Опускные колодцы применяют при устройстве фундаментов глубокого заложения (несколько десятков метров), главным образом для опор крупных мостов. Опускной колодец представляет собой, как правило, железобетонный цилиндр диаметром несколько метров (известен случай применения колодца диаметром 40 м), который опускается в грунт под собственным весом (свободное погружение) или принудительно. В процессе погружения грунт изнутри колодца выбирают, а стенки постепенно наращивают. На заданной глубине в колодце производят работы по устройству фундамента, причем колодец используют для массивного фундамента или подземного сооружения (рис. 59, а). Опускные колодцы свободного погружения, применяемые для устройства глубоких фундаментов, имеют ряд недостатков: большой вес, высокую трудоемкость и сравнительно низкие темпы работ.
Опускные колодцы принудительного погружения представляют собой тонкостенную цилиндрическую оболочку кругло-кольцевого сечения, погружаемую в грунт при помощи мощных низкочастотных вибропогружателей. Толщина стенок оболочек при диаметре 2,0-2,4 м равна 14 см, а при диаметре 4,0 — 5,0 м — 20 см.
Кессоны применяют в тех случаях, когда погружение опускного колодца из-за сложных гидрогеологических условий (значительная водоносность проходимых грунтов, содержащих крупные твердые включения) оказывается невозможным.
В отличие от опускного колодца кессон имеет внизу перемычку (потолок), отделяющую рабочую камеру от остальной ее части (рис. 59, б). В рабочей камере поддерживается избыточное давление воздуха, уравновешивающее внешнее гидростатическое давление.
Рис. 59 Опускной колодец (а) и кессон (б)
1— место выемки грунта (рабочая камера); 2 — шлюзовая камера
Сообщение с рабочей камерой осуществляется посредством шахтной трубы, в верхней части которой установлен шлюзовой аппарат.
Грунт разрабатывают как немеханизированным, так и механизированным способом — чаще всего гидромеханизацией.
Работа в кессоне вредно отражается на организме человека вследствие действия высокого давления воздуха (так называемая кессонная болезнь). Поэтому в последнее время разработаны способы слепого погружения кессона, когда механизмы переведены на телеуправление и обслуживающий персонал находится в зоне нормального давления воздуха.
Ввиду тяжелых условий труда и сложности оборудования кессоны все чаще заменяют более эффективными типами фундаментов, например высокими свайными ростверками, оболочками больших диаметров, буровыми опорами глубокого заложения.