18. Сущность строительного водопонижения. Открытый водоотлив и дренаж.

Выемки от поверхностных вод защищают путем устройства водоперехватывающих нагорных и водоотводящих канав или системы дренажей. На размеры лотков или канав и на методы их укрепления влияют приток воды и скорость течения.

Водоотлив применяют при незначительном притоке воды в выемки. Осушение выемки открытым водоотливом заключается в том, что при разработке котлована в водоносном грунте подошве выемки придают небольшой уклон к устраиваемому в самой пониженной части приямку (зумпфу), из которого воду откачивают насосами поршневым, диафрагмовым или центробежным, и отводят по лоткам или водоотводным канавам от выемки. Затем разработку котлована ведут наклонными слоями с заглубленным зумпфом. Зумпф устраивают в специальном отсеке траншеи, называемом усом.

Открытый водоотлив используют в глинистых и пылеватых грунтах с коэффициентом фильтрации менее 1м/сут. Применение его ограничено из-за того, что в выемке практически всегда присутствует вода, усложняющая производство работ и нарушающая устойчивость грунтового массива.

Схема открытого водоотлива: а – из котлована, б – из траншеи, 1 – зумпф, 2 – ус

В случаях сильного обводнения площадки грунтовыми водами с высоким уровнем горизонта площадку осушают с помощью открытого или закрытого дренажа

1 – местный грунт, 2 – мелкозернистый песок, 3 – крупнозернистый песок, 4 – гравий, 5 – труба из пористого материала, 6 – уплотненный грунт

18. Глубинное водопонижение: иглофильтровый способ.

Иглофильтровый способ искусственного понижения грунтовых вод реализуется с использованием иглофильтровых установок, со­стоящих из стальных труб, погруженных в обводненный грунт по периметру котлована или вдоль траншеи. К нижней части трубы прикреплено фильтрующее звено, которое состоит из наружной перфорированной и внутренней глухой трубы. Наружная труба внизу имеет наконечник с шаровым и кольцевым кла­панами. На поверхности земли иглофильтры присоединяют водосборным коллектором к насосной установке (обеспеченной резервными насосами). При работе насосов уровень воды в иглофильтрах понижается; из-за дрени­рующих свойств грунта он понижается и в окружающих грунтовых слоях, образуя новую границу УГВ. Поступая к наконечнику, вода опускает шаровой клапан, а кольцевой клапан, отжимаемый при этом кверху, закрывает зазор между внутренней и наружной трубами. Выходя из наконечника под давлением, струя воды размывает грунт и обеспечивает погружение иглофильтра. Когда вода всасывается из грунта через фильтро­вое звено, клапаны занимают обратное положение.

Применение иглофильтровых установок наиболее эффективно в чистых песках и песчано-гравелистых грунтах. Наибольшее понижение уровня грун­товых вод, достигаемое в средних условиях одним ярусом иглофильтров, составляет около 5 м. При большей глубине понижения применяют двухъя­русные установки.

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