26. Сущность строительного водопонижения. Открытый водоотлив и дренаж.

Строительное водопонижение производится при разработке котлованов, траншей, проходке тоннелей и шахт в водонасыщенных грунтах и осуществляется при помощи глубинных и вакуумных насосов.

Применяемые способы водопонижения исключают нарушение природных свойств грунтов в основании возводимых сооружений, обеспечивают устойчивость откосов устраиваемой земляной выработки и сохранность расположенных вблизи от выработки наземных и подземных сооружений.

Также производятся гидрогеологические расчеты, на основании которых обосновывается и выбирается способ водопонижения, количество и тип водопонижающих устройств.

Водопонижение грунтовых вод искусственным методом является в ряде случаев неотъемлемой частью строительных работ, направленных на защиту наземных и подземных строений, при сооружении котлованов в водонасыщенных грунтах. Благодаря водопонижению уменьшается вероятность прорыва подземных вод в подвальные помещения возводимых зданий.

Работы по строительному водопонижению производятся с помощью специального оборудования или иной специальной техники, позволяющих произвести грунтовое осушение в различных условиях.

Строительное водопонижение иглофильтрами достаточно часто необходимо в грунтах с особенными условиями, к примеру, в водоносных песках, являющихся довольно однородными по составу.

Поверхностный водоотвод. Вода на строительной площадке может быть поверхностной и грунтовой. Если постоянные водоотводные сооружения на строительной площадке не предусмотрены, то для защиты котлованов от ливневых и та­лых вод сооружают нагорные канавы (рис. 6).

   Рис. 6. Водоотвод с помощью нагорных канав: 1 - котлован; 2 - нагорная канава

Располагаясь с повышенной нагорной стороны, они отводят поверхностные воды в сторону от котлована.

Размеры канав, уклоны их дна и способы укрепления откосов зависят от расхода воды и скорости течения; последняя не должна превосходить значений, даваемых в технических условиях на производство и приемку строительных и монтажных работ.

Открытый водоотлив. Производство земляных работ усложняется, если выемка грунта происходит ниже горизонта грунтовых вод. Отвод воды в этом случае производят непосредственным откачиванием воды по мере углубления котлована. Дно котлована разрабатывают с некоторым уклоном iк приямку, называемому зумпфом, откуда вода удаляется с помощью насоса (рис. 7).

Рис. 7. Открытый водоотлив:  1 - зумпф; 2-всасывающий рукав; 3 - насос; Г. Г. В - горизонт грунтовых  вод;   h - глубина котлована

Откачивание производится непрерывно или периодически в зависимости от притока воды. При больших притоках котлован ограждается дощатыми, брусчатыми или стальными шпунтами в зависимости гидрогеологических условий на участке работ.

Открытый водоотлив имеет ряд существенных недостатков (затруднение механизированной выемки и снижение прочности грунта, удорожание работ за счет устройства ограждений и пр.), что ограничивает его распространение.

Дренажи. При наличии высокого уровня грунтовых вод осушение строительной площадки целесообразно производить с помощью дренажей - открытых или подземных водостоков.

Распространенный тип закрытого дренажа - глубокая траншея, заполненная хворостом, щебнем, крупным песком и другими фильтрующими материалами. На дно траншеи укладывают крупный гравий или щебень диаметром до 50 мм; сверху его покрывают более мелким гравием диаметром 6-8 мм, который засыпают крупным песком. Для защиты от загрязнения на песок укладывают слой мха или торфа. Чтобы предохранить дренаж от действия поверхностных вод, сверху на глубину не менее 0,5 м траншею заполняют глиной.

При больших притоках воды дренажи устраивают из керамических, бетонных или деревянных труб. На дне траншеи, вырытой в водопроницаемом грунте, расстилают слой глины, на который укладывают трубу, затем все это засыпают песком, гравием или другим дренирующим материалом. Для доступа воды дренажные трубы изготовляют с отверстиями. В случае применения труб без отверстий, их укладывают с зазорами в стыках величиной 2-3 см.

Виды дренажей показаны на рис. 8.

Рис. 8. Виды дренажей: а - с гравийно-песчаным заполнением; б - с трубой; 1 - крупный гравий;                2 - мелкий гравий; 3 - песок; 4 - торф или мох; 5 - глина; 6 - труба

Ширину дренажных траншей при глубине до 2,5 м устанавливают 0,8 м; при глубине от 2,5 до 6 м наименьшая ширина должна быть от 0,8 до 1,0 м и при глубине до 12 м - 1,5 м. Дно дренажных траншей имеет продольный уклон в сторону водоприемника, которым является обычно магистральная водоотводная канава. Величина уклона для закрытого дренажа принимается не менее 0,005.