Выбор способа водопонижения

Приток воды измеряется скоростью фильтрации воды через грунт. В зависимости от притока подземных вод и вида грунта, осушение котлованов и траншей может быть осуществлено с применением открытого водоотлива или искусственного понижения уровня грунтовых вод.

Дренажные системы.

Дренажная система представляет собой разветвленную структуру расположенных по всему периметру участка или сооружения и связанных друг с другом труб (дрен) и дренажных колодцев.

Существуют следующие типы дренажей:

1. Горизонтальный тип дренажа.

Представляет собой дренажные трубы, уложенные в землю на определенную глубину ниже уровня грунтовых вод с уклоном, обеспечивающим самотечный сток воды.

2. Вертикальный тип дренажа.

Вертикальный дренаж образуют несколько вертикальных колодцев или шахт, опущенных в водоносный слой, из которого воду откачивают насосами или сифонной установкой.

3. Комбинированный тип дренажа.

Комбинированный дренаж соединяет в себе вертикальный дренаж с горизонтальным. Вертикальные колодцы подают самоизливом воду в горизонтальную штольню под воздействием разности в уровнях воды в грунтах и в штольне.

Каждый из этих типов дренажей может быть совершенным или несовершенным. Совершенный дренаж прорезает водоносный слой до водоупора, а дрена лежит на водоупоре. Несовершенная дрена лежит в водоносном грунте и до водоупора не доходит.

Метод электоосмоса Для понижения грунтов с коэффициентом фильтрации менее 2 м/сут разработан способ откачки воды иглофильтровыми установками с наложением постоянного электрического тока. Под воздействием электрического тока содержащаяся в парах грунта вода перемещается от положительного электрода к отрицательному. В качестве отрицательных электродов используются иглофильтры, которыми и удаляется поступающая в них вода. В качестве положительных электродов применяются стержни из арматурной стали или газовые трубы, которые забивают в грунт рядами параллельно рядам иглофильтров.

Буровые скважины с насосами Буровые скважины формируют так называемый вертикальный дренаж. По периметру котлована размещается определенное количество буровых скважин, через которые посредством насоса выкачивается вода из водоносного горизонта. В результате этого, уровень грунтовых вод понижается.

Легкие иглофильтровые установки (ЛИУ) Иглофильтровые установки применяют для понижения уровня воды в траншеях и котлованах на глубину 4−5 метра в песчаных и суглинистых грунтах, а также при чередовании пород разной водопроницаемости.

При этом способе водопонижения иглофильтры располагают по периметру котлована с шагом 0,8…1,5 м. Откачку воды из иглофильтров производят с помощью центробежных насосов через всасывающий коллектор. Вокруг каждого иглофильтра образуется депрессионная воронка, за счет которой происходит понижение уровня грунтовых вод в траншее или котловане.

При понижении уровня грунтовых вод свыше 5 метров применяют многоярусные легкие инфильтрационные установки. Они более затратны и требуют дополнительных земляных работ.

Открытый водоотлив Применяется при разработке неглубоких котлованов и малых скоростях притока подземных вод в водонасыщенных скальных, обломочных или галечных грунтах. При открытом водоотливе широко применяются центробежные насосы с подачей от 50 до 120 /ч, а также самоходные водоотливные установки.

При этом методе по периметру котлована организуются дренажные канавки с уклоном 0,001…0,005 в сторону приямков, из которых вода по мере поступления откачивается с помощью насоса.

В данном варианте котлован небольшой глубины (4 м) в песчаногравелистом грунте, глубина понижения УГВ — 1,4 м, поэтому в качестве метода водопонижения уровня грунтовых вод принимаем открытый водоотлив.

• 2. Фильтрационный расчёт
• 1. Глубина строительного котлована Н к = 4 м.
• 2. Радиус влияния R — расстояние от котлована до места начала максимального постоянного УГВ.

Радиус влияния зависит от рода грунта и его можно определить:

а) по формуле И. П. Кусакина:

R = 3000 S (), м; (1).

где:

• S — глубина откачки воды (глубина водоносного слоя), м;
• S = Z_г. в. — Z_к., м; (2)
• S = 27,4 — 26 = 1,4 м.

k _ф — коэффициент фильтрации, м/с;

Коэффициент фильтрации для суглинка и для супеси будет.

k _ф = 0,3 м/сут = 0,34 м/с.

R = 3000 · 1,4 = 7,74 м.

б) по данным инженерно-геологических изысканий для суглинка и супеси радиус влияния R? 100 м для расчётов принимаем R = 90 м.

3. Водоупор или подстилающая поверхность — грунт, коэффициент фильтрации которой в 10 и более раз меньше водопроницаемого.

В расчёте принимается нулевой уклон подстилающего слоя i = 0.