10-20 cm večji od zunanjega premera obroča.
• Sledi namestitev izdelek iz armiranega betona za katere morate uporabiti oz žerjav, ali domače dvižne naprave. Na primer stojalo s škripcem in ročno dvigalo. Danes na trgu lahko kupite priročnik dvižni mehanizmi različne oblike, dimenzije in nosilnost. čeprav domača različica obšel bo večkrat cenejši in ga boste morali uporabiti le enkrat med namestitvijo armiranobetonskih obročev.
• Ker je višina samega obroča standardna - 90 cm, bo prvi nameščeni obroč štrlel nad tlemi za 10-20 cm. potreben pogoj, kar bo omogočilo natančno in nemoteno namestitev drugega obroča.

Gradnja hiše za vodnjak z lastnimi rokami - najpreprostejši dizajn

1. Najprej je treba kopati po celotni prostornini odseka betonskega obroča, nato pa pod njegovimi stenami.
2. Najprej morate kopati pod stenami in šele nato izbrati preostalo zemljo.

Zato se prva možnost običajno uporablja, če je vklopljena primestno območje podlaga ni zelo trda. To pomeni, da je mehak in drobljiv. Če je nasprotno zemlja ilovnata, posejana s kamnitimi kosi, je bolje uporabiti drugo možnost.

Pri gradnji monolitnih vodnjakov po metodi spuščanja se pri gradnji temeljev uporabljajo konstrukcije, na spodnjih koncih katerih so nameščeni kovinski noži. Trdno so pritrjeni na stene betonskih izdelkov. Tako je postopek potopitve obročev v tla poenostavljen. Seveda to tehnološki način nihče ga ne bo uporabljal na deželi, zato je zelo pomembno, da enakomerno grabite zemljo z notranje strani obroča in pod njegovimi stenami. Kot kaže praksa, je najtežji postopek odstranjevanja zemlje izpod sten betonskega izdelka. Pogosto stisne obroč lopate, ki ga je treba s težavo izvleči.

Kopanje zemlje iz betonskega vodnjaka

Kako kopati globoko

Jasno je, da globlje ko lopata zagrize v zemljo, težje je to storiti. V skladu s tem bo treba namestiti večje število obročev. Zato se je treba najprej odločiti, na kateri globini bo treba izdelati rudnik. Ti podatki niso prepovedani, najdete jih v regionalni geološki organizaciji. Lahko pa naredite lažje - vprašajte soseda o globini njegovega vodnjaka. Seveda, če je izkopan na njegovem mestu. Običajno se vodonosnik razteza na kilometre, zato bo količina proizvodnje enaka.

Keson je od zgoraj in spodaj odprta armiranobetonska (redkeje jeklena in betonska) konstrukcija, katere stene imajo v spodnjem delu ostre konice (konzole), običajno kovinsko ojačan(noži) (slika 4.3). Kapljične vrtine se dodatno naložijo v tla pod vplivom lastne teže, ko se zemlja razvije in odstrani, ki se nahaja v votlini vrtine in pod njenim nožem.
Stene vodnjakov se zgradijo takoj do polne višine ali pa se zgradijo, ko se vodnjaki pogrezajo v zemljo. Potopitev vrtač v tla se izvede z ali brez črpanja vode iz njihove votline.

Ko pogrezni vodnjak doseže projektno globino temelja, se votlina vodnjaka v celoti ali delno napolni z betonsko mešanico, najprej pod vodo, nato pa na suho. Na vrhu vodnjaka se zgradi razdelilna omarica. armirano betonska plošča, na katerem se naknadno izvede polaganje nadtemeljnega dela nosilca; v nekaterih primerih se taka plošča ne izdela.
Kapljice se uporabljajo v primerih, ko se nahajajo tla z zadostno količino nosilnost na večjih (več kot 5-8 m) globinah, ko gradnja temeljev v odprtih jamah ni ekonomsko izvedljiva ali tehnično izvedljiva zaradi težav pri pritrditvi njihovih sten. Ker se v takšnih primerih poleg ponikovalnih vodnjakov lahko uporabijo tudi temelji iz pilotov ali lupin, se izbira vrste temeljenja opravi na podlagi tehnične in ekonomske primerjave možnosti. Dostojanstvo temeljenja iz vrtač je možnost njihove potopitve brez uporabe kompleksnih tehnološka oprema. slabosti so velika količina zidov in znatne težave, ki nastanejo, ko se vodnjaki srečajo v z vodo nasičenih tleh z ovirami v obliki velikih balvanov, kamnitih plasti, naplavljenega lesa itd. Odprava takšnih ovir je možna šele po črpanju vode iz vodnjakov, kar pri z vodo nasičenih tleh ni vedno mogoče. Težave, povezane s potrebo po izsušitvi vodnjaka, se pojavijo tudi pri sajenju na kamnitih tleh, katerih površina ni strogo vodoravna in jo je treba načrtovati tako, da se lahko vodnjak na njej opre po celotnem obodu.

oris in dimenzije ponornega vodnjaka v smislu določata oblika in velikost prereza nadtemeljenega dela konstrukcije v višini roba temelja ter nosilnost tal, na katere se polaga. je načrtovana za podporo vodnjaka.
Temelji iz vodnjakov so praviloma tlorisno podolgovati pravokotne oblike bodisi oblika, ki je blizu pravokotni, vendar se od nje razlikuje po zaobljenih kotih, ali podolgovata oblika s kratkimi stranicami v obliki polkroga; uporabljajo se tudi okrogli vodnjaki.
Pravokotne vodnjake je lažje izdelati, vendar jih je težje potopiti v tla kot vodnjake s tlorisnimi obrisi, prikazanimi na sl. 4.5. V zvezi s tem se pravokotni vodnjaki uporabljajo predvsem v primerih, ko je treba premagati plast zlahka prehodne zemlje, debeline največ 10 m.
Na nivoju vrha ugreznega vodnjaka (v nivoju roba temelja) se v vseh smereh razporedijo robovi s širino najmanj 1/50 globine potopitve vodnjaka in najmanj 40 cm, kar omogoča zagotoviti projektirano lego nadtemeljenega dela podpore z morebitnimi tlorisnimi pomiki vrha vodnjaka.

Zaradi vodoravnega pritiska tal v zunanjih stenah vodnjaka nastanejo upogibni momenti. Zmanjšanje teh momentov se doseže z gradnjo notranjih sten. Svetle razdalje med stenami (dimenzije jaškov) morajo zadostovati za normalno delovanje opreme za zemeljska dela.
Pri školjkastem izkopu zemljin morajo biti dimenzije jaškov najmanj 0,5 m večje od velikosti školjke v odprtem stanju. Dimenzije rudnikov v načrtu so običajno vzete od 2 do 5 m, ko so vodnjaki potopljeni do globine 8-10 m, so njihove zunanje površine navpične (slika 4.6).
Debelina zunanjih sten armiranobetonskega vodnjaka je običajno enaka 0,7-1,5 m, notranja pa 0,5-1 m, sprejeta debelina stene pa mora zagotoviti zadostno težo vodnjaka, da premaga sile trenja tal. proti vodnjaku, ki preprečujejo pogrezanje.
Stene vodnjakov so ojačane z vodoravno in navpično ojačitvijo. Površina prečnega prereza ojačitve se praviloma določi z izračunom sil, ki nastanejo med potopitvijo vodnjakov. Spodnji deli zunanjih sten (konzole) vodnjakov so razporejeni s spremenljivo višino. Konzole se praviloma končajo z jeklenimi noži z vodoravno ploščadjo (klopjo) širine 0,15-0,20 m ali koničasto.
Da bi izključili možnost podpore notranjih sten vodnjaka na tla, je njihovo dno nameščeno 0,5 m višje od dna zunanjih sten.Da bi omogočili komunikacijo med rudniki med notranje stene zagotoviti odprtine ali dno teh sten se nahaja vsaj 2 m nad nožem vodnjaka.
Nad konzolo (na razdalji najmanj 2,2 m od dna vodnjaka) v zunanjih in notranjih stenah vodnjakov so razporejeni utori globine 25-30 cm in višine 80-160 cm, ki zagotavljajo zanesljivo povezavo med stene vodnjaka in betonsko polnjenje, kot tudi možnost, da v nujnih primerih je potrebna stropna naprava, da se vodnjak spremeni v keson.

Ponorni vodnjak je podprt z debelino zemlje z zadostno nosilnostjo. Površina te debeline ni strogo vodoravna, zato je za zagotovitev, da vodnjak leži na njej vzdolž celotnega podplata, v to debelino prinese 1-2 m, v skladu s tem je oznaka osnove temelja je dodeljena.
Po izkušnjah zgrajenih konstrukcij se poraba betona za izdelavo vodnjakov v skupni prostornini polaganja temeljev giblje od 10% za lupine, v celoti napolnjene z betonom, do 90% za debelostenske vodnjake brez betonskega polnila. Poraba armature na 1 m polaganja vrtin se giblje od 50 kg za masivne konstrukcije do 300 kg za lupine, prisilno potopljene v tla.

Odvisno od oblikovne značilnosti konstrukcije, obseg dela in lokalne razmere beton in armiranobetonski vodnjaki iz monolitnega ali montažnega betona (slika 4.8). Izvedljivost uporabe ene ali druge vrste vodnjakov se določi na podlagi rezultatov primerjave stroškov dela in stroškov dela.
Z majhnim obsegom dela se pogosteje uporabljajo monolitni vodnjaki, betonirani na mestu potapljanja, saj je dostava montažnih konstrukcij ali njihova izdelava v bližini objekta v mnogih primerih povezana s potrebo po znatnih dodatnih stroških denarja in časa.
Praviloma se vodijo do temeljev iz enega vodnjaka, če je treba pod vplivom lastne teže spustiti betonirane vodnjake. Gradnja takšnih temeljev traja manj časa v primerjavi s temelji iz več vodnjakov.
Pri temeljih, zgrajenih iz več vodnjakov-lupin, se poraba betona zmanjša za 2-4 krat v primerjavi s temelji iz posameznih vodnjakov, napolnjenih z betonom. S takšnim zmanjšanjem obsega zidakov je ekonomsko upravičeno in smotrno široka uporaba montažne betonske konstrukcije. Ker se skupna prostornina in teža elementov enega temelja močno zmanjšata, se stroški dela, stroški izdelave in vgradnje lupinastih vodnjakov ustrezno zmanjšajo v primerjavi z velikimi vodnjaki z debelimi stenami. Morda njihovo prisilno poglabljanje v različna tla vibratorji.

Na sl. 4.9 prikazuje zasnovo montažnega vodnjaka.
Glede na gradbene izkušnje pri nas in v tujini je bilo ugotovljeno, da uporaba lupinastih vodnjakov, ki prispeva k znatnemu zmanjšanju količine dela, zagotavlja pri zakopavanju obvladane tehnologije zmanjšanje stroškov temeljev za 10 -25% in zmanjšanje intenzivnosti dela za 1,5-3 krat.
V primerih potopitve vodnjakov na veliko globino je potrebno premagati znatne sile trenja, ki nastanejo med zunanjimi površinami vodnjakov in tlemi. Da bi zagotovili potopitev vodnjakov v teh primerih, so njihove zunanje površine izdelane z enim ali več robovi (sl. 4.10) s širino najmanj 10 cm, od katerih je prvi na višini 2-4 m od vrha. dno vodnjaka. Včasih so namesto robov na zunanje površine pritrjene pobočja, pri čemer se navpičnost teh površin ohrani le v spodnjem delu vodnjakov, visokih 3-4 m.

Z razvojem robov ali povečanjem nagibov zunanje površine vodnjaka se ta lažje pogrezne v zemljo, hkrati pa postane vodnjak med pogrezanjem manj stabilen, se lažje nagiba in premika ob straneh, kar otežuje zagotavljanje njegove konstrukcijske lege. V zvezi s tem je razvoj robov in pobočij zunanjih površin vodnjakov omejen na ravne črte z naklonom največ 20: 1.
Močno zmanjšanje sil trenja tal na vodnjaku je mogoče doseči z uporabo tiksotropni plašč. V tem primeru je vodnjak izdelan z enim robom širine do 15 cm, ki se nahaja v spodnjem delu, in navpično stransko površino, ne glede na velikost in globino vodnjaka v tla. Tiksotropni plašč se oblikuje iz gnojevke, ki se vbrizga skozi posebna cev(pri potopitvi vodnjaka) v prostor med zunanjo površino vodnjaki in zemljo. Uporaba tiksotropnih plaščev omogoča zmanjšanje debeline sten vodnjakov na 0,4-0,6 m.

Za prisilno potopitev jesenskih vodnjakov velja Različne vrste podporne strukture. Pri gradnji konstrukcij, vkopanih na 45-55 m s premerom 9-12 m, se nosilne konstrukcije uspešno uporabljajo v obliki niza dvokonzolnih nosilcev, ki so tečajno pritrjeni na nosilni obroč, pri čemer je vsak nosilec opremljen z eno konzolo. z dvigalko, nasprotna pa je togo podprta na tleh. Pri gradnji rudnika ob prehodu iz konvencionalni način preboji do znižanja se uporabljajo trikotni omejevalniki, pritrjeni na oblogo predhodno prevoženega odseka. Pri drobljenju vodnjakov s stenami, sestavljenimi iz obročev, katerih višina je večja od giba dvigalk, uporabite podporna struktura v obliki stojala, pritrjenega na nosilni ovratnik in opremljenega z odstranljivo konzolo, ki je nameščena na želeno raven ko vodnjak ponikne.

Uporabljajo se za drobljenje vodnjakov hidravlične dvigalke nosilnost 500-1500 kN pri hodu 800-1200 mm, in hidravlični krog sistem vtičnic mora omogočati neodvisen vklop in izklop vsake posamezne vtičnice.
Potopitev vodnjakov z metodo drobljenja se lahko izvede tako brez drenaže kot v odcednih tleh. Za razvoj tal se uporabljajo grabeži ali orodja za hidromehanizacijo. V naši državi je bilo postavljenih več kot 200 objektov globine 50 m ali več, okroglih v tlorisu s premerom 5-30 m in pravokotnih s površino prečnega prereza do 420 m2. po tej metodi. Obstajajo primeri uporabe metode drobljenja vrtin na Japonskem in v Mehiki. To metodo je smotrno uporabiti pri gradnji objektov, zakopanih 20 m ali več, v primerih, ko je treba zagotoviti njihovo strogo navpičnost, pa tudi, ko se dela izvajajo v bližini obstoječih zgradb in komunikacij.
Delo na nadzorovanem potopitvi vodnjakov z uporabo dvigal po drugi shemi poteka v naslednjem zaporedju (slika 4.12).
Pred začetkom del pri gradnji pokopane konstrukcije se po njenem obodu izvrtajo vrtine 1, v spodnjem delu vrtin pa se lahko glede na inženirske in geološke razmere uredijo razširitve 2. Vrv 6 s sidrno napravo 7 na njen konec se spusti v vodnjak, po katerem se sidrni piloti betonirajo do oznake 0,5 m pod polaganjem noža vodnjaka. Nato se zunanje stene 4 vodnjaka postavijo na površino tal, v njih se uredijo kanali 5 za prehod pramenov vrvi 6. Ko so betonske stene vodnjaka načrtovane trdnosti nastavljene, so na njih nameščene posebne dvigalke 3 na katere je pritrjen prosti konec pramenske vrvi.

V procesu potapljanja vodnjaka se izkop izvaja iz osrednjega dela vodnjaka, pri čemer se pustijo berme na nožu. Po razvitju tal do globine enega sloja se dvigalke vklopijo in struktura zdrobi v tla, po kateri se razvije zemlja berme, uničena med drobljenjem vodnjaka, in cikel se ponovi.

So votla konstrukcija, zaprta v tlorisu in odprta od zgoraj in spodaj, betonirana ali sestavljena iz montažnih elementov na površini tal in potopljena pod vplivom lastne teže ali dodatne obremenitve, ko se zemlja razvije v njej (sl. 13.1 in 13.2). .).

Sl.13.1 Zaporedje naprave vodnjaka:

a - izdelava prvega sloja vodnjaka na površini tal; b - potopitev prvega sloja padca v tla; c - izgradnja lupine vrtine; g - potopitev vodnjaka do projektne oznake; e - zapolnitev votline vodnjaka z betonom, če se uporablja kot globok temelj

Slika 13.2. Oblike odsekov odvodnih vodnjakov v načrtu:

a - okrogel; b - kvadrat; c - pravokoten; g - pravokoten s prečnimi predelnimi stenami; e - z zaobljenimi končnimi stenami

· Oblika vodnjaka v tlorisu je določena s konfiguracijo projektirane konstrukcije Glej sliko 13.2.

Najbolj racionalno je okrogla oblika, Ker zid okrogel vodnjak deluje le pri stiskanju in ima za določeno osnovno površino najmanjši zunanji obod, kar zmanjša sile trenja vzdolž njihove stranske površine, ki nastanejo med potopitvijo. Ravne stene padajočih vodnjakov bodo delovale predvsem pri upogibanju (kar še zdaleč ni donosno), po drugi strani pa pravokotne in kvadratna oblika omogoča bolj racionalno uporabo površine notranjega prostora.

· V vsakem primeru mora biti obris vodnjaka v tlorisu simetričen, ker kakršna koli asimetrija oteži njegovo potopitev (nagibi, odstopanja).

· Gradbeni materiali za kapljične vrtine:

Kamen oz zidanje;

W / w - najpogostejši:

1. Monolitna (samo kadar ima oblika vrtine v tlorisu zapleten obris, ni možnosti izdelave montažnih elementov, pri vožnji kamnitih tal in tal z veliko število balvani).

2. Montažne (največja prednost)

· Potopitvi vodnjaka v podlago se upirajo sile trenja sten vodnjaka ob tla. Za zmanjšanje trenja so vdolbinice stožčaste ali cilindrične stopničaste oblike z uporabo tiksotropne suspenzije. Jaškovna školjka iz monolitna w / w je sestavljen iz dveh glavnih delov: 1 - nož; 2 - dejanske lupine. Glej sl. 13.3.

Slika 13.3. Oblika navpičnih odsekov monolitnih odvodnikov:

a - cilindrična; b - stožčasta; c - cilindrično stopničasto; 1 - nožni del odvodne cevi; 2 - lupina navzdol; 3 - armatura noža vodnjaka

· Del noža je širši od stene lupine za 100…150 mm od strani tal.

· Debelina sten monolitnih vrtin se določi iz pogoja ustvarjanja teže, potrebne za premagovanje sil trenja.

· Beton mora biti močan, gost (teža) in imeti visoko vodoodpornost - B35.

· Monolitni armiranobetonski vodnjaki so izdelani neposredno nad mestom njihove potopitve na posebej izdelanem izravnanem območju. pri hk> 10 m, njegovo betoniranje se izvaja v ločenih nivojih, zaporedno. Spuščanje začnemo šele, ko beton doseže 100% trdnost, kar je neproduktivno (izguba časa).

Pomanjkljivosti monolitnih armiranobetonskih pretokov morajo vključevati tudi:

Velik strošek materiali, ki niso upravičeni z zahtevami glede trdnosti;

Pomembna delovna intenzivnost zaradi njihove izdelave v celoti na gradbišču;

Prednosti monolitnih vodnjakov:

Enostavnost izdelave;

Sposobnost, da jim daste kakršno koli obliko;

Odsotnost (običajno) nevarnosti vzpona

· Od montažne Najpogosteje se uporabljajo jesenski vodnjaki:

Vodnjaki iz votlih pravokotnih elementov (slika 13.4)

Slika 13.4. Montažna jama iz votlih pravokotnih blokov:

1 - bloki; 2 – prednja gred; 3 - monolitni armiranobetonski pas; 4 - nož iz monolitnega armiranega betona

Iz stanovanja navpične plošče(kovičenje) (sl.13.5)

Slika 13.5. Montažna jama iz navpičnih plošč:

1 - plošče; 2 – prednja gred;

· Vrtine iz votlih pravokotnih elementov so izdelane z monolitnim nožnim delom, na katerega je nameščena lupina montažnih dvovotlih blokov (slika 13.4), brez oblačenja šivov (ena na drugo). Bloki so pritrjeni skupaj samo v navpičnih šivih. Posledično se v blokih za celotno višino vodnjaka oblikujejo navpične praznine, ki se nato napolnijo z betonom. Če je vodnjak razbit po višini, je v zgornjem delu vsake stopnje spuščanja nameščen monolitni pas.

Sl. Shema lokacije praznin v blokih odtočne cevi

Prisotnost skoznjih praznin v blokih vam omogoča, da prilagodite težo vodnjaka, ko je spuščen ali ga izravnate, ko je nagnjen (polnjenje praznin s težkimi materiali, ki tudi, če je potrebno, preprečuje, da bi vodnjak prišel na površje).

· Vsaka od ravnih navpičnih plošč (drogov) je v celotni višini element stene vodnjaka (sl. 13.5). Med seboj so plošče povezane z zankastimi spoji ali prekrivki za varjenje.

· Če je treba zgraditi tak nižji vodnjak večje višine, se stene zidajo z enakimi ploščami, vendar brez nožastega dela. Hkrati so v vodoravnem stičišču plošče zgornjega in spodnjega sloja povezane z varjenjem vgrajenih delov.

· Pri visoka stopnja GWL v mehkih tleh in črpanje vode iz notranjosti vodnjaka, voda prodre v vodnjak, kar povzroči mehansko sufuzijo (izpiranje in premikanje delcev zemlje). Okoli vodnjaka nastane zemljina z moteno strukturo, površina zemljine se lahko ugrezne, kar povzroči deformacije sosednjih objektov. alternativa ta metoda- potopitev vodnjaka brez črpanja vode.

riž. Shema gibanja vode (sufozije) med izkopom zemlje iz vodnjaka

Odprta drenaža se uporablja v stabilnih tleh z relativno majhno Kf.

Slika 13.6. Razvoj tal v spodnjem vodnjaku:

a - suho z bagrom; b - pod vodo z grabežem; 1 - vodnjak; 2 - stolpni žerjav; 3 - bager; 4 - žerjav bagra; 5 - zgrabi

Ti dve shemi potopitve vodnjakov se imenujeta:

1.Suha(Brez podtalnica ali z uporabo odprte drenaže ali odvodnjavanja).

2. Z izkopom pod vodo.

· Izbira metode izkopa je odvisna od velikosti vrtine, geoloških razmer na gradbišču in lokalnih gradbenih razmer. Tako se na primer grabeži uporabljajo za razvoj sipkih peskov, lahkih peščenih ilovic, prodnikov itd.

· Globina izkopa za en "pristanek" vodnjaka je enaka 1,5 ... 2,0 m pri uporabi bagrov in buldožerjev in ne več kot 0,5 m pri uporabi hidravlične mehanizacije.

· Razvoj tal pod vodo se izvaja predvsem z bagri, opremljenimi z grabežom (slika 13.6 b). V primeru zelo šibkih tal (živi pesek), da preprečimo njihov dotok izpod noža, je priporočljivo dvigniti nivo vode v vodnjaku za 1 ... 3 m nad GWL s črpanjem vode vanj.

Slabost "pod vodo" je:

Težave pri nadzoru procesa izkopavanja;

Težave pri odstranjevanju velikih vključkov.