56.Методы защиты от подтопления. Мероприятия против подтопления территории подразделяются на предупредитель­ные (профилактические) и защитные. Предупредительные мероприятия должны проводиться на всех потенциально подтапливаемых (в соответствии с прогнозом) территориях, они входят в комплекс работ по инженерной подготовке территорий (в от­дельных случаях разрабатываются отдельно). Эффективной предупредительной ме­рой в указанных условиях является горизонтальный дренаж.

Горизонтальный дренаж применяется при неглубоком УПВ и относительно неболь­шом требуемом понижении. Наибольшее распространение получил закрытый гори­зонтальный самотечный трубчатый дренаж, представляющий собой дренажную трубу, уложенную на глубину до 5-6 м с уклоном в траншею (котлован), заполненную фильтрующим материалом (дренажной обсыпкой), отводящей сетью и выпускными устройствами.

В современной практике строительства применяются три основных конструктивных типа горизонтальных трубчатых дренажей:

1.с трубчатой основой из керамических, асбестоцементных, пластмассовых, бе­тонных, чугунных труб с одним-двумя слоями фильтрующей обсыпки из рых­лого сортированного материала - песка, гравия, щебня;

2.с трубчатой основой и фильтрующими обертками из различного типа тканых или нетканых минеральных или полимерных материалов в сочетании с обсып­ками или без них;

3.с применением трубофильтров (трубы с пористыми стенками) в сочетании с об­сыпкой или фильтрующей оберткой (или без таковых - в песчаных грунтах).

Прием воды из пласта производится либо через стыковые зазоры между дренажны­ми трубами, либо через отверстия (круглые, щелевые) в боковой стенке трубы.

Опыт строительства и эксплуатации зданий и сооружений в условиях Северо-Запада, Дальнего Востока и др. показывает, что затопление подвалов, построенных даже на первоначально сухих пылевато-глинистых грунтах с глубоким залеганием подзем­ных вод (d_w>d), является следствием нарушения природного сложения грунтов и утечек из коммуникаций. Высокая влажность указанных грунтов нарушенной струк­туры сохраняется длительное время - практически весь срок эксплуатации здания.

Поэтому почти всегда при проектировании и устройстве фундаментов в условиях се­веро-западных регионов стоит острая проблема осушения строительной площадки, обычно с помощью закрытых горизонтальных дренажей, как во время выполне­ния строительных работ, так и после их завершения в период эксплуатации здания или сооружения. При этом необходим учет водных свойств грунтов.

Важнейшими характеристиками водных свойств грунтов являются:

1. Генезис, вид (]_р), состояние (J_i) грунта {твердое, пластичное, текучее);

2. Пористость (количество, размер и характер - n, е);

3. Влажность грунта (w);

Водопроницаемость (Kф)-способность грунта с той или иной скоростью пропускать через себя воду под действием перепада давления (м/сутки) :

- водонепроницаемый k_ф<0,005 м/сутки,

-слабоводопроницаемый k_ф=0,005- 0,3,

-водопроницаемый k_ф=0,3-3,0,

-сильноводопроницаемый k_ф-3,0-30,

-очень сильноводопроницаемый k_ф>30,0.

Водопроницаемость во времени меняется (суффозия, кольматаж);

4. Влагоемкость - способность поглощать и удерживать воду. Наибольшей влагоемкостью обладают глинистые грунты и торфы;

5. Капиллярность - удерживание в порах воды в напряженном (подвешенном) состо­янии (Н_кап). Наивысшее Н_кап наблюдается в глинистых грунтах ;

6. Вымываемость (суффозия) - вынос частиц грунта (твердого вещества) во взве­шенном состоянии. Чаще всего наблюдается в рыхлых разнозернистых (неоднород­ных) песках;

7. Растворимость - неустойчивость грунтового скелета, приводит к выносу твер­дого вещества грунта в растворенном состоянии (например, в песках);

8. Размокаемость - потеря связности грунта при насыщении водой. Характерна для лессов, морен, некоторых видов супесей и суглинков;

9. Набухание и усадка - соответственно увеличение объема грунта при увлажне­нии и уменьшение при высыхании (характерны для глинистых грунтов);

10. Водоотдача (w_в )- способность отдавать гравитационную воду в виде свободного стока: (в глинах, в крупнообломочных, крупных и средних (чистых) песках — 100%, в песках мелких и пылеватых — 25...50 %, супесях=36%, суглинках =23%);

11. Кольматаж (заиление).

Основными гидрогеологическими параметрами, определяющими закономерности дви­жения подземных вод, являются:

а) пористость (пустотность) n, %,е, д.е, б) водопроницаемость (фильтрация) -k_ф, м/сутки.

54.Влияние искусственных факторов водопонижения.

При строительстве и эксплуатации природный режим грунтовых вод меняется (на­рушается), но чаще всего уровень повышается. Повышение вызывается неудовлетво­рительной организацией или ухудшением естественных условий стока поверхност­ных вод (снятие растительного покрова, перекрытие водотоков, обрыв водосточных труб, асфальтирование), утечками из коммуникаций, наличием подземных сооруже­ний (тоннелей, переходов, шпунтового ограждения и т. п.), возведением гидротехни­ческих сооружений (плотин, водохранилищ). Влияние может быть систематическим, периодическим, временным, эпизодическим (аварийный).

На застраиваемых территориях амплитуда колебания УПВ в 2-2,5 раза больше, чем на незастроенных, что создает ненормальные условия эксплуатации сооружений.

«Верховодка» образуется благодаря наличию неглубоко залегающих линз или плас­тов водоупора, над которыми в период таяния снега или интенсивного выпадения осадков, а также аварийных или постоянных утечек воды из подземных коммуника­ций в результате инфильтрации возникает водоносный горизонт. Воды этого гори­зонта могут быть неподвижными или двигаться по уклону водоупора к месту выхода на поверхность земли или к водоприемнику. Характерными свойствами «верховод­ки» являются ее незакономерное распространение (локальное) и резко изменяющие­ся по временам года состав, уровни, вплоть до пересыхания.

Ненапорные грунтовые воды имеют обычно постоянный горизонт на выдержанном водоупорном слое, но под влиянием интенсивного выпадения осадков, подпора их подземными заглубленными сооружениями и других факторов зеркало их горизонта может повышаться.

Напорные грунтовые воды, или межпластовые водоносные горизонты, находятся между верхними и нижними водоупорами. Воды этих горизонтов образуют мощный капиллярный слой, часто выступающий на поверхность земли. Подтопление подзем­ных сооружений за счет капиллярного увлажнения (Н_кап) в практике строительства встречается довольно часто.

Расположение водоносных горизонтов в большей степени зависит от характера на­пластования и генезиса грунтов (инженерно-геологических условий). Широко рас­пространенные в условиях Северо-Запада ледниковые отложения характеризуются обычно сложными условиями залегания грунтов, большой изменчивостью их литологического состава (как в плане, так и в разрезе), пестротой водоносности (нередко с образованием локальных обводненных зон и линз в практически водоупорных грунтах, а поэтому обладающих местным напором), часто невысокой водопроницае­мостью, слабой водоотдачей, большой высотой капиллярного поднятия (Н_кап).

Подземные воды характеризуются:

А - областью (условиями) питания (осадки, водоем, утечки и др.);

Б - областью распространения;

В - условиями разгрузки;

Г - формой залегания (тип скопления): грунтовый поток, грунтовый бассейн, грун­товый поток с бассейном, в линзах;

Д - закономерным (зональностью) или незакономерным (атональностью) характером;

Е - типом: естественный, техногенный, смешанный, прибрежный, водораздельный,

предгорный, мерзлотный и др.;

Ж - направлением движения потока;

3 - режимом (глубина залегания, уровень, расход, состав, скорость движения, тем­пература и др.).

Эти сведения устанавливаются на основе инженерно-геологических изысканий и про­гнозных расчетов.