Водопонижение в строительстве способы

Нередко главными причинами переноса сроков строительства становятся обильные осадки и высокий УГВ, из-за которых котлованы заполняются водой, что препятствует проведению запланированных работ. В таких ситуациях дело может закончиться даже штрафными санкциями. Единственным рациональным решением будет осушение котлована и понижение уровня грунтовых вод. Речь идет о целом комплексе мер, главной задачей которого является минимизация негативного эффекта и финансовых расходов.

Классификация способов водопонижения с учетом глубины провидения работ

В подавляющем большинстве случаев при отведении воды из котлованов применяют несколько основных технологий. И здесь ключевой фактор – это рабочая глубина, на которой осуществляются необходимые манипуляции и процессы.

Способ водопонижения	Особенности
Поверхностное	Даже в наши дни с учетом развития и активного внедрения передовых технологий эта методика остается не только самой простой и наименее затратной, но и наиболее распространенной. Конечно же, она актуальна только при определенных условиях. Заключается технология в том, что по периметру котлована возводят шпунтовые стенки для ограничения поступления воды и ее перенаправления. Однако в такой ситуации она может просачиваться на уровне дна, откуда ее удаляют при помощи насосов. Второй вариант – это рытье водоотводных (дренажных) траншей. По ним вода отводится в специальные зумпфы (колодцы). Главный минус заключается в том, что со временем (достаточно быстро) борта траншей разрушаются, а это требует выполнение дополнительных работ.
Подземное	Этот способ откачки ГВ, именуемый также закрытым, предусматривает обустройство приемных колодцев на подготовительном этапе. В эти предварительно пробуренные на нужную глубину скважины помещают погружные насосы. И стоит заметить, что данный метод является, пусть и трудоемким, требующим строго соблюдения техники безопасности на всем объекте, но при этом максимально эффективным.
Комбинированное	В данном случае имеется в виду комплексный подход к водопонижению котлована. Прибегать к подобным мерам приходится, когда один из двух описанных выше методов не дал желаемого эффекта. Как показывает практика, совместное применение поверхностного и подземного способов является максимально эффективным.

Осушение 3 котлованов на 2х объектах. Строительное водопонижение при строительстве.

Также стоит упомянуть предварительное и параллельное водопонижение. В первом случае речь идет о мероприятиях, проводимых задолго до начала строительных работ. Второй вариант предусматривает реализацию мер по водоотведению из котлованов вместе со строительством.

Способы водопонижения котлованов по методу выполнения работ

В данном случае можно выделить следующие варианты водоотведения из котлованов и понижения уровня грунтовых вод:

• Подземные системы, осуществляющие откачку воды через скважины диаметром от 0,1 до 0,75 м. данная технология актуальна в ситуациях, когда фильтрационная способность грунта составляет не менее 2 м в сутки. Сама же вода откачивается при помощи гравитационного или вакуумного насосного оборудования, за счет чего понижается уровень в самом котловане.
• Уплотнение грунта путем его заморозки, цементации, битумизации или же закачивания жидкого стекла. В данном случае ключевой и неоспоримый плюс – это практически бессрочный эффект, если не считать вариант с заморозкой. Такой способ водопонижения в котлованах применяют при строительстве крупных объектов, включая подземные.
• Электроосмос. В грунт вводятся металлические стержни, на которые подается электрический ток для создания электромагнитных полей, воздействующих на водные потоки.
• Пневматическое водопонижение, именуемое также отжатием грунта и наиболее актуальное для неоднородной среды с наличием пустот. Под давлением сжатого воздуха воду отводят в горизонтальной и вертикальной плоскостях, после чего перекачивают ее за пределы объекта при помощи насосов. Это быстрый и достаточно эффективный метод, минус которого состоит в том, что эффект краткосрочен.

И одним из самых популярных на сегодня способов является применение иглофильтровых установок. По периметру или вдоль котлованы заглубляют иглофильтры, соединенные в одну сеть гибкими шлангами. В зависимости от типа грунта, их погружают гидравлическим способом (за счет размытия и собственного веса) или же с предварительным бурением скважин. Существуют легкие (мобильные) и эжекторные системы.

Устройство котлована. Водопонижение иглофильтрами.

Выбор технологии водопонижения

В большинстве случаев именно от того, насколько правильно был выбран конкретный способ выполнения работ, ориентированных на водоотвод, зависят сроки строительства. При этом специалисты, анализируя актуальность той или иной технологии, учитывают следующие ключевые критерии:

• Размеры и контуры объекта.
• Место отвода воды.
• Степень водопроницаемости грунта.
• Конечный уровень водопонижения.
• Данные, полученные в результате проведения инженерных гидрогеологических изысканий.
• Сроки проведения работ.
• Наличие и конструктивные особенности зданий и других конструкций в непосредственной близости от котлована.
• Технические характеристики используемого оборудования.

Помимо всего перечисленного, важно учитывать, запланировано разовое водопонижение котлована или необходима будет регулярная откачка. В некоторых ситуациях водоотвод осуществляется постоянно, вплоть до завершения нулевого цикла строительства.

Источник: k2msk.ru

Водопонижение и водоотлив на строительной площадке

Естественное состояние природного грунта может быть твёрдым и жидким. Между этими состояниями происходит постоянное противодействие. Та или иная фаза становится преобладающей, в зависимости от климатических условий или сезона.

Чтобы обеспечить комфортное пользование земельными участками, нередко приходится использовать методы искусственного понижения грунтовых вод

Прежде чем приступать к строительству того или иного объекта, необходимо подготовить площадку к последующим действиям, в частности провести такие мероприятия, как водоотведение и водопонижение.

Некоторые виды работ можно вести в затопленном водой котловане, например разработку грунта из-под воды при сооружении опускных колодцев, разработку или отсыпку насыпей гидромеханичекким способом.

Но в большинстве случаев при производстве строительных работ избыток влаги не допускается. В некоторых случаях после технического или экономического обоснования защита котлована или траншеи от грунтовых вод не делается, а поступающую воду удаляют методом открытого водоотлива.

Зачастую при производстве работ в грунтах различный напластований, различной степени водонасыщенности эффективнее применение двух способов одновременно. Например, открытый водоотлив часто сочетается со шпунтовым ограждением. Способ довольно трудоемок и требует дефицитного материала для изготовления шпунта (металл, лес).

В некоторых случаях просачивание воды через стенки и дно котлованов и траншей не допускается, так как вызывает пучение грунтов, вынос их частиц, уменьшение или потерю устойчивости откосов. В этих случаях применяют грунтовый водоотлив с помощью водопонизительных установок: легких иглофильтровых (ЛИУ), электорных иглофильтровых (ЭИУ), вакуумных иглофильтровых (ВИУ), водопонижающих скважин с глубинными насосами, электроосушеним, дренированием.

Выбор способа борьбы с грунтовыми водами зависит от величины притока их к котлованам и траншеям, размеров последних, характера грунтов, геологического строения и мощности слоев, глубины выемки, методов выполнения работ, сроков строительства и т.д.

Способ водоотлива или водопонижения рекомендуется принимать в соответствии с табл. 1 (1, стр. 141), а в табл. 2 приводятся рекомендации по выбору типа противофильтрационных завес.

Котлованы или траншеи могут быть совершенными или несовершенными. Совершенным (траншея) котлован называется если его дно заглублено в водоупор или совпадает с ним. Несовершенный котлован (траншея) такой, дно которого не доходит до водоупора и имеется приток воды не только через стенки, но и дно выемки. (Рис. 1 а, б, в, г).

Таблица 1. Рекомендации по выбору систем водоотлива и водопонижения

№ п/п	Характеристика грунта	Коэффициент фильтрации, м/сут.	Глубина понижения уровня грунтовых вод
До 4-5 м	До 18-20 м	Свыше 18-20м
1.	Глина	—	Электроосушение
2. 3.	Суглинки супеси	0,005-0,4 0,2-0,7	Легкие одноярусные иглоф. Установки и элекорные иглофильтры	Многоярусные иглофильтровые установки и электорные иглофильтры
4. 5. 6.	Песок мелкозернистый Мелкий Средний	1,2-2,0 2,0-10,0 10,5-25,0	Одноярусные ЛИУ	Многоярусные ЛИУ и ЭИ	Буровые колодцы с артезианскими погружными насосами
7. 8. 9.	Песок: Крупный Гравелистый Гравий с песком	25-75 50-100 75-150	Буровые скважины с центобежным насосом	Буровые колодцы с артезианскими погружными насосами
10. 11.	Гравий чистый Галечник чистый	100-200 100-200	Поверхностный водоотлив	Буровые колодцы с погруж ными насосами
12.	Многослойная водонасыщенная толща. Чередование пород разной водопроницаемости	—	Поверхностный водоотлив сочетании с
Одноярусными ЛИУ	Многоярусными ЛИУ	Буровыми колодцами с погружным артезианским насосом

Таблица 2. Рекомендации по выбору противофильтрационных завес

№п/п	Вид и состояние грунта	Коэффициент фильтрации, м/сут.	Рекомендуемая к установке фильтрационная завеса
1.	Песчаные водонасыщенные и сухие пески	2,0-80	Двухстворная силикатизация из жидкого стекла
2.	Мелкие пылеватые сухие и водонасыщенные пески	0,5-50	Однорастворная силикатизация из жидкого стекла и фосфорной кислоты, смолизация
3.	Лессовые грунты сухие (выше уровня грунтовых вод)	0,1-20	Однорастворная силикатизация из жидкого стекла
4.	Лессовые грунты с газопроницаемостью 10-20см/мин, залегающие выше уровня грунтовых вод	—	Термический способ (раскаленные газы для стекания грунта)
5.	Трещиноватые и кавернозные скальные и песчано-гравелистые грунты	—	Цементация, битумизация
6.	Водонасыщенные грунты	—	Искусственное замораживание (аммиачно-холодильные установки)
7.	Металлический и деревянный шпунт	В зависимости от грунтов	Водоотлив насосами

а) безнапорная совершенная траншея; б) безнапорная несовершенная траншея; в) напорная совершенная траншея; г) напорная несовершенная траншея.1.-водоносный горизонт, 2- кривая депрессии,h– глубина траншеи ниже уровня грунтовых вод,h1– толщина слоя воды в траншее при водоотливе,h2– уровень воды в траншее относительно границы активной зоны,H– уровень грунтовых вод над водоупором, Н1– пьезометричесекий уровень грунтовых вод, Н2= h– граница активной зоны,R– радиусы влияния, ПУ ГВ – пьезометрический уровень грунтовых вод,m– толщины напорного водоносного слоя.

Для определения величины притока грунтовых вод выделяют следующие виды выемок:

– траншеи и вытянутые узкие котлованы прямоугольной в плане формы;

– широкие котлованы квадратной, прямоугольной, круглой и других распластанных в плане форм.

К первой группе относят выемки с отношением ширины к длине 1:10 и менее, ко второй – большим чем 1 :10.

В зависимости от гидравлического состояния водоносного пласта котлованы разрабатываются в условиях напорных или, чаще встречающихся, безнапорных грунтовых вод.

Водоотведение осуществляется с помощью специального оборудования и устройств: насосов (погружного типа), мотопомп, иглофильтров и пр. Данные мероприятия необходимо проводить на площадках с высоким уровнем грунтовых и поверхностных вод, подготавливая территорию к дальнейшей застройке.

Благодаря правильно выполненному водоотведению вероятность затопления котлована сводится к нулю. В работе специалисты используют разные технологии и материалы. Например, при обустройстве дренажной системы траншеи засыпаются галькой, щебенкой, гравием и др. В некоторых случаях используют трубы из пластика или керамики (при слишком высоком притоке воды и пр.).

Выкопанные и подготовленные траншеи подводятся к колодцам или другим сооружениям, из которых вода откачивается насосами и механическими помпами. Поверхностная откачка эффективна не во всех случаях, поэтому если нужно предотвратить поступление воды в котлован, выполняется искусственное понижение ее уровня – водопонижение.

Для того чтобы снизить уровень грунтовых вод, используются разные технологии, но самое востребованное и эффективное решение – это применение иглофильтров. Данный способ подходит не только для решения задач на строительных площадках, но также успешно практикуется в сельском и коммунальном хозяйстве.

Иглофильтры представляют собой трубы разного диаметра и размера, оснащенные фильтрами, которые защищают оборудование от загрязнения песком, грунтом и пр. Длина и диаметр иглофильтров подбираются в зависимости от состояния грунта, которые предстоит осушить. Трубы устанавливают в вертикальном положении, подключая их к насосному оборудованию.

Используемое в мероприятиях по водопонижению оборудование стоит достаточно дорого, и если компания нечасто выполняет подобные работы, она может брать необходимые устройства в аренду. Например, можно арендовать нужное количество иглофильтров, чтобы подготовить площадку под строительные работы. Все устройства доставляются заказчику на объект в отличном техническом состоянии.

В грунтах, хорошо пропускающих воду и не удерживающих крутые откосы, целесообразно применять искусственное водопонижение с помощью дренажных устройств или иглофильтровых установок. Это грунты, имеющие коэффициент фильтрации Кф более 2м/сут (прил. 5). Иглофильтры обеспечивают понижение УГВ до 5м (при одноярусном понижении). Обычно понижают УГВ на 0,5м ниже дна котлована.

Легкие иглофильтровые установки (ЛИУ) состоят из набора стандартного оборудования, поэтому в большинстве случаев параметры установок принимают конструктивно, без фильтрационных расчетов, исходя из геологических условий (см. прил. 5) и размеров котлована. Шаг иглофильтров и длины всасывающих коллекторов для кольцевых установок (вокруг котлована) можно подобрать по данным, приведенным в приложении 6.

Количество насосных агрегатов назначают в зависимости от принятого типа установки и длины всасывающего коллектора, который объединяет иглофильтры, расставленные вдоль котлованов. В грунтах с Кф менее 3 м/сут расстояние между иглофильтрами не должно превышать 0,75 м.

2 Устройство открытого водоотлива

Открытый водоотлив применяют при разработке грунтов, обеспечивающих устойчивость откосов, а также в слабых песчаных грунтах, но с креплением откосов. Основными элементами водоотлива являются водосборная канава, зумпф, насосы и сбросной трубопровод. Приток грунтовой воды с 1м² поверхности котлована, лежащего ниже УГВ, a, л/ч, приведен в задании.

Поступление воды в котлован, м³/ч, определяют по формулам:

(3.21)

(3.22)

Расчетное количество насосов

(3.23)

где Qнасос — производительность насоса, м³/ч (прил.7).

Действительное количество насосов nдейств принимают с учетом необходимого резерва. При расчетном количестве насосов 1, 2, 3, 4, 5 и более количество резервных насосов принимают: 100%, 50%, 30%, 25%, 1 насос соответственно.

Сборный трубопровод прокладывают в пониженную часть рельефа к зумпфу.

В переводе с немецкого «зумпф» — аккумулирующая емкость, этим устройством снабжают трубы и резервуары специально для выделения ненужной жидкости, загрязнений и всевозможных отложений различного характера. С течением времени механические примеси загрязняют зумпф и делают работу со скважиной практически невозможной, именно в этот момент приступают к процессу очистки зумпфа с использованием специального оборудования, поэтому зумпфы нуждаются в тщательной проработке и проектировке, позволяющей без любых механических повреждений провести удаление загрязнений из них, не меняя при этом эксплуатационных свойств.

Ни одни земляные работы и работы, связанные со строительством, не проходят без устройства зумпфов: специальные насосные станции, размещаемые в этих элементах, позволяют осуществлять сбор ненужной воды из котлованов и траншей, вплоть до их полного осушения.

В каждом случае строителям важно провести правильный расчет, связанный с наиболее простым и полным доступом воды к зумпфам.

Зумпф (колодец) размерами в плане не менее 2×2 м отрывают за пределами внешней кромки фундаментов глубиной на 1 м ниже дна котлована (рис 2.1).

(3.24)

Объем работ по удалению воды из котлована определяют по затратам времени мотористами 4-5-го разряда, чел-ч. При необходимости производить откачку надо непрерывно [3, п. 2.11], т. е в три смены и без выходных дней. Таким образом ежедневно потребуется работа четырех мотористов по 8 часов (32 чел-ч).

До начала работ по водопонижению перед разработкой грунта необходимо обследовать техническое состояние зданий и сооружений, находящихся в зоне работ, а также уточнить расположение существующих подземных коммуникаций [3, п. 2.2] путем отшурфовки, т. е. вскрытия в характерных точках по линии данной коммуникации.

Разработку котлована при открытом водоотливе начинают с зумпфа, в который сразу устанавливают насосы и включают их в работу.

Удаление воды прекращают после выполнения гидроизоляционных работ и засыпки пазух, а также после засыпки траншей с подземными коммуникациями.

Объем работ по удалению воды из котлована. чел-ч,

W=32T (3.25)

где Т — количество дней водоудаления (уточняют по нижеприведенному календарному плану работ), с учетом выходных и праздничных дней.

3. Выбор способов и средств водопонижения

При наличии высокого уровня грунтовых вод до начала работ по разработке котлована необходимо выбрать способ и средства водопонижения.

В зависимости от притока воды в котлован и вида грунтов могут быть приняты способы, указанные в таблице 4.1. Ожидаемый приток воды в котлован определяется по формуле:

где q – ожидаемый приток воды (м 3 /час) с 1 м 2 площади дна котлована, принимаемый для приближенных расчетов:

— при мелкозернистых песках от 0,03 до 0,1 м 3 /час;

— при среднезернистых песках от 0,08 до 0,24 м 3 /час;

— при крупнозернистых песках от 0,2 до 0,31 м 3 /час.

F – площадь днища котлована, м 2 .

Таблица 4.1 — Машины и установки, применяемые для осушения котлованов и грунтов

Виды работ	Механизмы
Водоотлив грунтовых вод из котлованов при притоке в котлован воды (м 3 /час) до: Глубинный водоотлив при песчаных, супесчаных и гравийных грунтах Глубинный водоотлив при глинистых и суглинистых грунтах	Насос центробежный С-203 Насос центробежный С-247 Насос центробежный С-245 или С-204 Диафрагмовые или поршневые насосы Иглофильтровые установки ЛИУ-5, ЛИУ-6, глубина котлована до 4-5 м. Иглофильтровые установки с электроосмосом и самовсасывающим насосом

Приток воды Q, при отсутствии данных по удельному расходу воды с 1 м 2 , может быть ориентировочно принят равным объему мокрого грунта.

Объем мокрого грунта равен:

где Vгв – объем грунта, лежащего в пределах уровня грунтовых вод до проектной отметки дна сооружения;

Vвугв – объем грунта, лежащего выше уровня зеркала грунтовых вод, принимаемый по данным табл. 4.2.

Зная ожидаемый приток грунтовых вод в котлован сооружения и размеры котлована по периметру (или длину траншеи), может быть выбран один из способов водоотлива. Чаще всего применяется искусственное понижение уровня грунтовых вод легкими иглофильтровыми установками (ЛИУ-5 и ЛИУ-6), которые обеспечивают понижение уровня грунтовых вод в точках погружения иглофильтров на глубину до 6,0 м. Общая подача насосных агрегатов ЛИУ-5 равна 120 м 3 /ч, а ЛИУ-6 – 140 м 3 /ч.

Таблица 4.2 — Размер слоя мокрого грунта, расположенного выше уровня зеркала грунтовых вод

Наименование грунта	Слой (м)
Пески и легкие супеси Пески пылеватые и тяжелые супеси Суглинки, глины и лессовые грунты	0,3 0,5 1,0

Исходя из объема грунтовых вод, необходимого уровня их понижения и представленного геологического строения подбирается тип установки и принимается технологическая схема водоотлива или водопонижения (рис.4.5 и 4.6).

Принятая схема (план и характерный разрез) вычерчивается на бумаге в М 1:200 с указанием основных размеров сооружения (котлована или траншеи), проектируется кривая депрессии. Здесь же приводятся технические параметры установки водоотлива или водопонижения, их количество.

Рис. 4.5 Примерная схема осушения котлована иглофильтровой установкой типа ЛИУ–6:

1 – коллектор; 2 – насосная установка; 3 – иглофильтры; 4 – статический уровень грунтовых вод; 5 – депрессионная кривая (динамический уровень грунтовых вод)

Рис. 4.6 Примерная схема осушения иглофильтровой установкой траншей:

1 – иглофильтр; 2 – коллектор; 3 – насос; 4 – статический уровень грунтовых вод; 5 – депрессионная кривая (динамический уровень грунтовых вод)

Источник: studopedia.ru

Способы водопонижения

Способы, методы и специфика водопонижения в строительстве

Высокое прохождение водоносных горизонтов, низинное расположение территории, ведение работ в весенне-осенний период с таяньем снегов и затяжными дождями – это основные причины повышении водонасыщения грунтов на строительных площадках. И практически каждому застройщику при выполнении земляных работ приходится сталкиваться с обводнением стройплощадки, с повышением уровня подземных воды, с инфильтрационными водами и чрезмерными осадками. Для снижения водонасыщения пород на участке, повышения прочностных характеристик грунта и оптимизации всего строительного процесса применяются разные методы и способы водопонижения. Методика снижения водонасыщения или осушения подбирается с учетом специфики грунтов, особенностей рельефа и размеров участка.

Способы строительного водопонижения

На строительных и ремонтных площадках и территории горных выработок на протяжении многих десятилетий актуальны три основных способа осушения – поверхностное, подземное и комбинированное. Способ выполнения работ подбирается с учетом специфики залегания пластов породы, глубины и напора водоносных горизонтов, рельефа участка, фильтрационных способностей осушаемой породы, размеров объекта и других факторов.

Поверхностное (открытое) водопонижение – это одна из самых популярных и доступных методик снижения водонасыщения грунта. Такая актуальность связана с тем, что любой строительный объект подвергается воздействию атмосферных осадков, так как все территории страдают от дождя, выпадающего непосредственно над стройплощадкой, а также потоков воды, которые попадают на объект с соседних участков («чужие» поверхностные воды).

Для принудительного открытого осушения используется система лотков, иглофильтровые установки разного типа и насосы с разной производительностью. Снижение уровня водонасыщения может проводиться в котлованах (с наклонными и вертикальными стенками), траншеях, колодцах, тоннелях, подземных гидротехнических сооружениях.

Закрытые или подземные системы водопонижения – масштабные мероприятия, требующие солидного опыта на этапах подготовки и реализации всех работ. К закрытым способам относится гравитационное, вакуумное и электроосмотическое удаление воды. При выполнении осушения подземным способом предполагается откачка грунтовых вод из предварительно подготовленных приемных колодцев. Для откачки используются вакуумные центробежные и погружные насосы с разной производительностью.

Подземный способ принудительного водопонижения применяется гораздо реже более простого открытого метода. Это связано со сложностью подготовки скважин (с поверхности грунта и с внутренней стороны подготовленных выработок/шахт), с высокими требованиями к используемому оборудованию и технике безопасности на объекте осушения.

Комбинированные способы водопонижения – эффективное принудительное осушение строительных площадок, выработок с использованием методик открытого и закрытого снижения водонасыщения грунтов. Внедрение этого способа работ целесообразно на масштабных стройплощадках с карьерами, глубина которых превышает 18-20 метров.

Специальные способы, к которым относится методика пневматического удаления грунтовых вод с пластов пород, залегающих на разной глубине. При работе на участке со сложными грунтами (неоднородность почв, наличие пустот), где нет возможности применить открытое или закрытое водопонижение применяется методика пневматики. Под значительным давлением на поры грунта из пород на осушаемом участке интенсивно выделяется фильтрационные или грунтовые воды, которые откачиваются вакуумными насосами.

Уплотнение грунта при работе на участках со сложными почвами. В зависимости от типа породы и ее состояния, а также уровня насыщения почвы грунтовыми или фильтрационными водами может применяться способ уплотнения стенок или дна котлована, траншеи.

Особенности водопонижения открытым способом

В зависимости от данных, полученных в результате исследования участка, может проводиться водопонижение, методы которого значительно отличаются по сложности, масштабности и конечного результата:

• Системы лотков и каналов дл водоотвода атмосферных осадков со стройплощадки;
• ЛИУ (легкие иглофильтровые установки) – маневренное и производительное оборудование, которое обеспечивает принудительное водопонижение на уровень до 4-5 метров. Установка применяется на участках с мелкозернистыми неслоистыми породами, коэффициент фильтрации которых не превышает 1 метра в сутки;
• Эжекторные иглофильтровые установки – более производительное оборудование, рассчитанное на снижение водонасыщения пород с фильтрующими способностями от 1 до 10 м в сутки. Этот метод применяется для открытого водопонижения на участках с близким расположением водоносного горизонта к подошве основания (фундамента);
• Глубинные насосы – мощное оборудование, которое обеспечивает быструю и качественную откачку большого объема грунтовых или фильтрационных вод из предварительно подготовленных скважин (колодцев). Вакуумные насосы используются при работе со скважинами разного диаметра (100-750 мм) на участках с почвами, фильтрационные способности которых больше 2 метров в сутки.

Выбор приоритетного способа осушения

Чтобы правильно выбрать оптимальные системы водопонижения на строительной площадке, на горной выработке или ином объекте, важно учесть несколько факторов:

• Габариты участка или форма и размер котлована;
• Специфика гидрологического и геологического профиля (данные, полученные в результате инженерных изысканий);
• Уровень водопроницаемости осушаемых пород;
• Требования к глубине водопонижения;
• Сроки выполнения подготовительных работ и начало реализации выбранного способа водопонижения;
• Продолжительность процесса и его периодичность. В зависимости от расположения участка может понадобиться разовое осушение или откачка воды. Но на некоторых объектах оборудование под контролем специалистов компании «КСВ» работает на протяжении всего периода выполнения земляных работ (до заливки фундамента, забивки свай, бетонирования основания зданий или сооружений);
• Наличие новых или уже эксплуатируемых конструкций или домов в непосредственной близости к котловану, траншее;
• Наличие оборудования у заказчика работ – с учетом того, на каком объекте выполняется водопонижение, методы выполнения работ и их последовательность могут корректироваться. На объект не поставляются насосы и установки, которые есть у клиента. Это позволяет снижать стоимость мероприятий.

На основании полученных данных подбирает оптимальный способ, методика и последовательность выполнения работ. А также определяется, какой принцип водопонижения является приоритетным:

• Предварительное – это разовые работы, которые в большинстве случаев проводятся на этапах подготовки к строительству. До начала выполнения земляных работ или в период первичной разработки котлована выполняется осушение (откачка воды, снижение водонасыщения с использованием иглофильтров). В период обустройства котлованов и возведения здания/сооружения работы по отводы воды из пластов грунта не нужны;
• Параллельное – подготовка к выполнению водопонижения выполняется на этапах разработки стройплощадки. Все мероприятия по откачке грунтовых или фильтрационных вод осуществляются одновременно с этапами строительства дома, сооружения, конструкции.

Все способы водопонижения в строительстве – это сложные, масштабные работы, которые требуют от исполнителя:

• Солидного практического опыта;
• Четкого понимания специфики всех грунтов;
• Грамотного отношения к подбору технологии и оборудования;
• Профессионализма в процессе реализации всех этапов открытого, закрытого или комбинированного водопонижения;
• Наличия всего необходимого оборудования.

Специалисты компании «КСВ» оперативно и с минимальными расходами выполнят водопонижение на вашем участке. Наличие самого современного оборудования от итальянской компании Varisco, понимания особенностей снижения уровня водонасыщения грунтов, соблюдение всех требований безопасности – это гарантия идеального, продолжительного результата по разумной стоимости.

Источник: plast-komposit.ru

Водопонижение

При строительстве домов, сооружений, подземных паркингов, освоении месторождений полезных ископаемых часто организовываются карьеры, котлованы, подземные шахты, тоннели ниже уровня подземных вод. Неправильно спроектированная дренажная система может привести к затоплению котлована вместе с техникой, людьми и образованию на месте выработки озера. Поэтому проектирование дренажной, водопонижающей системы, задача особой важности.
Применение открытого водоотлива приводит к оплыванию откосов, развитию суффозионных процессов (выноса подземными водами частиц грунта), размоканию грунтов оснований сооружений. Чтобы избежать этих явлений приходится проводить специальные мероприятия по борьбе с подземными водами, наиболее эффективными из которых является искусственное понижение уровня подземных вод, осуществляемое различными способами в период строительства и эксплуатации месторождения.

Обводнение строительных площадок происходит за счет поверхностных и подземных вод и атмосферных осадков. В зависимости от местоположения защищаемого объекта и вида строительства большую роль играет тот или иной фактор.

Обводнение

При гидротехническом строительстве решающая роль в обводнении строительных котлованов принадлежит поверхностным водам. При проходке подземных тоннелей и шахт возрастает роль подземных вод. Атмосферные осадки имеют ключевое значение в горных районах, характеризующихся повышенным количеством осадков. А в засушливых районах степей, пустынь, роль атмосферных осадков ничтожна.
На обводнение строительных площадок влияют естественные факторы: климат, рельеф территории, гидрографическая сеть, геологическое строение, гидрогеологические условия. Также на обводнение влияет деятельность человека: изменение гидрогеологических условий, условий питания и разгрузки водоносного горизонта, изменение рельефа и ландшафта, неправильное проведение строительных работ, аварийные ситуации сброса воды.
Одной из главных причин, усугубляющих действие искусственных факторов обводнения, являются природные условия района производства работ. Если участок сложен проницаемыми грунтами (например, песками), уклон рельефа и зеркала грунтовых вод повсеместно выдержан и на примыкающей территории достаточно развита гидрографическая сеть, то влияние искусственных факторов обводнения даже в случае неправильного ведения строительных работ может оказаться несущественным. Низкая проницаемость грунтов, отсутствие выдержанных уклонов и слабое развитие гидрографической сети способствуют проявлению искусственных факторы обводнения.

Этапы и способы строительного водопонижения

В зависимости от времени производства строительных работ водопонижение делится на предварительное и параллельное.
Предварительное водопонижение выполняется до начала строительных работ, параллельное — одновременно со строительством. Это деление, естественно, условное. Предварительное водопонижение в толще водоносных грунтов, вскрываемых котлованом или траншеей, следует применять лишь в тех случаях, когда в этих грунтах содержатся водоносные горизонты большей мощности. В этом случае целью предварительного осушения является снижение уровня подземных вод на величину, обеспечивающую безопасные условия строительства и гарантирующую невозможность прорыва и оплывания откосов.
Предварительное снижение напоров напорных водоносных горизонтов, залегающих ниже защищаемой выработки и непосредственно не принимающих участие в ее обводнении, необходимо либо при наличии гидравлической связи их с залегающими выше дренируемыми горизонтами, либо при реальной опасности прорыва высоконапорных подземных вод в дно выработки. В этом случае целью предварительного водопонижения является обеспечение устойчивости дна выработки.
Предварительное и параллельное водопонижение осуществляется с помощью различного рода водопонизительных устройств – вертикальных и горизонтальных.
Для защиты открытых выработок (котлованов, траншей и т.п.) используют как вертикальные, так и горизонтальные устройства — водопонизительных скважины, иглофильтровые установки, горизонтальные дренажные скважины.
Для защиты подземных выработок (например, при строительстве линий метро, туннелей, шахт) используются в основном вертикальные дренажные устройства – водопонизительные, поглощающие, разгрузочные скважины, забивные и сквозные фильтры, дренажные колодцы и иглофильтровые установки.
В зависимости от природных условий строительной площадки (геологического строения и гидрогеологических условий), сложности сооружения, метода возведения, могут применяться три способа водопонижения – поверхностный, подземный и комбинированный. При поверхностном способе водопонизительные устройства закладываются с поверхности земли, при подземном способе – из подземных выработок, а при комбинированном – с поверхности земли и из подземных выработок.
Поверхностный способ водопонижения осуществляется с помощью водопонизительных скважин. Эти скважины целесообразны в условиях безнапорного водоносного горизонта мощностью не менее 10-5 м и при коэффициенте фильтрации не ниже 1-3 м/сутки. В напорных водоносных горизонтах коэффициент может быть меньше, но не ниже 0,5 м/сутки.
Этот способ позволяет понижать уровни подземных вод на большие глубины в довольно сложной обстановке. Преимущество такой системы – мобильность. Недостаток – постоянное использование электроэнергии для питания насосного оборудования, необходимость отвода выкачанной воды.

Кроме водопонизительных скважин к средствам глубокого дренажа следует отнести и эжекторные иглофильтровые установки. Глубина возможного снижения уровня подземных вод эжекторными установками достигает 20 м.
Размеры эжекторных колонн и расстояние между игофильтрами, количество их в установке и тип насосного агрегата выбираются в зависимости от гидрогеологических параметров осушаемого массива и условий производства строительных работ. Однако, практика показывает, что оптимальный режим работы иглофильтровых установок наблюдается в песчаных грунтах с коэффициентом фильтрации не менее 1 и не более 30 м/сутки. Фильтры должны быть заглублены не менее чем на 0,6 м ниже минимального динамического уровня по контуру котлована или не менее 1,25 м при расположении их с одной стороны защищаемой выработки.
При несоблюдении этих условий возможно попадание воздуха в фильтровое звено и нарушение нормальной работы установки.

Основными требованиями работы водопонизительных устройств является:
1. Водопонизительные устройства должны обеспечивать требуемое понижение уровня подземных вод во всех точках дренируемого контура, для чего необходим учет геолого0гидрогеологических условий участка.
2. Сроки сооружения водопонизительных устройств должны быть строго увязаны с графиком строительства.
3. Проектируемая суммарная производительность водопонизительных устройств должна превышать водопритоки в период формирования депресии и соответствовать установившемуся притоку подземных вод после снижения уровня на требуемую величину.
4. Расстояние между защищаемым контуром и водопонизительными устройствами должно быть минимальным, но достаточным для предотвращения фильтрационных деформаций грунтов и оплывания откосов котлованов и траншей.

Схемы расположения горизонтальных и вертикальных дренажных устройств, принятые в практике строительного водопонижения, могут быть объединены в следующие группы: произвольное, линейное, контурное, площадное.
Произвольное расположение дренажных устройств применяется при неравномерных фильтрационных свойствах водоносного горизонта. В этом случае необходимо тщательно увязывать размещение средств водопонижения с гидрогеологическими и инженерно-геологическими условиями участка.
Линейные схемы дренажных устройств используются при защите от обводнения вытянутых в плане выемок, например траншей, тоннелей. Схема линейного водопонижения представлена ниже.

Линейная схема водопонижения

Контурные и многоконтурные схемы расположения водопонизительных установок применяются при недостаточной эффективности линейных схем дренажа, когда мощность водоносного горизонта и размеры защищаемой выработки велики. Однако и при контурной схеме осушения требуемый эффект водопонижения может быть не достигнут. В этом случае дренажные устройства следует располагать по ярусам. Для этого в откосах защищаемых котлованов и траншей на глубине, устанавливаемой гидрогеологическим расчетом, устраивают специальную берму, на которой монтируют водопонизительные установки. Количество ярусов водопонизительной системы зависит от требуемой глубины снижения уровня подземных вод и эффективности дренажных устройств.
Площадная схема водопонижения часто используется для понижения уровня воды на дне уже организованного котлована, используется для снижения рисков прорыва высоконапорных подземных вод из дна котлована. Также площадная схема эффективна при строительстве нескольких котлованов на осушаемой территории.
Модель площадной схемы водопонижения представлена ниже.

Моделирование схемы площадного водопонижения. Скважины образуют депрессионные воронки.

Перед составлением проекта водопонижающих скважин и систем необходимо произвести геолого-гидрогеологические изыскания на территории строительства, оценить фильтрационные свойства грунтов, произвести гидрогеологические расчеты. При составлении проекта водопонижения рассчитать требуемую депрессионную воронку, определить местоположение скважин и мощность насосного оборудования, оценить влияние понижения уровня подземных вод на ближайшие объекты строительства (устойчивость сооружений), оценить влияние на экосистему, оценить стоимость организации водопонижающих систем, выбрать оптимальный метод водопонижения. Также при проектировании дренажной системе стоит учитывать агрессивность подземных вод и их способность разрушать конструкции. После составления проекта можно его внедрять на строительной площадке.

Источник: formatvody.ru