1 Выбор способа водопонижения. Расчётная схема

В соответствии с [5, п.2.1] на вновь строящихся и реконструированных объектах следует предусматривать производство работ по искусственному понижению УГВ.

Согласно рекомендациям [6, табл. 41,4] в зависимости от притока подземных вод и вида грунта, осушение котлована может быть осуществлено с применением открытого водоотлива, элетроосмоса, лёгких иглофильтровых установок (ЛИУ), буровых скважин с насосами, дренажных систем.

Открытый водоотлив применяется при разработке не глубоких котлованов и не значительном притоке подземных вод в водонасыщенных, скальных, обломочных или галечных грунтах. При открытом водоотливе хорошо применяются центробежные насосы.

Открытый водоотлив организуют следующим образом: по периметру котлована устраивают дренажные водосборные канавки с уклоном 0.001-0.002 в строну приямков, из которых по мере поступления вода откачивается с помощью насосов.

По мере разработки котлована приямки постепенно заглубляются вместе с канавками. Для исключения нарушения природной структуры грунтов основания, вода не должна покрывать дно котлована.

В мелкозернистых грунтах открытый водоотлив приводит к оплыванию откосов, котлованов и траншей, к разрыхлению грунта в основаниях зданий и сооружений. Здесь целесообразно применить глубинное водопонижение УГВ.

ЛИУ используют для глубинного водопонижения (h=4÷ 5м.) в песчаных грунтах. При этом способе углы фильтрации располагают по периметру котлована с шагом 0.8÷1.5м. Откачку воды иглофильтров производят с помощью вихревого насоса через всасывающий коллектор. При этом вокруг каждого иглофильтра образуются депрессионное воронки, которые соединяясь, приводят к понижению УГВ.

Рисунок 1 – Схема строительного котлована

1 ⌐ Начало потока

2 ⌐ Конец потока

1. ⌐ Строительный котлован

2. ⌐ Водоотводящий лоток

3 ⌐ Зумпф (водосборный колодец)

4 ⌐ Всасывающая линия насоса

5 ⌐ Центробежный насос

6 ⌐ Напорная (нагнетательная) линия

7 ⌐ Ливневой коллектор

1. Фильтрационный расчёт

Фильтрацией называется движение жидкости сквозь пористую среду. Вода в поры может попасть различным образом. Например, в виде дождя вертикальные составляющие при этом называются инфильтрацией. Грунтовая волна может быть задержана слоем водонепроницаемого грунта (глина, скала). Вода далее будет двигаться у поверхности водонепроницаемого слоя, называемого водоупором.

На рис.1 показана схема несовершенного котлована, у которого дно не доведено до водоупора, здесь фильтрующаяся вода поступает в колодец не только через его боковые стенки, но и через дно.

1. Построение кривой депрессии

Кривую депрессии можно построить по уравнению, вытекающему из уравнения Дюпюи, при этом выясняется величина радиуса влияния R. Понятие радиуса влияния котлована носит несколько условный характер, это расстояние до точек, где влияние колодца на положение УГВ (уровень грунтовых вод) прекращается. Величину R иногда назначают по данным инженерно-геологических изысканий в зависимости от рода грунта, но это более точные значения R.

Определим R по эмпирической формуле В.Зихарда:

R=3000S√K, м, (1)

где S=Zг.в - Zк= 27,6 – 26,0 = 1,6м. ⌐ глубина откачки.

К= 0,2 М/сут. = 0,23 10^-5 м/с ⌐ коэффициент фильтрации.

R= 3000 1,6 = 7,28м.

Строим кривую депрессии по уравнению.

Y²= H₁² - X, (2)

где H₁= 4,1м. ⌐ расстояние от УГВ до водоупора.

Н₂= 2,5м. ⌐ расстояние от дна котлована до водоупора.

Х,Y ⌐ задаваемые и искомые координаты кривой, рис.2.

Вычисления сводятся в таблицу 2. По данным таблицы 2 вычерчивается кривая депрессии, рис.2.

Таблица 2 ⌐ Построение кривой депрессии

X,м	0	1	2	3	4	5	6	7,28
Y2	16,81	15,37	13,91	12,47	11,02	9,58	8,13	6,25
Y,м	4,1	3,92	3,73	3,53	3,31	3,1	2,85	2,5