19. Отвод поверхностных и грунтовых вод

Поверхностные воды образуются из атмосферных осадков (ливневые и талые воды). Различают поверхностные воды «чужие», поступающие с повышенных соседних участков, и «свои», образующиеся непосредственно на строительной площадке.

Территория площадки должна быть защищена от поступления «чужих» поверхностных вод, для чего их перехватывают и отводят за пределы площадки. Для перехвата вод делают нагорные водоотводные канавы или обваловывание вдоль границ строительной площадки в повышенной ее части. Водоотводные канавы должны обеспечивать пропуск ливневых и талых вод определенных расходов. Их устраивают глубиной не менее 0,5 м, шириной 0,5... 0,6 м, с высотой бровки над расчетным уровнем воды не менее чем на 0,1...0,2 м. Для предохранения лотка канавы от размыва скорость движения воды не должна превышать для песка 0,5...0,6 м/с, для суглинка - 1,2... 1,4 м/с. Канаву устраивают на расстоянии не менее 5 м от постоянной выемки и 3 м от временной. Для предотвращения возможного заиливания продольный профиль водоотводных канав делают не менее 0,002. Стенки и дно канав укрепляют дерном, камнями, фашинами.

Для отвода своих поверхностны вод применяют: планировку поверхности складских и монтажных площадок, устройство системы ливневого водостока, принудительный сброс воды с помощью насосов по трубопроводу.

Для отвода грунтовых вод: дренажные системы (при понижении уровня ГВ на небольшую глубину), открытый водослив.

Открытый дренаж применяют при понижении УГВ на глубину 0.3-0.4м. Дренаж устраивают в виде канав глубиной 0.5-0.7 м со слоем крупного песка и гравия толщиной 10-15 см на дне.

Закрытый дренаж - это обычно траншеи с уклонами в сторону сброса воды, заполняемые дренирующим материалом. => большая глубина, закрывается сверху слоем местного грунта, уклон не менее 0.5%.

1-местный грунт; 2-мелкозернистый песок; 3-крупнозернистый песок; 4-гравий; 5-труба из пористого материала или перфорированная; 6 -уплотнительный слой

Открытый водослив – самый простой способ удаление ГВ. Недостатки: снижение естественной прочности основания выемки за счет его размыва водой, наличие воды на дне выемки затрудняет разработку грунта, требуется крепление стенок выемок. При устройстве выемок ниже УГВ желательно осушать водонасыщенный грунт и обеспечивать затем его разработку в нормальных условиях.

Способы водопонижения: закрытый водоотлив (заключается в откачке глубинными насосами из водопонизительных скважин или колодцев, расположенных вблизи будущего или разрабатываемого котлована); водопонижение с использованием легких иглофильтровых насадок; с использованием эжекторных иглофильтр.установок; электроосушение (как дополнительное мероприятие, позволяющее расширить область применения иглофильтровых установок).

Схема скважины-колодца: 1 - привод насоса; 2 - обсыпка; 3 - фильтровая колонна; 4 - водо­подъемная труба; 5 – насос

20. Иглофильтровый способ водопонижения и его разновидности

Иглофильтровый способ водопонижения основан на применении иглофильтровых водопонижающих установок, каждая из которых состоит из ряда иглофильтров, объединенных водосборным коллектором в единую систему, подключенную к насосу. Иглофильтры состоят: стальные трубы d=50…60 мм (легкие иглофильтровые установки ЛИУ) с фильтрующим звеном в нижней части. Стальные трубы погружают в обводненный грунт по периметру будущего котлована в плотных грунтах: сначала бурят скважины, в песчаных и супесчаных: гидравлическим способом, т.е. путем подмыва грунта под режущим наконечником иглофильтра. Иглофильтры при одноярусном их расположении позволяют понизить УГВ до 4-5м, при двуярусном 7-9м. располагают фильтры: 0.5 м от бровки. Узкие траншеи (до 4м) и глубиной до 4.5 метров осушают одним рядом иглофильтров, более широкие – несколько рядов. Расстояния между иглофильтрами назначают в зависимости от свойств грунта и требуемой глубины понижения УГВ в интервале 0.75-1.5м. используют ЛИУ с коэффициентом фильтрации k_f=2…60 м/сут.

А-одноярусное расположение иглофильтров;

б –тоже, многоярусное;

1 – насосная станция;

2 – гибкие шланги;

3 – коллектор;

4 – иглофильтры;

5 – депрессионная воронка

(WL=УГВ)

Эжекторные водопонижающие устройства (ЭВУ).

Более производительный способ водопонижения. Эжекторные иглофильтры отличаются от легких тем, что за счет подачи в кольцевое пространство между наружной и внутренней трубой иглофильтра рабочей воды и затем разного изменения скорости её движения фильтрации насадки создается дополнительное давление?, обеспечивающее дополнительный подсос воды. Эжекторные ВУ применяют в грунтах с коэф.фильтрации 0.05-2 м/сут. Одноярусное расположение таких установок позволяет снизить УГВ на глубину 15-20м.

1-колонна иглофильтра 2-труба 3 – циркуляционный резервуар4 – насос 5 – диффузор 6 – насадка 7- фильтровое звено 8- шаровой клапан

Электроосушение

Для повышения производительности ЛИУ используют метод электроосушения. При этом на расстоянии 0.5-1м от иглофильтров в грунт со стороны котлована погружают стальные трубы/стержни на ту же глубину, иглофильтры подключают к отрицательному полюсу источника постоянного тока, а трубы к положительному. Под действием силы тока, вода, содержащаяся в порах грунте освобождается и перемещается к иглофильтрам. При этом фактический коэффициент фильтрации в 5-25 раз превышает допустимое значение от нормальных условий. Мощность источника тока подбирают исходя из необходимой его силы 0.5-1 Ампер на 1м2 площади электроосмотической завесы при напряжении в сети 30-60 Вольт. Способ электроосушения можно использовать в грунтах с k_f<0.05 м/с

Схема электроосмотического водопонижения:

1 – иглофильтр катод; 2 – металлический стержень-анод; 3 – коллектор; 4 – депрессионная кривая