4 Осушительная система
4.1 Регулирующая и водопроводящая сети
Осушительная система – комплекс
организационно технических мероприятий
и сооружений для регулирования
влажностного режима избыточно увлажненных
земель. Основным параметром при осушении
служит норма осушения
- это минимально безопасное расстояние
от поверхности земли до пониженного
уровня грунтовых вод. Величина её зависит
от характера использования осушаемой
территории. Так, норма осушения для
застраиваемых и застроенных территорий
зависит от климата, глубины заложения
фундаментов зданий, подвалов и подземных
сооружений и находится в пределах от
h=1÷4м (жилые районы)
до 10÷20м (промышленные подземные
сооружения).
Осушительная система состоит из: регулирующей, водоотводящей, ограждающей сетей; дорог, гидротехнических и природоохранных сооружений; средств коммуникаций, контроля и управления; производственных и жилых зданий и построек службы эксплуатации.
Регулирующая сеть принимает избыточные поверхностные и грунтовые воды с защищаемой территории и отводит их в водоотводящую сеть. Регулирующая сеть может быть открытой (каналы) и закрытой (дренаж).
На практических занятиях будет рассматриваться закрытая регулирующая сеть, как наиболее распространенная на городских и промышленных территориях.
Основными водоприемными элементами закрытой дренажной сети являются водопроницаемые трубы – дрены.
Водоотводящая сеть предназначена для приема воды, поступающей из регулирующей сети. Она может состоять из магистрального канала, закрытых и открытых коллекторов. Расположение в плане элементов проводящей сети зависит от рельефа местности, метода осушения, использования территории.
Коллекторы рекомендуется располагать обычно вдоль проездов и дорог.
В ходе выполнения практических заданий проводящую сеть, следует выполнять из закрытых коллекторов. Закрытые коллекторы зачастую выполняются из перфорированных труб, тогда они также выполняют функцию дрен. Закрытые коллекторы строят из пластмассовых, бетонных, железобетонных, асбестоцементных труб. Уклон труб коллектора назначается из условия обеспечения допустимых скоростей воды в нем. Из условия не заиления допустимый минимальный уклон коллектора 0,002-0,003. При составлении схемы площадной системы дренажа с целью сокращения длины, дрены следует располагать по обе стороны от коллекторов.
4.2 Типы и системы дренажей
В зависимости от характера пространственного расположения водоприемных и водоотводящих конструктивных элементов различают горизонтальный, вертикальный и комбинированный типы дренажей.
Горизонтальный тип дренажа (рисунок 1) – наиболее распространенный, это трубы - дрены, уложенные в траншеи на определенную глубину ниже уровня грунтовых вод с уклоном, обеспечивающим самотечный сток воды в водоотводящую сеть. Горизонтальный дренаж устраивают открытым способом до глубины 5,0÷6,0 м, реже 8,0 м, при закрытом способе – до любой необходимой глубины.
Вертикальный дренаж (рисунок 2) – представляет собой ряд или группу вертикальных колодцев выполненных в водоносном слое, откуда вода откачивается насосом или сифоном с помощью всасывающей трубы. Вертикальный дренаж применятся в тех случаях, когда устройство горизонтального дренажа является экономически нецелесообразными, или представляется затруднительным либо невозможным вследствие высокой плотности застройки защищаемой территории.
а.
б.
Рисунок 1 – Горизонтальный дренаж: а. схема устройства; б. фото строительства
1 - дренажная труба; 2 - щебень фр. 20-40 мм; 3 - фильтр из геотекстиля; 4 - песок с К ≥ 5 м/сут; 5 - местный грунт
Вертикальный дренаж перехватывает грунтовые воды различных по водопроницаемости пластов и при любой их мощности. Вертикальный дренаж рекомендуется применять: в обводненных грунтах достаточно высокой проницаемости (с коэффициентом фильтрации более 5 м/сут), мощности обводненных пород, превышающей несколько метров, и глубине залегания водоупора свыше 8 - 10 м; при двухслойном строении обводненной толщи пород, когда верхний слой сложен слабопроницаемыми глинистыми породами мощностью несколько метров, а нижний - хорошо проницаемыми породами; при многослойном строении обводненной толщи пород значительной (более 10 м) мощности.
а.
б.
Рисунок 2 – Вертикальный дренаж: а. схема устройства колодца; б. схема понижения УГВ вертикальным дренажем
1 – колодец смотровой; 2 – задвижка; 3 – всасывающий трубопровод; 4 – оголовок; 5 – всасывающая труба; 6 – наставная труба; 7 – фильтр; 8 – отстойник; 9 – обсадная труба; 10 – фильтровая труба 9 - депрессионные кривые; 10 - вертикальные дренажные колодцы; УГВ – уровень грунтовых вод до устройства дренажа
Комбинированный дренаж (рисунок 3) – состоит из горизонтальной дрены с рядом вертикальных самоизливающихся скважин. Горизонтальные дрены при этом, как правило, выполняю также функцию водоотвода. Комбинированный дренаж применяют при наличии в основании верхней слабопроницаемой толщи пород хорошо проницаемого слоя, при этом горизонтальная дрена укладывается на глубине до 6,0-8,0 м.
Рисунок 3 – Конструктивная схема комбинированного дренажа
1 - горизонтальная дрена; 2 - вертикальная самоизливающаяся скважина; 3 - смотровой колодец; 4 - фильтрующая обсыпка; 5 - цементный лоток
Каждый из типов дренажей может быть совершенным и несовершенным. Траншеи совершенного горизонтального дренажа прорезает водоносный слой до водоупора, а дрена лежит на водоупоре. При несовершенном дренаже дрена лежит в водоносном грунте, т.е. траншея до водоупора не доходит. При совершенном вертикальном дренаже скважины доходят до водоупора, а при несовершенном частично проникают в водоносный слой.
Дрены объединяются в системы дренажей разновидностями, которых являются однолинейные, двухлинейные, площадные (систематические) и кольцевые (контурные).