Кессонный фундамент для дома

Обновлено: 04.05.2024

Он хотел построить дом мечты — с арочными окнами, кирпичной облицовкой на белой кладочной смеси и дымоходом снаружи. Для бригад же это — головная боль.

Выбираете энергоэффективные решения?

Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE

Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)

Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)

Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)

В одном из прошлых материалов мы рассказывали о пользователе нашего портала с ником Какжебыть. В его с женой квартире им стало тесно — чувствовалось присутствие потусторонних сил. И наш герой мечтал о нестандартном доме на земле, купил участок и хотел поскорее построить новое жилье — переехать из проклятой квартиры. Но найти порядочного прораба с адекватными ценами не получилось. Было решено строить преимущественно своими силами и держать ухо востро — контролировать все, что только возможн. Ему советовали больше читать о строительстве, изучать все вопросы, чтобы быть подкованным и не дать себя обмануть:

«Веселое начало. Совет дам, изучайте матчасть. Очень много есть тут и на ютубе. Я сейчас общаюсь со стройбанами на их языке, и никто из них не может даже представить, что 2 года назад, я был чайником в делах стройки».

Но без настоящего проекта было сложно — приходилось чертить план на листочках. Поэтому Какжебыть обратился к архитектору, жене одного из новых знакомых на форуме. Конечно, пользователь нашего портала рассказал специалисту о желании построить дом из газобетона с арочными окнами и другими красотами в стиле Тюдоров. Архитектор сделала максимально приближенный вариант в рамках бюджета.

Было решено нанять троих работников. Найти свободных и адекватных непросто. То ценники не устраивали, то уровень ответственности. Например, забывали о встрече, не отвечали на звонки. А многие просто отказывались — глядя на проект.

«Я жаловаться нашим проектологам, мол чего вы тут нам намутили с проектом, грунты нормальные, а фундамент. эххх фундамент, ну вообщем ответ был такой, с тремя узбеками и сам если прораб, в 100 т. р. вся работа по фундуку спокойно уложитесь».

Ребята подумали, это невозможно — да и где взять этих узбеков. Но получилось все именно так. Через несколько дней пользователь FORUMHOUSE с женой и тремя узбеками начали работать надих «горе-фундаментом». И никаких прорабов, поставщиков стройматериалов —все решено делать самим.

К этому моменту проект дома и планировки выглядели так. Хотя и размер окон и критиковали другие пользователи (называли маленькими), будущему домовладельцу они виделись уютными.

Содержание

Многострадальный фундамент

Первым делом завезли и выгрузили газоблоки без помощи строителей— 45 поддонов (81 куб). Было нелегко, а также боязно, что блоки будут повреждены при разгрузке. Но все обошлось. А еще вскоре выяснилось, почему строителям не нравился проект.

«Почему ценники были не гуманные, почему все соскакивали, мы поняли уже чуть позже, когда один строитель раскрыл нам занавес нашего фундамента.

Он был с большим геморроем, по работе самих бетонных работ стоил копейки, тысяч 50 навскидку,но там была обратная засыпка котлована песком, 106 кубов, его надо было постепенно засыпать, а потом через каждые 15-20 см трамбовать, вот за эту работу доходило до 500000 рублей, только засыпка и трамбовка».

На следующий день участник нашего портала планировал начать рытье котлована. Узбеки приехали на полтора часа раньше трактора, разметили котлован и границы дома, но не успели закончить этот этап работы.

Тракторист из-за этого оплаченный час не мог заняться делом, зато оказался общительным и готовым поддержать любую беседу. Когда же, наконец, рабочие сделали ориентиры и подкопы, а он нырнул в кабину — работа закипела. Вынули 150-180 кубов грунта, трамбовали дно котлована виброплитой.

«Самое глубокое место было 1.5. метра, выравнивали перепад, другая сторона котлована уже была 80 см, работа кипела 6 часов и котлован размером 12.3х8.6. был выкопан за 6 часов. Узбеки переодически проверяли перепады водяным уровнем. Жаль на праздниках нас кинул нивелирщик, договорились, что приедет на котлован пробить высоты, но в последний момент отмазался. Сказал, приеду на готовую опалубку, там и отстреляем».

К вечеру выяснилось, что забыли вырыть тамбур-крыльцо. Поэтому пользователь FORUMHOUSE со своей новой бригадой копал его полдня. Затем постелили в котлован геотекстиль. Однако ночью пошел дождь, и Какжебыть беспокоился, можно ли сыпать песок (как раз должны были подвезли). Но в его ветке «болельщики» успокоили — вода песку не помеха. Однако дорогу размыло, и песок привезти не смогли, как и проехать, чтобы пробурить скважину для воды. Зато улыбнулась удача — удалось дешево купить дорожные плиты (с доставкой и установкой — 57 тысяч рублей).

Дальше снова было все сумбурно. Водитель с песком приехал не в 10:00 утра, как договаривались, а в 8:00. А тракторист, который должен был помогать подавать рабочим песок, еще не приехал. В конце концов, все собрались и сделали, что нужно, но нервов потрепали друг другу.

С водой для трамбовки же вышла проблема посерьезнее. Своей скважины еще нет, соседа нет дома. Решено было качать из речушки в овраге. Наш герой бегал туда-сюда, чтобы размотать и подключить насос, но в итоге все получилось. Правда, слегка переборщил с водой, и виброплита «гуляла». Скважину пробурили спустя пару дней, хотя и не с первого раза — наткнулись на камни.

Работа над фундаментом близилась к завершению (вязка арматуры, шпильки, опалубка, заливка). Сделали «ленту» и под забор (забегая вперед, сам забор узбеки начали устанавливать не той стороной — хорошо, что хозяин вовремя вернулся). Правда, бетона не хватило — пришлось докупать пару кубов.

«Так же заложили трубу канализационную, как гильзу для Полипропилена 32 трубы и электрокабеля на скважину, подкапывали в самую нижнюю точку 1.5. метра, теперь всё будет выходить под отмостку. Немного самого процесса. Ну и конечно всегда наслаждаемся природой.

Первую заливку планируем через 4 дня, а послезавтра приедет проверять нивелирщик, что там нам наваяли узбеки. Лента 20 смх70 см. под ФБС».

Вскоре уже прояснялись контуры будущего дома. Активно завозили песок.

На первую заливку пришло посмотреть полсела (фото нет, так как они остались в компьютере в гараже) — приехала большая 10-метровая машина.

Узбеки не выдержали постоянного присутствия хозяина будущего дома. Им не нравилось, что он проводит много времени на стройке и проверяет все, что только можно, носится с нивелиром и отчитывает за недочеты. Поэтому, несмотря на уговоры и обещания доплатить, они ушли. Строительный сезон был в самом разгаре, и найти бригаду было нелегко. Но нашему герою стала чаще улыбаться удача. Он нашел ребят для кладки блоков ФБС, которые справились с работой на 100%, по проекту, под нивелир. И первый урожай огурцов и других овощей подоспел на огороде. Работа же шла быстро.

Утеплили пенопластом, сделали вводы канализации и воды. Увы, наш герой и его жена обнаружили трещины на бетоне из-за жары. Их пришлось промазать битумным праймером, а сам армпояс 3 раза в день поливать водой и накрывать.

Оставалась обратная засыпка грунта и песка. Многие строители отказывались от работы — тяжелая. Но тракторист все же нашелся.

Вскоре все было готово для поднятия дома. Кроме денег.

Проклятая квартира

Квартира с полтергейстом словно присосалась к семье участника нашего портала. Никак не хотела продаваться. За 2,5 месяца по объявлению пришло всего 2 человека. А фундамент был почти готов, и деньги на стройку были очень нужны. Кредит брать Какжебыть опасался. Пришлось снизить цену.

Жена нашего героя вспомнила кое-что странное об этой квартире. При въезде она заметила необычные кресты на окнах. Решив, что это порча или еще что-то плохое — сняла их. А в эти трудные времена поделилась с мужем опасениями. Вдруг, это были обереги, защита? Оказалось, кресты остались после освящения квартиры. Звали батюшку, как подумал форумчанин, не просто так. Выяснилось и что до них здесь жила пожилая женщина, которую остальные жильцы побаивались.

И все же продать проклятую квартиру удалось. В дни переезда полтергейст выказывал свое недовольство переменам. Включалась музыка по ночам, кто-то стучал в дверь, но никого не было. Расстаться с ненавистным жильем пользователю нашего форума было очень приятно. Он ощутил свободу, хотя и пришлось на время переехать с женой в однокомнатную квартиру к его родителям.

Орден каменщиков

Фундамент есть, проект есть, газоблоки и смесь есть, а бригады нет. Найти рабочих совсем нелегко. Кто по проекту строить не хочет, кому выгоднее другие объекты, кто цену задирает.

«Вообщем чего я только с этими строителями и недостроителями наслушался и надоговаривался, потихонечку начинаю уже по телефону понимать, стоит ли продолжать разговор, адекватны ли, даже не зная цен, которые они предложат. Жись потихоньку идёт,ещё пара строителей на переговорах сейчас, считают проект, но ясности пока нет. »

«Какой тогда другой план "Б"? Сдаться дорогим или нанять криворуких?»

Наконец-то, нашлась бригада. Пришлось, правда, подождать ребят до 1 июля (дать предоплату 5 тысяч рублей). И стены начали расти. Конечно, снова пришлось следить за каждым шагом рабочих, оценивать труд, требовать исправлять косяки. Помня историю с полтергейстом, Какжебыть с женой заложил под все углы монеты — на счастье. А в один из дней над поднимающимися стенами вышла радуга.

В статье Как залить монолитную пустотную плиту перекрытий. Технология, которая заменит ЧРМП МАРКО была показана технология заливки перекрытий с использованием пластиковых пустотообразователей в виде шаров. Они экономят бетон, перекрытие становится значительно легче и соответственно арматуры в ней нужно меньше. Но в этой технологии с путотообразователями из пластиковых шаров есть ряд сложностей.

Нечто подобное, но с другим типом пустотообразователей используют для заливки не только перекрытий, но и фундаментов. А, именно, плитных фундаментов. Рассмотрим несколько видов таких пустотообразователей.

1. Пустотообразователи U-BOOT

Пустотообразователи представляют из себя два ящика, скрепленные друг с другом с образованием замкнутой емкости. Устанавливается на ножках. Между пустотообразователями укладывают (связывают) арматуру. Чтобы ящик не сплывал – он прижимается верхней арматурной сеткой.

Получается ячеистая конструкция высокого плитного фундамента, в которой нужно меньше арматуры и до 40% меньше бетона. Жесткость плиты уменьшается не на много – теряется не более 15%.

2. Кессонная многоразовая модульная опалубка (пустотообразователи) «Победа»

Используется при возведении часторебристых монолитных перекрытий. Для фундаментов эти кессоны трудно использовать по причине сложности в герметизации с грунтом (или гидроизоляцией). А к опалубке перекрытия их герметизировать проще. Данные пустотобразователи производят в Татарстане. Толщина стенок этих кессонов из ПВХ – 1 см.

Причем, кессоны многоразовые. После снятия опалубки перекрытия, эти ящики вынимаются и получается вот такой необычный вид:

Данная технология российской компании – это более упрощенный способ от технологии кессонной опалубки SKYDOME.

Как видно, под ящики (пустотообразователи) используют специальные модули (тоже многоразовые), которые герметизируют стыки. Не нужна щитовая опалубка из ламинированной фанеры. Нужны только опоры и балки.

Считаю, это интересная технология для компаний, которые строят как многоэтажные, так и частные дома. Им есть смысл вложиться в такую опалубку. Быстрый монтаж, малая материалоемкость и вес перекрытия. А, соответственно, и невысокая цена. Считаю, что эта технология заменит технологию ЧРМП МАРКО (т.к. газобетон для нее вырос в цене в 2-3 раза).

Вернемся опять к фундаментам.

3. Пластиковая опалубка (пустотообразователи для фундамента) MODULO

При строительстве автономного водоснабжения загородного дома скважина нуждается в защите от попадания в трубу песка, почвы и поверхностных загрязнённых вод. Рассмотрим порядок выполнения работ по сборке и установке кессона, притом в нескольких вариантах с использованием различных материалов.

Для исключения попаданий загрязнений в водоносный слой, сдерживания стенок скважины от обрушения и защиты оборудования водоподачи от промерзания в зимний период, скважина оборудуется кессоном.

В продаже имеются готовые металлические и пластиковые кессоны, отличающиеся формой и размерами, но обустроить кессон можно и самостоятельно, используя и другие строительные материалы.

Конструкция кессона

Для того чтобы соответствовать своему назначению, конструкция кессона должна быть:

герметичной;
прочной и жёсткой;
иметь утеплённую крышку;
иметь размеры, достаточные для размещения оборудования, приборов и возможности их обслуживания.

При этом форма устройства может быть одно- и двухступенчатой, с основанием в виде круга или квадрата.

В днище кессона предусматривается проход под водоподъёмную трубу. В боковой стенке оборудуются проходы для домашнего и уличного водопровода, электрического кабеля, а в некоторых случаях — вентиляционные отверстия с трубами, выходящими выше уровня земли. При использовании тонколистовых материалов основание, боковые поверхности и крышка должны быть укреплены рёбрами жёсткости. В верхней части кессона фиксируется на петлях утеплённая крышка. На вертикальной поверхности монтируются ступени для быстрого и легкого доступа и обслуживания оборудования, а на крышке крепятся ручки.

Изготовление кессона своими руками

На выбор материалов для кессона в первую очередь влияют: трудоёмкость монтажа, доступность и цена материалов, а также наличие опыта работы с ними.

На первом этапе выполняются земельные работы. Нужно выкопать котлован таким образом, чтобы выход обсадной трубы находился не по центру кессона, а был несколько смещён. Так удобнее располагать и обслуживать устанавливаемое в резервуаре оборудование. Дно котлована должно находиться на 0,5 м ниже уровня промерзания грунта, а его ширина должна быть немного больше наружных размеров кессона, на 150–200 мм с каждой стороны для создания песчаной теплоизоляционной засыпки (для тонкостенных кессонов — металлического или пластикового).

Внутренние размеры камеры без установки в нём насосной станции могут составлять 1х1 м (Ø 1 м), с оборудованием — 1,5х1,5 м (Ø1,5 м). Толщина стенок зависит от выбранного материала и его прочностных характеристик.

Одновременно с подготовкой котлована выбирается часть земли под каналы для прокладки водопровода к дому и к кранам на приусадебном участке.

Кессоны из армированного монолитного бетона

Обязательно стенки укрепляются арматурой, учитывая высоту сооружения и стоимость обустройства скважины. Было бы весьма досадно, если бы обрушившаяся стена нанесла серьёзный ущерб системе водоснабжения дома. Так как гораздо проще сделать плоскую опалубку, монолитные кессоны чаще всего выполняют квадратными в основании.

Для работы потребуются:

цемент, желательно не ниже М400;
щебень;
чистый песок;
арматура с вязальной проволокой или арматурная сетка;
гидроизоляционный материал для стен;
пиломатериалы для опалубки;
теплоизолированная крышка или материалы для её изготовления;
бетономешалка, строительные инструменты.

1. Песчаная подушка. 2. Бетонное основание. 3. Стенки кессона из монолитного бетона. 4. Горловина люка. 5. Лестница. 6. Крышка кессона

Заливка опорной плиты

Опорная плита может не армироваться, однако по её периметру желательно уложить ряд арматуры с вертикально закреплёнными прутьями для связки с ней стен для надёжности. Ко второму этапу нужно переходить, когда бетон достаточно схватится, чтобы по нему можно было ходить. Если грунтовые воды расположены ниже уровня днища кессона, опорную плиту можно не заливать бетоном, а просто уплотнить почву и насыпать слой песка и щебня.

Вязка арматуры

Земляные стены закрываются гидроизоляционным материалом, препятствующим осыпанию грунта и не позволяющим впоследствии подмывать стены талыми или поливочными водами. По периметру кессона выполняется вязка арматуры на расстоянии от гидроизоляции, равном половине толщины стены. Вертикальные пруты достаточно установить в один ряд через 0,4–0,5 м, подварив их к закладным бетонного основания и перевязав арматурой с соседними прутами. Если в основание заложить пруты на всю высоту кессона, то потребуется только горизонтальная перевязка через 0,4–0,5 м. Высота арматуры должна быть достаточной для крепления на ней горизонтального арматурного каркаса перекрытия.

Подготовка щитов для опалубки и установка

Проще заранее подготовить щиты для опалубки заданных размеров, чем заколачивать гвозди в тесноте. Если щиты готовы, нужно их опустить в котлован и закрепить с внутренней стороны вдоль линии арматурного каркаса на расстоянии, равном половине толщины стены, скрепляя между собой. В местах прохода коммуникаций закладываются отрезки труб или ограждается досками канал прямоугольного сечения. Если закладные не сделаны (например, из-за сложности герметизации опалубки), стену впоследствии нужно будет пробивать перфоратором, пока бетон не полностью окаменел. Если есть желание вмуровать ступени в стены, нужно побеспокоиться о закладных конструкциях до заливки.

1. Внешняя опалубка стенок кессона. 2. Внутренняя опалубка стенок кессона. 3. Распорные брусья. 4. Бетон

Заливка бетонных стен

Стены до самого верха лучше залить в один приём или хотя бы в один день. Заранее подсчитайте необходимое количество раствора и составляющих для его приготовления. Так можно избежать горизонтальных швов в конструкции кессона. При наполнении опалубки нужно периодически трамбовать слои или штыковать прутом в глубину, выпуская воздушные пузырьки.

После того как раствор залит, нужно установить над местом строительства временный навес, защищающий стены от осадков. В жаркую погоду поверхность бетона нужно слегка смачивать, чтобы избежать растрескивания. К следующему этапу можно переходить через 7-10 дней, после высыхания бетонных стен.

Заливка перекрытия

После снятия опалубки на стены укладывается щит, сколоченный из досок, в котором имеется ограждённое отверстие под монтаж крышки, а также проходы для вентиляционной трубы и уличного водопровода. Трубы вставляются в отверстия и закрепляются. Щит накрывается слоем гидроизоляционного материала, а поверх него, на некотором расстоянии от поверхности, вяжется арматурный каркас, закрепляемый к прутам стен. Чтобы обеспечить просвет между каркасом и гидроизоляцией, нужно под арматуру подложить несколько камней. Заливают бетон и дают ему окрепнуть.

Монтаж люка

Собирается опалубка для монтажа металлоконструкции крышки. Покупная крышка или сваренная собственноручно из листовой и профильной стали, устанавливается в опалубку и заливается бетонным раствором. Опалубка снимается, внутренняя сторона крышки утепляется (например, пенопластом ). Поверхность кессона, кроме люка, накрывается гидроизоляцией и засыпается слоем почвы до уровня земли на участке.

Немного полезной теории на видео:

Кессоны из кирпича

Кессоны из кирпича имеют сходную конструкцию. Земляные работы и заливка перекрытия выполняются так же, как и в предыдущем случае. Если опорная плита не сооружается, под стенами устраивают ленточный фундамент шириной чуть больше стен и покрывают его слоем рубероида.

Стены, а при необходимости и дно кессона, представляют собой кирпичную кладку. Выкладываются на некотором расстоянии от грунта для организации изоляции из песка, битого кирпича или щебня. Каждый ряд кирпичей следует выкладывать, контролируя горизонтальность уровнем и тщательно накладывая и разравнивая цементный раствор, чтобы не оставалось пустот в кладке. В месте прохода канала для водопроводной трубы в кладку вмуровывается закладная конструкция.

Перекрытие и монтаж крышки выполняются так же, как для монолитного бетонного кессона.

Стальные кессоны

Металлические кессоны можно собрать только на сварке, для обеспечения герметичности. В качестве материалов используют листовую углеродистую, покрытую кузбасским лаком, или нержавеющую сталь толщиной 3–10 мм. Перед работой нужно определиться с размерами, прорисовать будущую конструкцию (с отверстиями, рёбрами жёсткости, ступнями, строповочными петлями и при возможности её детализировать для удобства изготовления. В качестве рёбер жёсткости можно использовать уголок, швеллер или косынки.

Если вы сможете недорого приобрести трубу диаметром 1–1,5 м нужной длины, она послужит отличной основой создания цилиндрического кессона. Самостоятельно из листов проще сварить резервуар с квадратным основанием.

На первом этапе изготовления производится раскрой листов для днища стен и верхней части кессона, включая откидывающуюся крышку. Так как лист достаточно толстый, ручным инструментом его резать очень сложно, резать сваркой или ножовкой по металлу долго. Хороший вариант: попросить порезать металл при покупке согласно размерам вашей конструкции.

При сварочных работах старайтесь выполнять швы максимально качественно, а затем обработайте всю поверхность средством против ржавчины и вскройте изнутри подходящим лаком, а снаружи битумной мастикой.

Земляные работы ничем не отличаются от предыдущих вариантов. Самостоятельно опустить тяжёлую конструкцию в котлован невозможно, вам потребуется аренда спецтехники или устройство блока, тяга от автомобиля и помощник, направляющий кессон на предназначенное ему место.

После установки металлоконструкции на опорную плиту, сквозь отверстия в стенах подсоединяется водопровод, все стыки завариваются, крышка утепляется. Полость между кессоном и земляными стенами нужно засыпать песком, а сверху уложить плодородную почву.

Монтаж кессонов из железобетонных колец

Кессон из железобетонных колец на всех этапах, кроме стен, выполняется так же, как и из монолитного бетона, но стены конструкции составляются из готовых элементов. Экономятся время и силы, но укладка колец потребует привлечения спецтехники с грузоподъёмным оборудованием. Бетонные кольца укладываются друг на друга на раствор из гидроизоляционной цементной смеси. Перед монтажом правильным будет подготовить бетонное основание, особенно если за счёт талых вод весной верховодка в вашем районе может высоко подниматься, уложить гидроизоляцию на дно и стенки котлована, а затем закрепить края на горловине конструкции. Вокруг выполняется песчаная отсыпка и монтаж люка, аналогично описанному выше.

Установка пластикового кессона

Пластиковые кессоны из полипропилена или полиэтилена устанавливаются аналогично металлическим, но герметизацию соединений внутри конструкции к трубам выполняют не сваркой, а монтажной муфтой. Полость между наружной боковой поверхностью и земляными стенами рекомендуют залить бетонным раствором для большей прочности сооружения. После высыхания бетона, «плечи» резервуара засыпаются почвой. Иногда бетонируют весь объём вокруг кессона.

Конструкции и область применения опускных колодцев и кессонов

Опускной колодец представляет собой открытую сверху и снизу железобетонную (реже стальную и бетонную) конструкцию (рис. 9.1), стены которой в нижней части имеют заострения (консоли), обычно усиленные металлом (ножи). Опускные колодцы погружаются в грунт под действием собственного веса по мере разработки и удаления грунта, расположенного в полости колодца и ниже его ножа.

Рис. 9.1. Опускной колодец а — погружение колодца.; б — фундамент в виде опускного колодца; 1 — консоли; 2 — стенки колодца; 3 — надфундаментная часть опоры; 4 — железобетонная плита; 5 — бетон, уложенный насухо; 6 — подводный бетон; 7 — прочный грунт; 8 — слабый грунт

Стены колодцев либо сооружают сразу на полную высоту, либо наращивают по мере погружения колодцев в грунт (рис. 9.1,а).

Погружение опускных колодцев в грунт производят с откачкой или без откачки воды из их полости.

После достижения опускным колодцем проектной глубины заложения фундамента полость колодца целиком (рис. 9.1,6) или частично заполняют бетонной смесью сначала подводным способом, а затем насухо. В верхней части колодца сооружают распределительную железобетонную плиту, на которой впоследствии ведут кладку надфундаментной части опоры; в некоторых случаях такую плиту не делают.

Опускные колодцы применяют в случаях расположения грунтов с достаточной несущей способностью на больших (более 5—8 м) глубинах, когда сооружение фундаментов в открытых котлованах из-за сложности крепления их стен экономически нецелесообразно или технически неосуществимо. Так как в подобных случаях кроме опускных колодцев можно применять фундаменты из свай или оболочек, выбор типа фундамента производят на основе технико-экономического сравнения вариантов. Достоинством фундаментов из опускных колодцев является возможность их погружения без использования сложного технологического оборудования. Недостатками их являются большой объем кладки и значительные трудности, возникающие при встрече колодцев в водонасыщенных грунтах с препятствиями в виде крупных валунов, скальных прослоек, топляков и т. п. Устранение таких препятствий возможно лишь после откачки воды из колодцев, что при водонасыщенных грунтах не всегда удается сделать. Трудности, связанные с необходимостью осушения колодца, возникают и при посадке его на скальный грунт, поверхность которого не бывает строго горизонтальной и нуждается в планировке для возможности опирания на него колодца по всему периметру.

Рис 9.2. Кессон а — погружение кессона; б — кессонный фундамент; 1 — консоль; 2 — надкессонная кладка; 3 — трубы для сжатого воздуха; 4 — компрессорная станция; 5 — центральная шлюзовая камера; 6 — прикамерки; 7 — шахтные трубы; 8 — потолок кессона; 9 — нож; 10 — рабочая камера кессона; 11 — кладка надфундаментной части опоры; 12—бетон заполнения шахты; 13 — бетон заполнения рабочей камеры; 14 — прочный грунт; 15 — слабый грунт

Указанные трудности преодолеваются, если фундамент сооружают с применением кессона (рис. 9.2). Кессон (рис. 9.2,а) представляет собой открытую снизу железобетонную или стальную конструкцию, состоящую из потолка и боковых стен. Толщина стен кессона книзу уменьшается и они заканчиваются консолью со стальным ножом. Полость в нижней части кессона называют рабочей камерой. В ней производят разработку грунта, по мере которой кессон опускается под действием собственного веса, а также веса надкессонной кладки, возводимой из бетона над потолком в процессе погружения кессона в грунт. Подачей в рабочую камеру сжатого воздуха обеспечивают отжатие из нее воды, что позволяет вести разработку грунта насухо.

Сжатый воздух вырабатывается компрессорной станцией и подается по трубам как в рабочую камеру кессона, так и в шлюзовой аппарат. Последний состоит из центральной шлюзовой камеры и двух прикамерков — один для рабочих, второй для материалов. Шлюзовой аппарат устанавливают на две шахтные трубы, которые собирают из отдельных металлических звеньев и используют для подъема и спуска рабочих, а также вертикального транспорта материалов и грунта.

Спуск рабочих в камеру кессона производят в следующем порядке. Из пассажирского прикамерка выпускают сжатый воздух, что позволяет открыть вовнутрь наружную дверь прикамерка, в которую входят рабочие. Дверь закрывают и в прикамерок из центральной шлюзовой камеры подают сжатый воздух. Когда давление воздуха в прикамерке станет равным давлению воздуха в центральной шлюзовой камере, открывают дверь между ними и рабочие переходят в эту камеру, а потом по металлической лестнице, установленной в шахтной трубе, спускаются в камеру кессона. Подъем рабочих в центральную шлюзовую камеру и выход их наружу осуществляют в обратном порядке.

Изменение давления от нормального к повышенному (процесс шлюзования) и от повышенного к нормальному (процесс вышлюзовывания) в пассажирском прикамерке необходимо производить так, чтобы рабочие могли постепенно приспособиться к новым условиям. Время, потребное для шлюзования и вышлюзовывания, тем больше, чем выше давление воздуха в кессоне.

Для возможности отжатия воды из рабочей камеры кессона избыточное (сверх нормального) давление воздуха в ней должно несколько превышать гидростатическое давление на уровне низа ножа кессона.

Наибольшее избыточное давление, при котором разрешается работать людям в кессоне, равно 400 кПа. Это определяет максимальную глубину погружения кессона от уровня воды в 40 м.

После достижения проектной глубины заложения фундамента камеру кессона заполняют бетонной смесью (рис. 9.2,6). Затем демонтируют шлюзовой аппарат и шахтные трубы; вертикальную шахту заполняют бетонной смесью. В результате получается массивный фундамент глубокого заложения, на котором возводят кладку надфундаментной части опоры.

Преимущество кессонов по сравнению с другими типами фундаментов заключается в том, что они позволяют возводить фундамент глубокого заложения в любых гидрогеологических условиях. В рабочей камере кессона возможно освидетельствование и даже испытание грунта основания, что весьма ценно.

Кессоны имеют и существенные недостатки, к которым в первую очередь следует отнести вредное воздействие сжатого воздуха на организм рабочих, большой объем бетонной кладки в массивной конструкции фундамента, неиндустриальность конструкции и высокую стоимость кессонных работ. Если под избыточным давлением до 175 кПа разрешается находиться не свыше 7 ч в сутки, то под давлением в 350—400 кПа максимальное время пребывания составляет только 2 ч, из которых 1 ч затрачивается на процессы шлюзования и вышлюзовывания и только 1 ч используется на полезную работу. В связи с этим стоимость кессонных работ резко возрастает с увеличением глубины погружения кессона в грунт.

Кессоны изготовляют на месте опускания (на естественной поверхности или поверхности искусственного островка) либо в стороне от него.

Рис. 9.6. Типы кессонов а — массивной конструкции; б, в — с пустотелым потолком; г — с пустотелыми потолком и консолями

В первом случае кессоны шириной b, не превышающей 15 м, выполняют массивной конструкции (рис. 9.6,а); при большей ширине боковые стены (консоли) делают массивными, а потолок — пустотелым, состоящим из балок (ребер), расположенных в одном (поперечном) направлении (рис. 9.6,6) или в двух взаимно перпендикулярных направлениях (рис. 9.6,в), и плит. Толщину плит и балок обычно принимают от 50 до 100 см. К устройству пустот прибегают с целью уменьшения веса кессона в период его изготовления и снятия с подкладок.

При изготовлении кессона в стороне доставку его к месту погружения осуществляют наплаву. Для придания кессону плавучести максимально облегчают конструкцию. С этой целью пустотелыми делают не только потолок кессона, но и его консоли (рис. 9.6,г), толщину балок (ребер) принимают от 20 до 40 см, а плит — около 15 см.

По санитарным нормам высота рабочей камеры кессона должна быть не менее 2,2 м. Консоли, имеющие в месте примыкания к потолку сечение толщиной 1,0—1,8 м, книзу заостряют путем придания их внутренним поверхностям наклонов; наклон нижнего участка на высоту около 50 см принимают равным 1:1. Консоль заканчивают банкеткой шириной около 25 см, которую усиливают ножом из листовой или профильной стали.

Армируют кессоны в соответствии с расчетом на усилия, возникающие в поперечных сечениях их элементов при возведении фундаментов.

Выбор отметок подошвы фундамента, проверку прочности грунта, горизонтальных перемещений верха и осадок опоры при кессонном фундаменте производят так же, как и при опускном колодце.

§ 57. Расчет фундаментов из опускных колодцев и кессонов

Фундаменты кессонные и из опускных колодцев являются массивными фундаментами глубокого заложения. Деформации таких фундаментов весьма малы, поэтому их при расчете не учитывают, как и деформации жестких фундаментов мелкого заложения. При расчете массивных фундаментов глубокого заложения, в отличие от расчета фундаментов мелкого заложения, учитывают не только сопротивление грунта под подошвой фундамента, но и сопротивление вышерасположенного грунта его вертикальному смещению и повороту.

Методика расчета фундаментов глубокого заложения основана на предположении, что грунт представляет собой упругую линейно деформируемую среду, характеризуемую коэффициентом постели. Под коэффициентом постели понимают давление, которое надо приложить к площадке поверхности грунта вокруг фундамента или под ним, чтобы перемещение этой площадки равнялось 1 см (или 1 м и т. п.).

Читайте также: