Вопросы для самоконтроля
1 Представители каких организаций участвуют при приёмке котлована?
2 Как обеспечивается устойчивость стенок котлованов?
3 Перечислите виды распорных креплений.
4 В каких грунтах может быть использован метод искусственного замораживания грунтов оснований?
5 Вкратце опишите применение горизонтальных, вертикальных и наклонных анкеров.
Раздел 3 Проектирование фундаментов и котлованов
Тема 3.6 Защита котлованов от подземных вод
Вопросы
1 Водоотлив и водопонижение
2 Гидроизоляция подвальных помещений
1 Водоотлив и водопонижение
При возведении фундаментов, глубина заложения которых требует разработки котлованов ниже уровня подземных вод, последние получают возможность поступать в котлован, затрудняя тем самым проведение строительных работ. В этих случаях приходится прибегать к защите котлованов с помощью водопонижения или создания противофильтрационных завес, используя шпунтовые ограждения или стенки, погружаемые до слоя относительно водонепроницаемого грунта.
Применение последнего способа не всегда экономически целесообразно из-за его большой стоимости и трудоёмкости.
При разработке котлованов в пылевато-глинистых грунтах, имеющих незначительный приток подземных вод, используют открытый водоотлив с откачкой воды. Открытый водоотлив организуют следующим образом: по периметру котлована устраивают дренажные канавки с уклоном 0,01…0,02% в сторону приямков, из которых по мере поступления вода откачивается с помощью насосов. По мере разработки котлована приямки постепенно заглубляются вместе с канавками.
Если характер проведения строительных работ по устройству фундаментов требует полного исключения поступления подземных вод в котлован через его дно и стенки, то прибегают к искусственному водопонижению с помощью лёгких иглофильтрационных установок.
При искусственном водопонижении иглофильтры располагают по периметру котлована обычно с шагом 0,8…1,5м. Откачку воды из иглофильтров производят обычно с помощью вихревого насоса через всасывающий коллектор. При этом вокруг каждого иглофильтра образуются депрессионные воронки (рисунок 21, а), которые, соединяясь, приводят к понижению уровня грунтовых вод в будущем котловане или траншее.
Максимальный уровень водопонижения с помощью иглофильтрационных установок составляет около 4…5м. При необходимости водопонижения на большую глубину применяют многоярусные лёгкие иглофильтрационные установки (рисунок 21, б), которые требуют, как правило, расширения котлована и увеличения земляных работ, поэтому в глубоких котлованах целесообразно применение эжекторных иглофильтров или использование глубинных насосов, откачивающих воду из буровых скважин (рисунок 21, в).
В пылевато-глинистых грунтах, имеющих коэффициент фильтрации менее 0,0001 см/с, искусственное водопонижение осуществляют с помощью электроосмоса в сочетании с иглофильтром. Его выполняют в следующей последовательности. По периметру котлована с интервалом 1,5…2м располагают иглофильтры, а между ними (в шахматном порядке относительно иглофильтров) по бровке котлована забивают металлические стержни из арматуры или труб небольшого диаметра (рисунок 21,г). Эти стержни присоединяют к положительному полюсу источника постоянного тока напряжением 40…60 В, а иглофильтры – отрицательному. Под действием тока рыхлосвязанная поровая вода переходит в свободную и, перемещаясь от анода к катоду (иглофильтру), откачивается, в результате уровень грунтовых вод понижается.
Осушение грунтов с помощью водопонижения достаточно хорошо сохраняет природную структуру грунтов.
1 — вихревой насос; 2 — сборный коллектор; 3 — иглофильтр; 4 — сетка иглофильтра; 5 — дно котлована; б — депрессионная кривая; 7 — уровень подземных вод; 8 — напорный трубопровод; 9 — насос; 10—электродвигатель; 11 — пробуренная скважина; 12 — металлический стержень-анод; 13 —иглофильтр-катод
Рисунок 21 - Схемы искусственного водопонижения