Водоотлив и водопонижение

§ 3. Водоотлив и водопонижение             

 В водоносных  грунтах выемки разрабатывают  при условии устройства водоотлива  или искусственного понижения  уровня грунтовых вод.           

 Открытый  водоотлив осуществляется в плотных,  хорошо дренирующих грунтах, путем откачки воды диафрагмовыми, поршневыми или центробежными насосаминепосредственно из выемки в процессе разработки грунта ниже уровня грунтовых вод, а также после достижения проектного уровня для беспрепятственного выполнения последующих работ (устройство фундаментов, прокладка труб и т. д.).           

 Для сбора  воды дну котлована или траншеи  придают небольшой уклон в сторону водосборных приямков (зумпфов), устраиваемых в пределах выемки или вне ее.

Стенки приямков крепят шпунтом или деревянными  ящиками без дна размером 1x1 м; на дно приямков насыпают фильтрующий  материал (щебень или гравий).

При необходимости дополнительно по контуру дна котлованов устраивают открытые водоподводящие канавы, выполняющие роль дренажа, которые засыпают гравием.           

 Открытый  водоотлив является наиболее  простым и экономичным способом  водопонижения, но имеет ограниченное применение вследствие того, что в выемке практически почти всегда присутствует вода, усложняющая производство работ и способствующая нарушению естественной структуры основания.           

 Поэтому во  многих случаях приходится прибегать  к искусственному понижению уровня грунтовых вод.

Для этой цели применяют  легкие иглофильтровые установки, позволяющие  при одноярусном расположении понизить уровень грунтовых вод на 4...5 м, а при двухъярусном — на 7...9 м; установки с вакуумным водопонижением; эжекторные иглофильтры, обеспечивающие понижение зеркала грунтовых вод на 16...20 м и трубчатые колодцы с глубинными насосами, откачивающие воду с еще больших глубин.   

Легкие иглофильтровые установки (ЛИУ) применяются преимущественно  для осушения песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации 1,5...2 м/сут. В комплект ЛИУ входят иглофильтры (до 100 шт.), водосборный коллектор диаметром 150 мм и для обеспечения бесперебойной работы установки — два центробежных   насоса, один из которых резервный           

 Иглофильтр представляет собой трубу диаметром 38 мм, длиной до 8,5 м , к нижнему концу которой присоединено фильтровое звено, состоящее из двух труб: внутренней, являющейся продолжением общей трубы диаметром 38 мм, и наружной, диаметром 60 мм с равномерно распределенными отверстиями для пропуска воды. Наружная труба по спирали обмотана проволокой диаметром 3 мм и покрыта фильтровой и защитной сетками. Фильтровое звено заканчивается наконечником, внутри которого размещены шаровой и  кольцевой  клапаны.           

 Иглофильтры  чаще всего погружают .в грунт  гидравлическим способом. Вода, нагнетаемая  по внутренней трубе под давлением  до 0,3 МПа, отталкивает шаровой  клапан (кольцевой клапан в это  же время поднимается и закрывает  зазор между наружной и внутренней  трубами) и, выйдя из наконечника, размывает грунт вокруг иглофильтра, вынося его частицы на поверхность. При покачивании и поворотах иглофильтр легко погружается под действием собственного веса.

В более плотных  грунтах, слабо отдающих воду (с коэффициентом  фильтрации менее 1,5 м/сут), иглофильтры устанавливают в предварительно пробуренные скважины; для улучшения притока воды в скважину вокруг иглофильтра подсыпают песчано-гравийную смесь.           

 При откачке  воды под влиянием вакуума  шаровой клапан всплывает, а кольцевой опускается, открывая путь грунтовой воде, которая поступает через фильтрационную сетку и отверстия в наружной трубе в иглофильтр и далее в коллектор.           

 Иглофильтры  устанавливают по периметру осушаемого  котлована на расстоянии 0,5 м от бровки откоса. Если нужно понизить уровень грунтовых вод более чем на 4 м, иглофильтры монтируют в два яруса .           

 Узкие траншеи  глубиной до 4,5 м осушают одним  рядом иглофильтров, более широкие  — двумя рядами, устанавливаемыми  по обеим сторонам траншеи. При поточном ведении работ применяют два комплекта иглофильтров. На одном участке траншеи, осушенном первым комплектом иглофильтров, производят работы по устройству фундаментов (прокладке трубопроводов), в то же время с предыдущего участка, где работы закончены, снимают и переставляют на второй участок второй комплект иглофильтров.            

 Установки с вакуумным водопонижением (УВВ) целесообразно применять при коэффициенте фильтрации от 1 до 0,01 м/сут. Сущность вакуумного водопонижения заключается в том, что в отличие от водопонижения легкой иглофильтровой установкой, где центробежный насос создает в грунте положительное избыточное давление, в фильтровом звене вакуумного иглофильтра и в окружающем грунте создается и непрерывно поддерживается вакуум, способствующий более интенсивному снижению зеркала грунтовых вод.

Водовоздушная смесь поступает в иглофильтр и откачивается вакуум-насосом. Ввиду того что воздуха в грунте недостаточно, для нормальной работы насоса через трубку, проходящую внутри иглофильтра, к наконечнику дополнительно подается атмосферный воздух.           

 В глинистых  водонасыщенных грунтах с коэффициентом фильтрации менее 0,1 м/сут, где обычная иглофильтровая установка малоэффективна, применяют способ, основанный на явлении электроосмоса, т. е. перемещения воды в грунте под влиянием пропускаемого через него постоянного тока. Дополнительно к иглофильтровой установке со стороны котлована параллельно ряду иглофильтров погружают трубы диаметром 38 мм или стержни из арматурной стали, которые подключаются в цепь к положительному полюсу мотор-генератора с напряжением 30...60 В. Иглофильтры подсоединяются к его отрицательному полюсу. Под действием электрического тока вода, содержащаяся в порах грунта, перемещается в сторону иглофильтров. В результате увеличивается водоотдача глинистого грунта, поскольку извлекается не только гравитационная, но и капиллярная вода. 

Линии связи  или электропередач, подземные коммуникации и другие сооружения, затрудняющие производство работ на строительной площадке, переносят или перемещают на места, определяемые проектом, под  наблюдением специалистов соответствующих организаций.

Здания, мешающие производству работ, разбирают или  передвигают на заранее подготовленные фундаменты. При реконструкции промышленных предприятий снос зданий, разборка их или отдельных частей здания относятся  к основным работам и выполняются в последовательности соответствующих ППР.

Наиболее часто  приходится выполнять разборку покрытий со снятием ферм и балок или  без снятия ферм; демонтаж

подкрановых балок; снятие панелей стен; разборку кирпичных  частей здания; разборку фундаментов  под колонны и оборудование; разборку конструкций тоннелей, подвалов, каналов, колодцев, трубопроводов разного   назначения.

Перед началом  работ по разборке или сносу необходимо перенести все геодезические  знаки, укрепить защитными ограждениями оставленное оборудование, подготовить все средства механизации, транспорта и т. д.

Воздушные линии  устанавливают так, чтобы они  не препятствовали движению транспорта.

Для корчевки пней применяют тракторы, бульдозеры, установленные на тракторе трелевочно-корчевальные лебедки и экскаваторы со специальным оборудованием. Тракторами валят деревья диаметром до 20 см, захватывая их тросом на высоте 1—3 м. Деревья диаметром 20—25 см валят бульдозером. Деревья большего диаметра сначала спиливают на высоте 0,2—0,3 м, а пни корчуют.

Корни деревьев диаметром более 30 см перед корчеванием  подрезают рыхлителем или бульдозером с одной или нескольких сторон.

Кустарник срезают  с корнями бульдозером или  кусторезом. Стволы деревьев, расположенных  вне строения, защищают, обшивая  их дощатым коробом.

Крупные камни, не поддающиеся перемещению, предварительно дробят взрывным способом. Растительный грунт срезают бульдозерами и отвозят для последующего использования при благоустройстве.

Водоотвод, предназначенный  для защиты строительной площадки от стока поверхностных вод, устраивают до начала разработки выемок (котлованов и траншей) с оградительным обвалованием.

Ширину водоотводных канав по дну принимают 0,5—0,6 м, а  расстояние от верхней бровки откоса выемки до канавы — не менее 5 м для  постоянной выемки и не менее 3 м для временной. Продольный уклон назначают не менее 0,2 %. Водоотводные канавы отрывают многоковшовыми канавокопателями.