7. Понижение уровня грунтовых вод

Водоотвод выполняется для защиты выемки от поверхностных вод путем устройства водоперехватывающих нагорных и водоотводящих канав или системы дренажей. Продольный уклон лотков или канав назначают в зависимости от рельефа местности и принимают равным не менее 0,003. На размеры лотков или канав и на методы их укрепления влияют приток воды и скорость течения. При этом, вокруг места будущей выемки или только с нагорной стороны устраивают водоотводные канавы так, чтобы поступающая в них вода отводилась в пониженные точки местности. Стенки и дно канав при необходимости укрепляют различными материалами – дерном, камнем, деревом, фашинами и т.п. Водоотлив применяют при незначительном притоке воды в выемки. Открытый водоотлив применяют для откачки воды непосредственно из котлованов или траншей насосами. При открытом водоотливе грунтовые воды просачиваются через откосы, дно котлована и направляются по прорытым водосборным канавам или лоткам к специально устроенным в пониженной части котлована приямкам, называемым зумпфами, откуда вода выкачивается насосами соответствующей производительности.

Искусственное понижение уровня грунтовых вод является более совершенным, но и более сложным методом борьбы с притоком воды в выемку. Понижение уровня грунтовых вод обеспечивают путем непрерывной откачки из специальных скважин, расположенных вокруг котлована или вдоль траншеи и оканчивающихся ниже дна выемки. Метод применяют в грунтах с высоким коэффициентом фильтрации (более 2 м/сут).

Иглофильтровый способ искусственного понижения грунтовых вод реализуется с использованием легких иглофильтровых установок, состоящих из стальных труб с фильтрующим звеном в нижней части, водосборного коллектора и самовсасывающего вихревого насоса с электродвигателем

Вакуумный способ водопонижения реализуют применением вакуумных (эжекторных) водопонизительных установок. Эти установки используют для понижения уровня грунтовых вод в мелкозернистых грунтах (мелкозернистые и пылеватые пески, супеси, илистые и лессовые грунты с коэффициентом фильтрации 0,02…1 м/сут), в которых применение легких иглофильтровых установок нецелесообразно. При работе вакуумных водо- понизительных установок вакуум возникает в зоне эжекторного иглофильтра

Электроосмос используют для расширения области применения иглофильтровых установок в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 0,05 м/сут. В этом случае наряду с иглофильтрами в грунт на расстоянии 0,5...1 м от иглофильтров со стороны котлована погружают стальные трубы или стержни на глубину, идентичную погружению иглофильтров. Иглофильтры подключают к отрицательному (катод), а трубы или стержни – положительному полюсу источника постоянного тока (анод) (рис. 2.5). Электроды размещают относительно друг друга в шахматном порядке. Шаг анодов и катодов в своем ряду принимают одинаковым в пределах 0,75...1,5 м.

Для понижения уровня грунтовых вод на глубину более 20 м применяют водопонижающие скважины. Скважины устраивают в обсадных трубах диаметром до 400 мм и оборудуют фильтрами. Воду из скважин откачивают высоконапорными насосами. Нередко при интенсивной откачке грунтовых вод в районе строительства нарушаются гидрогеологические условия, могут произойти нарушения действующих водозаборных систем, осушение родников и т.д. Продолжительные откачки грунтовых вод особо опасны на застроенных городских территориях, так как они могут вызвать оседание земной поверхности, деформации зданий и сооружений. Поэтому выбор способов защиты земляных сооружений от воздействия подземных вод должен сопровождаться анализом и разработкой соответствующих природоохранных мероприятий.