Захист котлованів від підземних вод
Захист котлованів від підземних вод
При зведенні фундаментів, глибина закладення яких вимагає розробки котлованів нижче рівня підземних вод, останні отримують можливість вступати в котлован, ускладнюючи тим самим проведення будівельних робіт. У цих випадках доводиться вдаватися до захисту котлованів від підземних вод за допомогою водопоні-вання або створення протифільтраційних завіс, використовуючи шпунтові огорожі або стіни, що занурюються до шару щодо водонепроникного ґрунту. Застосування останнього способу не завжди економічно доцільно через його велику вартість і трудомісткість.
При розробці котлованів в пилувато-глинистих ґрунтах, що мають незначний приплив підземних вод, використовують відкритий водовідлив з відкачуванням води. Відкритий водовідлив організовують наступним чином. По периметру котловану влаштовують дренажні канавки з ухилом 0,01 ... 0,02% в сторону приямків, з яких у міру надходження вода відкачується за допомогою насосів. У міру розробки котловану приямки поступово заглиблюються разом з канавками. Для виключення порушення природної структури грунтів основи вода не повинна покривати дно котловану.
При влаштуванні гідроізоляції підвальних поверхів і підземних приміщень водовідлив виконують за допомогою дренажу з відведенням води в труби, розташовані по периметру котловану.
Відкритий водовідлив зазвичай застосовують в неглибоких котлованах при незначному припливі Підземних вод.
Якщо характер проведення будівельних робіт по влаштуванню фундаментів вимагає повного виключення надходження підземних вод в котлован через його дно і стінки, то вдаються до штучного водозниження за допомогою легких іглофільтраціонних установок.
При штучному водопониженні іглофільтри розташовують по периметру котловану зазвичай з кроком 0,8 ... 1,5 м. Відкачування води з голкофільтрів виробляють за допомогою вихрового насоса через всмоктуючий колектор. При цьому навколо кожного голкофільтра утворюються депресивні воронки (рис. 8.9, а), які, з'єднуючись, і призводять до зниження рівня грунтових вод в майбутньому котловані або траншеї.
Максимальний рівень водозниження за допомогою іглофільтраціонних установок становить близько 4 ... 5 м. При необхідності водозниження на велику глибину застосовують багатоярусні легкі іглофільтраціонние установки (схема двох'ярусної установки показана на рис. 8.9, б), які вимагають, як правило, розширення котловану і збільшення земляних робіт , тому в глибоких котлованах доцільно застосування ежекторних голкофільтрів або використання глибинних насосів, що відкачують воду із свердловин (рис. 8.9, в).
Мал. 8.9. Схеми штучного водозниження: 1 - вихровий насос; 2 - збірний колектор; 3 - голкофільтр; 4 - сітка голкофільтра; 5 - дно котловану; 6 - депрессионная крива; 7 - рівень підземних вод; 8 - напірний трубопровід; 9 - насос; 10 - електродвигун; 11 - пробурена свердловина; 12 - металевий стрижень-анод; 13 - голкофільтр-катод
Ежекторні іглофільтри складаються з двох співвісно розташованих труб. У зовнішнє трубу під великим тиском подається вода, яка надходить в ежектор, що створює розрідження близько фільтруючого, елемента, розташованого в нижній частині голкофільтра. Підземна вода в результаті розрідження засмоктується у внутрішню трубу і разом з напірної водою по внутрішній трубі подається вгору. Ежекторні іглофільтри застосовують в пилуватих вагомі, суіесях і інших грунтах, що мають коефіцієнт фільтрації більш 0,0001 см / с; вони дозволяють знижувати рівень грунтових вод до 25 м. Занурення голкофільтрів здійснюється за допомогою розмиву грунту струменем води, яка подається в нього під тиском.
Легкі іглофільтраціонние установки використовують для штучного водозниження в великих, середньої крупності і дрібних піщаних грунтах, що мають коефіцієнт фільтрації 0,05 ... 0,002 см / с. У пилуватих пісках сітки голкофільтрів швидко заіляются, тому для виключення цього явища грунт розмивають для освіти свердловини, в яку засипають пісок середньої крупності.
У пилувато-глинистих ґрунтах, що мають коефіцієнт фільтрації менше 0,0001 см / с, штучне водозниження здійснюють за допомогою електроосмосу в поєднанні з голкофільтрами.
Його виконують в такій послідовності. По периметру котловану з інтервалом 1,5 ... 2 м розташовують іглофільтри, а між ними (в шаховому порядку щодо голкофільтрів) по брівці котловану забивають металеві стрижні з арматури або труб невеликого діаметра (рис. 8,9 г). Ці стрижні приєднують до позитивного полюса джерела постійного струму напругою 40 ... 60 В, а іглофільтри - негативного. Під дією струму Рихлосвязанная парова вода переходить у вільну і, переміщаючись від анода до катода (голкофільтрами), откачіеается, в результаті рівень грунтових вод знижується. Як джерела постійного струму використовують електрозварювальні трансформатори, при цьому витрата електроенергії становить 5 ... 40 кВт-год на 1 м осушуваного грунту. Осушення ґрунтів за допомогою водозниження досить добре зберігає природну структуру грунтів.
У зв'язку з тим що вартість штучного водозниження знаходиться в прямій залежності від тривалості роботи відкачують механізмів, домогтися скорочення витрат можна при максимальному скороченні термінів проведення будівельних робіт.