Keson (fr. caisson) – skrzynia stalowa lub żelbetowa, posiadająca szczelne ściany i otwarte dno. Służąca do prowadzenia w niej prac hydrotechnicznych w gruntach nawodnionych lub pod poziomem wody[1][2]. Stosowana przy budowie filarów mostów i nabrzeży portowych[3].
Rodzaje
- Otwarty – strop skrzyni posiada otwór lub szyb łączący przestrzeń roboczą z atmosferą. W środku panuje ciśnienie atmosferyczne, a przenikająca woda musi być wypompowywana na zewnątrz[4].
- Pneumatyczny – keson wyposażony jest w śluzę powietrzną oddzielającą go od atmosfery. We wnętrzu panuje podwyższone ciśnienie, utrudniające przenikanie wody do wnętrza[4].
Fundament na kesonach
Rodzaj fundamentu pośredniego, dolne krawędzie ścian skrzyni wyposażone są w stalowe ostrza, ułatwiające zagłębianie się kesonu podczas usuwania gruntu[5]. Przygotowaną uprzednio skrzynię umieszcza się na miejscu budowy i uszczelnia miejsce styku ścian z glebą. Żeby usunąć wodę z wnętrza, jak i zapobiec jej napływaniu, w komorze zwiększa się ciśnienie w miarę zwiększania się głębokości opuszczenia kesonu. Maksymalne ciśnienie ograniczone jest wytrzymałością ludzkiego organizmu na obecność azotu (zobacz narkoza azotowa) i wynosi do 4 at ponad normalne ciśnienie atmosferyczne, co odpowiada zagłębieniu się na ok. 35 m. Żeby zrównoważyć siłę wyporu i ułatwić osuwanie się skrzyni, strop dociąża się w miarę wykonywania prac budowlanych. Po osiągnięciu wymaganej głębokości wnętrze kesonu zalewa się betonem, wykonując w ten sposób fundament[1].
Ratownictwo morskie
Jeżeli naprawy wymaga podwodna część kadłuba statku, a nie ma możliwości dokowania, stosuje się keson o kształcie skrzyni bez jednej ściany bocznej, przylegającej do krzywizny kadłuba. Po uszczelnieniu i odpompowaniu wody uzyskuje się dostęp do rejonów wymagających naprawy, jednocześnie uszczelniając przebicie i zabezpieczając pływalność jednostki. Kesony mogą osłaniać przebicia o powierzchni kilkudziesięciu metrów kwadratowych[6].
Choroba kesonowa
Ze względu na brak prawidłowej (tzn. powolnej) dekompresji, u ludzi pracujących w kesonach rozwijała się choroba dekompresyjna. Opisana po raz pierwszy w 1854 we Francji, zaobserwowano ją u górników pracujących w pierwszej na świecie kopalni, w której zastosowano kesony ze zwiększonym ciśnieniem. Określenia „choroba kesonowa” użyto przy opisywaniu choroby występującej u robotników pracujących przy budowie mostu brooklińskiego (keson na głębokości ok. 24 m). Objawy choroby odnotowano u 110 pracowników, a z jej powodu zmarły 3 osoby[7].
Wady i zalety
Keson otwarty
Zalety
- brak ograniczenia głębokości;
- niski koszt budowy[8].
Wady
Keson pneumatyczny
Zalety
- brak wody na dnie, co ułatwia prowadzenie robót budowlanych;
- fundament wylany w suchych warunkach jest lepszej jakości[4].
Wady
- konieczność dekompresji pracowników;
- głębokość ograniczona bezpiecznym dla ludzi ciśnieniem wewnątrz[8];
- wysokie koszty – jeśli jest to możliwe, kesony zastępuje się fundamentami na palach[9].
Konstrukcje z zastosowaniem kesonów
- Most Brookliński
- Most Eads[7]
- Most San Francisco – Oakland[4]
Zobacz też
Przypisy
- 1 2 Keson. [dostęp 2015-03-14]. [zarchiwizowane z tego adresu (2014-04-27)].
- ↑ Keson. Onet WIEM. [dostęp 2015-03-14]. [zarchiwizowane z tego adresu (2009-02-12)].
- ↑ Barbara Horsztyńska: Wykonywanie fundamentów Poradnik dla ucznia. Radom: Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, 2005, s. 24–25.
- 1 2 3 4 5 Deep Foundation Caisson Foundations. [dostęp 2015-03-14]. [zarchiwizowane z tego adresu (2017-03-29)]. (ang.).
- ↑ Katarzyna Czyżewska: Fundamenty pośrednie. 2014-11-06. [dostęp 2015-03-14]. [zarchiwizowane z tego adresu (2015-04-02)].
- ↑ Kazimierz Dworaczek: Keson. W: Encyklopedia techniki wojskowej. Wydawnictwo MON, 1978, s. 259.
- 1 2 W.P. BUTLER: Caisson disease during the construction of the Eads and Brooklyn Bridges: A review.. [dostęp 2015-03-14]. [zarchiwizowane z tego adresu (2015-03-05)]. (ang.).
- 1 2 Caissons, Types of Caissons, Advantage of Caissons. 2013-10-06. [dostęp 2015-03-14]. (ang.).
- ↑ Keson. Kolejopedia. [dostęp 2015-03-14].