2. Основания и фундаменты

1. Выбрать и обосновать конкретный тип фундамента соответствующий заданым грунтам, глубину его заложения, принципы назначения основных размеров ф-та, расчетную схему ф-та.

Т. к. глубина насосной 10м и имеет в плане круглую форму, то целесообразно принимать опускной способ производства работ.

2. Методы по усилению основания (при необходимости)

3. Меры по водопонижению (при необходимости) и тип гидроизоляции (при необходимости)

Организация водопонижения при погружении опускных колодцев.

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.

При понижении уровня грунтовых вод на глубину 10...15 м можно использовать двух-, трехъярусные легкие иглофильтровые установки. При работе установок ЛИУ-2 и ЛИУ-3 вода и воздух отбираются вихревыми насосами, обладающими способностью к самовсасыванию. В состав установок типа ЛИУ входят: иглофильтры, соединительный рукав, всасывающий коллектор, гибкий рукав, насосный агрегат, напорный трубопровод, сбросной трубопровод.

Иглофильтры в грунты погружают подмывом или в предварительно пробуренные скважины. Для погружения иглофильтров в грунт подмывом применяют насосы типа МС.

Метод 1: Эжекторные иглофильтровые установки применяются при необходимости глубокого понижения уровня грунтовых вод - до 20 м и более. Основная их особенность в возможности глубинного вакуумирования водоносных грунтов. Эти установки применяются для понижения уровня грунтовых вод в слабопроницаемых грунтах. С помощью эжекторов осуществляется подъем откачиваемой воды. Рабочая вода подается под напором по пространству, образованному между внутренней и наружной стенками труб иглофильтра, к входному окну эжектора, состоящему из насадки, камеры смещения, горловины и диффузора. Выходя с большой скоростью из насадки в камеру смещения, вода создает в ней вакуум, под действием которого подсасываются грунтовые воды из водонасосного горизонта. Образовавшаяся в камере смещения смесь рабочей и грунтовой вод по внутренней трубе подается на поверхность. Для подачи рабочей воды к иглофильтрам применяют высоконапорные насосы. Устновки ЭИ-2,5; ЭИ-4; ЭИ-4а; ЭИ-6.

В комплект эжекторной иглофильтровой установки входят четыре центробежных насоса (один резервный) с электродвигателями; набор иглофильтров; набор внутренних труб с эжекторными устройствами; распределительный трубопровод; набор соединительных деталей. (сайты http://www.baurum.ru/_library/?cat=charge-waterdownturn&id=3557, http://bibliotekar.ru/spravochnik-42/76.htm)

Рис.3. Схема размещения иглофильтровых установок

а - для котлована; б - для траншеи; в - схема работы клапанов фильтрующего звена при погружении в грунт и в процессе откачки воды; 1 - насосы; 2 - кольцевой отсасывающий коллектор; 3 - депрессионная кривая; 4 - фильтрующее звено; 5 - фильтрационная сетка; 6 - наружная труба; 7 - внутренняя труба; 8 - кольцевой клапан; 9 - гнездо кольцевого клапана; 10 - шаровой клапан; 11 - ограничитель

Метод 2: Метод замораживания грунта. Создание в грунте вокруг котлована водонепроницаемой завесы, обеспечивающей почти полное прекращение поступления воды в котлован, достигается образованием ледяной подпорной стенки или ледяной перемычки из замороженного грунта по периметру фундаментов возводимого сооружения.

Принципиальная схема установки для замораживания грунта состоит из замораживающей станции, рассолопровода с коллектором-распределителем и буровых труб для замораживания скважин.

Замораживающая станция состоит из насоса 1, испарителя аммиака 2, грязеуловителя 3, компрессора, маслоотделителя5, брызгального устройства 6, конденсатора со змеевиком для охлаждения 7, воздухоотделителями регулирующего вентиля 9.

Рассолопровод состоит из коллектора 10, распределителя аммиачного рассола И, располагаемого вокруг котлована для подачи раствора в замораживающие скважины, и рассолопровода, соединяющего замораживающую станцию с коллектором.

Скважины для замораживания котлована размещаются по периметру здания в виде ледяной подпорной стенки в 3 — 4 ряда, рассчитанной по условиям прочности. (сайт http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-128-stroitelnye-raboty/163.htm).

Для создания льдогрунтового ограждения (рис.) по контуру выработки или котлована бурят скважины, в которые затем опускают замораживающие колонки, а в них — питающие трубы. В колонках циркулирует охлажденный на замораживающей станции рассол (раствор соли хлористого кальция). В процессе непрерывного теплообмена с рассолом грунт, окружающий колонку, охлаждается и замерзает, образуя вокруг колонок льдо-грунтовые цилиндры. Постепенно цилиндры увеличиваются в диаметре и соединяются между собой, превращаясь в сплошное ограждение. По выходе из замораживающих колонок рассол направляют через коллектор на замораживающую станцию, где его снова охлаждают при помощи холодильных машин. (сайт http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/87962/Замораживание)

Рис.7. Схема искусственного замораживания грунтов

1 - охлаждающая колонка; 2 - замораживающая труба; 3 - питающая труба; 4 - патрубок для подсоединения к холодильной установке; 5 - замороженный грунт

Организуем водоотлив

(стр. 121 [Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев.]). Существуют два способа водоотлива — поверхностный (открытый) и глубинный (водопонижение).

При открытом водоотливе вода откачивается центробежными самовсасывающими насосами из зумпфов (приямка), заглубленных на 1—3 м ниже уровня разработки грунта в колодце. Поэтому при открытом водоотливе вода стекает в колодец из-под ножа и собирается в приямке, который систематически заглубляется по мере разработки грунта в колодце. Открытый водоотлив применяется преимущественно при незначительном притоке воды в грунтах с небольшим коэффициентом филь­трации (глинистых и суглинистых), а также при скальных и полускальных грунтах, когда можно не опасаться выплыва грунта из-под ножа колодца. В песчаных мелкозернистых грунтах открытый водоотлив применять не рекомендуется, так как песчаные грунты легко разжижаются и плывут (с. 122-123 [Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев.]). Устройство днищ опускных колодцев, погружаемых с открытым водоотливом, связано с откачкой фильтрационных вод во время бетонирования днища, так как бетон должен быть уложен на осушенное основание.

При грунтовом водоотливе вода откачивается из трубчатых колодцев (скважин), заглубленных ниже проектной отметки опускания колодца и расположенным вокруг него. В результате откачки воды уровень грунтовых вод снижается, благодаря чему опускание колодца и устройство его днища производятся насухо и предупреждается возможность выплыва грунта из-под ножа, что значительно облегчает условия работы в колодце. При необходимости понизить уровень грунтовых вод для опускания колодца на большую глубину и большом притоке грунтовых вод скважины оборудуют артезиан­скими насосами. При небольшом притоке грунтовых вод (коэффициент фильтрации 2—3 м/сут) и глубине понижения уровня воды до 10—12 м, а также при необходимости понижения уровня грунтовых вод до самого водоупора применяют эжекторные иглофильтры (с. 124-125 [Климов В.Т., Маричев В.И. Строительство опускных колодцев.]).

При слабых, просадочных и пр. грунтах можно их усилить. Глубинное уплотнение позволяет грунтовыми сваями, виброуплотне­нием, предварительным замачиванием и замачиванием с глубинными взры­вами. Грунтовые сваи – для насыпных или просадочных грунтов. Продавливают, пробивают или взрывают скважины, которые потом заполняют грунтом с послойным уплотнением. Виброуплотнение - насыщенный водой грунт под воздействием колебательных движений вибратора становится под­вижным, зерна его под силой тяжес­ти перемещаются вниз и грунт уплот­няется (с. 65-70 [Штоль]).

Закрепление грунтов. Физико-химическиие способы - Цементация, упроч­нение грунта негашеной известью и др. Цементацию применяют для зак­репления трещиноватых скальных по­род. Негашеная известь – подсушивает увлажненные грунты, схватывается и твердеет при взаимодействии с водой. Химические - силикатизация, эле­ктросиликатизация, газовая силикати­зация, смолизация. Силикатизация является одним из наиболее эффективных способов хими­ческого закрепления грунтов (основной материал – жидкое стекло). Смолизация - закрепление песчаных и лессо­вых грунтов синтетическими смолами. Термическое закрепление грунтов - термическая обработка грунтов газообразными продуктами горения жидкого или газообразного топлива, сжигаемого у устья скважи­ны или непосредственно в толще грун­та. Применяют при просадочных и пучинистых грунтах, укреплении откосов насыпей и выемок и устройстве фундаментов из обож­женного грунта. Виды топлива: при­родный газ, соляровое масло или твердое топливо (с. 75-84 [Штоль]).