26.4. Особенности проектирования сооружений и сетей водоотведения для строительства на просадочных грунтах

Опыт эксплуатации сетей водоснабжения и водоотведения, постро­енных на лессовых просадочных грунтах, показывает, что в результате не­правильного применения технологий по строительству данных сетей де­формировалось большое количество трубопроводов. В процессе деформа­ции разрушаются стыковые соединения трубопровода, увеличиваются утечки воды, что в свою очередь вызывает увеличение просадок лессовых грунтов, залегающих в основании сетей и сооружений. Возможная утечка, в том числе и аварийная, вод из сетей водоотведения неизбежно приведет к увлажнению грунтов оснований. В просадочных грунтах локальное увлаж­нение вызовет неравномерную просадку основания, а это, в свою очередь, неизбежно вызовет дополнительное силовое воздействие на конструкцию трубопроводов и сооружений. В связи с этим возникает необходимость выявления величины ожидаемой деформации лессовых просадочных 1рун-тов в основании сетей водоотведения, вызванных возможными аварийными утечками вод.

В результате сложного комплекса физико-химического взаимодей­ствия сточных вод с лессовыми просадочными грунтами последние прини­мают новые свойства. Исходные характеристики лессового просадочного

прунта при этом претерпевают определенные изменения, связанные с уп­лотнением в результате увлажнения сложными по составу и свойствам сточными водами. Структурные связи в лессовых просадочных фунтах представляют собой, в основном, хрупкие необратимые связи, создаваемые различными солями. Солевые структурные связи неустойчивы к увлажне­нию водой. В фунтах, замоченных кислотными растворами, величина сце­пления снижается, а в фунтах, замоченных щелочными растворами - уве­личивается.

По скорости проявления и по величине ожидаемой деформации в лессовом просадочном фунте при его замачивании различными сточными водами могут резко отличаться от просадочных деформаций, возникающих в них при увлажнении водой. Большую роль среди химических реакций ифает растворение структурных связей лессовых фунтов при увлажнении их афессивными сточными водами. В зависимости от характера протека­ния этих реакций проходят и структуктурные деформации в лессовых про­садочных фунтах.

Природа просадочного процесса в лессовых фунтах обусловлена действием различных факторов, к числу которых на ряду с известными, относятся процессы растворения и выщелачивания легкорастворимых и среднерастворимых солей, в результате чего ослабляются кристаллиза­ционные связи, повышается пористость фунта с протеканием значитель­ных просадочных деформаций. В случае утечки при транспортировке сточ­ных вод, содержащих растворенные кислоты или щелочи, наблюдается из­менение химических реакций, протекаемых в фунтах оснований трубопро­водов. При попадании в фунт щелочных стоков происходит нейтрализа­ция свободной углекислотой и бикарбонатами, в то время как кислоты, взаимодействуя с бикарбонатами кальция, повышают содержание свобод­ной углекислоты.

В зависимости от типа просадочного фунта водоотводящие сети прокладываются либо обычным способом (первый тип), либо с дополни­тельными требованиями. Необходимым требованием перед началом строи­тельства сетей и сооружений является обеспечение беспрепятственного стока атмосферных вод со всей территории строительной площадки. Во время производства работ устраивается организованный отвод атмосфер­ных вод через постоянно действующие ливневые сети с естественной ут­рамбованной поверхности. В случае возникновения местной просадки фунта, работы прекращаются до устранения источников замачивания фунта и стабилизации просадочного процесса.

При прокладке водоотводящих сетей параллельно фундаментам сооружений, расстояние по горизонтали до фундаментов зависит от толщи­ны просадочного слоя фунта и диаметра трубопровода.

В стесненных условиях тубопроводы прокладывают в водонепро­ницаемом канале с уклоном канала в сторону контрольного колодца не ме­нее 0,02.

При прокладке сетей водоотведения грунты второго типа по проса-дочности уплотняют на глубину 20...30 см для случая возможной про­садки от собственного веса грунта до 40 см. Для ожидаемой величины про­садки более 40 см, кроме уплотнения, сооружают водонепроницаемое ос­нование с дренажным слоем толщиной 10 см, отводящим аварийные воды в нейтральные колодцы и устройства. В месте стыковых соединений тран­шею углубляют вытрамбовыванием.

При просадке грунта более 40 см для самотечных трубопроводов систем водоотведения применяются керамические, напорные и безнапор­ные железобетонные и асбестоцементные трубы. Для напорных трубопро­водов используются чугунные и напорные полиэтиленовые трубы.

На рисунках 26.1, 26.2, 26.3 показаны стыковые соединения труб и места их примыкания к стенкам колодцев и сооружений при прокладке в просадочных грунтах.

Г) 2 '

а )

_ж

>	<

Д ля технического обслуживания и осуществления контроля за утечками из трубопроводов устанавливают контрольные колодцы. Основа­ния под колодцы, при прокладке в просадочных грунтах 2-го типа уплот­няют на глубину до 1 м с устройством водонепроницаемого днища и стен, расположенных ниже трубопроводов. Внутреннюю поверхность колодцев гидроизолируют двумя слоями горячего битума по предварительно огрунтованной поверхности. Конструкция заделки труб в стенки колодцев (рис. 26.2) должна обес­печивать плотное соединение и незави­симость между просадками колодца и трубопровода. Обратную засыпку пазух котлована производят только местным глинистым грунтом слоями толщиной по 0,2 м с уплотнением каждого слоя при оптимальной влажности грунта, указан­ной в проекте. Плохое уплотнение пазух приводит к появлению дополнительных боковых усилий, смещению или сдвигу трубопровода или строительных конст­рукций. Конструкции канализационных выпусков из сооружений в условиях про­садочных грунтов имеют свои особенно­сти, определяемые условиями работы сооружений. Высоту отверстия для тру­бопровода определяют по формуле:

B = h + d_H +100 мм,

где h -высота, устанавливаемая конст­руктивным расчетом в зависимости от возможной просадки сооружения, мм;

d_H - наружный диаметр трубопровода с

учетом гидроизоляции и покровного слоя, мм.

Диаметр отверстия под трубу принимают обычно равным 400 мм. Стенку, как правило, обмазывают горя­чим битумом в 2-3 слоя и устраивают глиняный замок толщиной не менее 500 мм. Отверстие в стене заполняют грану­лированной минеральной ватой на би­тумной мастике с добавлением 5 % кау­чукового латекса или резинового клея. В качестве связующего компонента можно

и спользовать раствор битума на уайт-спирите (52%) или бензина (22%) с добавлением мелкого заполнителя (26%). Трубопровод, примыкающий к зданию, устанавливают не менее чем на 500 мм выше подошвы фундамен­та. Зазор между трубопроводом и перемычкой над проемом должен состав­лять не менее 200 мм.