47. Устройство фундаментов с применением кессонов. Требования по техники безопасности и охране труда на кессонных работах.

Кессон (от франц. caisson — ящик), ограждающая конструкция для образования под водой или в водо-насыщенном грунте рабочей камеры, свободной от воды. Поступление воды в рабочую камеру предотвращается нагнетанием в нее сжатого воздуха. Кессон обычно сооружается на поверхности и погружается в грунт под действием собственного веса и веса надкессонного строения по мере выемки грунта.

Кессон может опускаться с суши, с искусственного насыпного или намытого островка или с поверхности воды. Основная рабочая операция при опускании Кессон — разработка и выдача на поверхность грунта. Скальные и твёрдые глинистые грунты разрабатываются взрывным способом или пневматическими инструментами. При проходке песчаных и поддающихся размыву глинистых грунтов работы ведутся средствами гидромеханизации: грунты размываются гидромониторами и удаляются из Кессон гидроэлеваторами. Гидромеханизация кессонных работ существенно сокращает количество работающих в Кессон, уменьшает вредность производства и расход сжатого воздуха, ускоряет и удешевляет строительство. При кессонных работах компрессорная станция непрерывно подает в Кессон сжатый воздух, поддерживая в нем необходимое воздушное давление. В зависимости от величины воздушного давления в рабочей камере, согласно правилам безопасности, должны проводиться мероприятия, предупреждающие возможность заболевания рабочих кессонной болезнью: регламентируется продолжительность рабочего дня, время шлюзования, т. е. перехода от атмосферного давления к рабочему, и вышлюзовывания (обратного процесса) и т.д.

Суть. В камере кессона создается избыточное давление, которое отжимает грунтовую воду обратно в грунт.

Глубина погружения кессона ограничена 12-14 м. ниже уровня грунтовой воды.

Рис. Кессон — опускное сооружение:

1 — рабочая камера; 2 — кессон;

3 — надкессонное строение;

4 — шлюзовой аппарат.

48 Определение несущей способности сваи испытанием статической нагрузкой.

Этот способ определения несущей способности сваи – наиболее надежный, но в то же время самый дорогой и трудоемкий. Испытанию подвергают сваи, погруженные в местах сооружения фундаментов, с использованием того же сваепогружающего оборудования, которое будет применено для погружения остальных свай. В связи со значительными трудностями проведения таких испытаний на стадии проектирования их нередко выполняют уже в процессе строительства.

Испытуемую сваю 1 (рисунок 2.14) загружают с помощью гидравлического домкрата 3. Реактивные усилия от действия домкрата воспринимаются анкерными сваями 4. Для нормального испытания число анкерных свай должно быть не менее четырех, а при проведении испытаний в слабых грунтах их число рекомендуется увеличить до шести. Расстояние между анкерной 4 и испытуемой 1 сваями должно быть в первом случае не менее 1 м, во втором – 0,6 м. Изменение этих расстояний может привести к искажению результатов испытаний.

Испытуемую сваю загружают отдельными ступенями нагрузки, величина которых составляет 1/10–1/15 предполагаемой величины предельной нагрузки. Каждая ступень прикладывается только после стабилизации осадок сваи от предыдущей ступени. Осадка считается стабилизировавшейся, если она составляет не более 0,1 мм за 30 мин в песчаных грунтах и за 1 ч в глинистых. Рост осадок во времени фиксируют в виде графика «осадка – нагрузка». Кривизна этого графика с увеличением нагрузки возрастает до некоторого критического значения, при котором осадка сваи резко возрастает. За предельную нагрузку на сваю F_u.n принимают нагрузку, которая на одну ступень меньше критической нагрузки.

Расчетная несущая способность сваи определяется по формуле (5.9 [1])

,

Рисунок 2.14 – Установка для статического испытания свай: 1 – испытуемая свая; 2 – наголовник; 3 – домкрат; 4 – анкерная свая; 5 –арматура свай; 6 – упорная балка; 7 – распределительная балка

где γ_с – коэффициент условий работы, принимаемый для свай, работающих на выдергивающую нагрузку: при глубине погружения в грунт до 4 м равным 0,6, более 4 м – 0,8; в остальных случаях – 1,0; γ_g – коэффициент надежности по грунту, принимаемый в соответствии с п. 5.20 [1].

В озможно использование и другой установки для статического испытания свай (рисунок 2.15), отличающейся тем, что она устанавливается на грунте над испытуемой сваей. Усилие домкрата воспринимается не анкерными сваями, а пригрузом, расположенным на металлической раме установки.

При испытании грунт вокруг сваи выравнивают и устанавливают металлическую раму 1. Установку загружают железобетонными плитами или другим контргрузом 2, не превышающим по массе 75–100 т.

Испытание сваи производится по той же методике, которая была описана выше. Величину давления контролируют по манометру, осадку – прогибомером.