Ранее мы говорили о том, что ваш проектировщик должен детально изучить особенности местности, в которой вы решили строить дом (см. статью ). Особое внимание при этом стоит уделить изучению гидрогеологических условий (уровень подземных вод).

Подземные воды образуются главным образом за счет просачивания атмосферных осадков, вод рек, озер, водохранилищ и пр.

Основными типами подземных вод являются:

• верховодка,
• грунтовые безнапорные воды,
• напорные (артезианские) воды.

Верховодкой называют воду, находящуюся на глубине 2-3 м от поверхности земли над водоупорным слоем. В местах, где водоупорный слой кончается, верховодка также исчезает, стекая в нижележащие пласты водопроницаемых пород (песков, трещиноватых известняков и др.). В засушливую погоду, а также зимой верховодка обычно исчезает.

Грунтовые безнапорные воды — это подземные воды, находящиеся выше первого водонепроницаемого слоя пород. Основным источником их образования являются атмосферные осадки. Уровень таких грунтовых вод сохраняется на той глубине, на которой они появились, так как напор в грунтовых водах отсутствует.

Напорные (артезианские) воды находятся между двумя водоупорными пластами. При устройстве котлована такие воды поднимаются выше того уровня, на котором они находились.

Принципиальная разница между верховодкой и грунтовыми безнапорными водами заключается в том, что верховодка в зависимости от погодных условий может то появляться, то пропадать. В то время как грунтовые безнапорные воды находятся в грунте постоянно на одном и том же уровне. Именно эти воды необходимо отводить от участка при строительных работах.

Напорные воды наоборот вряд ли помешают: их необходимо использовать для водоснабжения коттеджа.

При проведении инженерно-геологических изысканий определяют:

• наличие подземных вод,
• их характер,
• химический состав,
• ожидаемые водопритоки (количество воды и скорость наполнения котлована, траншеи и пр.).

Наличие подземных вод в слое породы определяется бурением разведочных скважин.

Проводить подобные изыскания необходимо по ряду причин:

Во-первых, потому что подземные воды в ряде случаев изменяют свойства грунта . Например, глинистые сланцы при попадании воды теряют устойчивость. Насыщенные водой пески легко отдают воду и требуют предварительного осушения. Тонкозернистые пески с примесью илистых частиц способны удерживать воду и превращаться в плывуны. Некоторые глины при увлажнении набухают и тяжело разрабатываются.

При расчете проектно-сметной документации важно учитывать этот момент. Потому что в противном случае, в процессе строительства может моментально увеличиться стоимость нулевого цикла (в частности, разработка и устройство котлована): необходимо будет привлекать дополнительную технику и рабочих, увеличивать сроки проведения работ, нести не запланированные расходы.

Во-вторых, при наличии подземных вод, грунт становится рыхлым, теряет свои первоначальные свойства, в том числе несущую способность . Это означает, что могут возникнуть непредвиденные просадки грунта. Что в свою очередь, ведет к неравномерному проседанию фундамента. Как следствие - возникновение трещин и разрушений.

В-третьих, при наличии подземных вод, при устройстве фундамента может произойти «вымывание» бетона . То есть при постоянном контакте воды с бетоном, из бетона вымывается цемент. Это приводит к тому, что материал, из которого выполнен фундамент, становится неоднородным. Поэтому готовый фундамент не может нести расчетную нагрузку.

Таким образом, для того, чтобы обеспечить прочность и долговечность вашему фундаменту в частности и дому в целом, необходимо удалять подземные воды (понижать уровень подземных вод) со строительной площадки.

В частном строительстве для понижения уровня подземных вод применяются следующие методы:

1. Открытые способы водопонижения (поверхностный водоотлив);
2. Закрытые способы водопонижения:
   1. Устройство дренажей (безтрубные и трубные);
   2. Водопонижение с помощью легких иглофильтровых установок;
   3. Водопонижение с помощью эжекторных иглофильтровых установок.

На выбор метода понижения уровня подземных вод влияют следующие факторы:

• размеры и форма сооружаемого котлована;
• водопроницаемость грунта;
• необходимая глубина водопонижения;
• продолжительность водопонижения;
• условия движения грунтовых вод до начала работ;
• наличие рядом с котлованом уже имеющихся сооружений.

Итак, суть всех методов понижения воды одинаковая - собрать подземные воды с поверхности или из глубины грунта и удалить со строительной площадки с помощью различных приспособлений.

При поверхностном водоотливе грунтовая вода, просачиваясь через откосы и дно котлована, поступает в водосборные канавы и по ним в приямки, откуда откачивается насосами. В мелкозернистых грунтах водосборные канавы, а иногда и откосы котлована загружаются песчано-гравийной смесью, которая служит хорошей водопроводящей средой, предохраняющей канавы и откосы от оплывания. Водосборные канавы устраивают обычно глубиной до 1,5 м. Ширина канав по дну делается не меньше 0,6 м, а откосы обычно крутизной 1:1,5 (то есть при глубине траншеи 1 м, ширина, на которую будет отходит откос, составит 1,5 м).

Стрелками показано направление движения воды.

Устройство дренажей - один из способов закрытого водопонижения.

Применяют следующие виды дренажа:

- безтрубные дренажи - глубокие траншеи, которые заполнены фильтрующим материалом (хворост, щебень, крупный песок, камень).

Наполнение в безтрубных дренажах устраивается из нескольких слоев заполнителя различной крупности. Для изоляции дренажа от проникания поверхностных вод, сверху дренажная траншея забивается водонепроницаемым слоем (глина или глина, смешанная с песком) толщиной 0,5 м.

Для предохранения наполнителя от загрязнений между ним и водонепроницаемой забивкой прокладывается слой мха или торфа.

- трубные дренажи из полимерных труб. Такие трубы должны быть перфорированными (вдоль трубы устраиваются отверстия в необходимом количестве для проникновения грунтовых вод в трубу) и гофрированными (для сохранения формы и объема). Дренажная труба укладывается в грунт на глубину 1,5-2 м.

1 - местный грунт; 2- мелкозернистый песок; 3 - крупнозернистый песок; 4 - гравий; 5 - труба; 6 - уплотнительный слой.

При монтаже трубного дренажа следует устроить смотровой колодец. Смотровые колодцы следует устанавливать в местах поворота труб и коллекторов, изменения уклона и диаметра труб, впадения труб в закрытые коллекторы, а также в местах, необходимых для промывки дренажных линий. Смотровые колодцы необходимо устраивать для периодической очистки и осмотра дренажных труб.

1 - труба; 2 - дренажный колодец; 3 - грунт; 4 - дно колодца; 5 - крышка колодца.

Легкие иглофильтровые установки применяются для понижения уровня грунтовых вод на глубину 4-5 м. Такие установки представляют собой трубу, на конце которой находится иглофильтр. Лёгкий иглофильтр при помощи резинового шланга и вакуумного коллектора присоединяется к насосу, расположенному на поверхности.

1 - труба; 2 - муфта; 3 - иглофильтр (перфорированная труба); 4 - защитная фильтровальная сетка; 5 - наконечник; 6 - воздушно-промывная труба; 7 - форсунка; 8 - пробки; 9 - воздушные краны; 10 - воздушный трубопровод; 11 - водоотделитель; 12 - клапан; 13 - поплавок; 14 - тройники; 16 - трубопровод; 17 - водокольцевой вакуум-насос; 18, 19 - регулировочные краны; 20 - манометры.

Для понижения уровня воды на большую глубину использую двух - трехъярусные установки.

Эжекторные иглофильтровые установки состоят из иглофильтров с эжекторными водоподъемниками, распределительного трубопровода (коллектора) и центробежных насосов. Эжекторные водоподъемники, помещенные внутри иглофильтров, приводятся в действие струей воды, нагнетаемой в них насосом через коллектор.

Из схемы видно, что вода, выбрасываемая из иглофильтра, поступает в лоток и затем сливается в циркулярный резервуар. Из резервуара часть воды вновь засасывается насосом, остальная часть сбрасывается насосом или отводится самотеком за пределы строительной площадки.

Как видно из таблицы 1, именно эжекторные иглофильтры позволяют понизить уровень подземных вод до 20 м.

Хотелось бы обратить ваше внимание, что вам не следует самостоятельно проводить геологические изыскания участка и проектировать способ водопонижения. Изучение геологии участка - достаточно тонкий вопрос и это лучше доверить профессионалу (см. статью ).

В данном случае ваша задача заключается в том, чтобы составить техническое задание на проект в проектной организации, которую вы выбрали.

Далее непосредственно сам проектировщик оформит заявку на проведение инженерно-геологических изысканий. Подобные изыскания могут проводиться как специалистами проектной организации, которая создает вам проект, так и сторонней организацией. Важно, чтобы у этой организации была лицензия на проведение инженерно-геологических изысканий. Также возможен вариант, когда в проекте будут использованы уже готовые изыскания данной территории. Такую информацию возможно получить в Управлении земельных ресурсов.

Еще раз хотелось бы подчеркнуть, что вам не стоит беспокоиться по поводу организации проведения геологических изысканий. Ответственность за получение корректных данных по вашему участку лежит на проектировщике! Потому что, в случае, если с построенным коттеджем в течение 20 лет что-нибудь случится (например, дом просядет, потому что была не правильно рассчитана несущая способность грунта и наличие грунтовых вод), то проектировщик, который создавал этот проект, будет отвечать в соответствии с Гражданским кодексом Украины.

Только после получения данных инженерных изысканий о вашем участке, ваш проектировщик скажет, какой способ водопонижения будет максимально эффективен в данной ситуации. Также рекомендуемый способ водопонижения будет указан в проектно-сметной документации. Этими рекомендациями будет пользоваться та строительная организация, которая будет осуществлять строительные работы на вашем участке.

Список использованной литературы:

1. Кнаупе В. Устройство котлованов и водопонижение / Пер. с нем. М.Ф. Губина; Под ред. В.Н. Бурлакова и В.В. Сорокина. - М.: Стройиздат, 1988. - 376 с.
2. Справочник мастера-строителя. Гл.ред. Казачек Г.А. - Редакция научно-технической литературы. Минск, 1955.
3. Справочник по общестроительным работам. Основания и фундаменты. Под общ. ред. М.И. Смородинова. М., Стройиздат, 1974, 372 с.
4. Физдель И.А. Дефекты и методы их устранения в конструкциях и сооружениях. - М.:Изд-во литературы по строительству, 1970.

Негативные последствия высокого уровня воды на участке, варианты осушения, обустройство водоотводящих систем на эксплуатируемых площадях.

Содержание статьи:

Понижение уровня воды на участке - это защита от безнапорной воды гравитационного характера, которая находится близко к поверхности и относится к первому водонапорному горизонту. Причиной периодического подтопления являются природные источники питания грунтовых вод - озера, реки, а также атмосферные осадки и таяние снега. О том, как понизить уровень воды на участке, поговорим в нашей статье.

Причины повышения уровня воды на участке

Многие дачники сталкиваются с проблемой избытка влаги на эксплуатируемых площадях, что становится причиной многих неприятностей. Вода не только осложняет огородные и садоводческие работы, но и способна разрушить постройки.

Игнорирование излишка влаги может привести к таким неприятным последствиям:

• Преждевременная гибель деревьев из-за того, что их корневая система постоянно мокрая и испытывает кислородное голодание.
• Подземные воды в ряде случаев меняют свойства грунта. Глинистые сланцы при намокании теряют устойчивость. Песчаные почвы быстро отдают воду и перед началом строительства требуют осушения. Отдельные разновидности песчаных грунтов превращаются в плывуны. Некоторые глины разбухают и тяжело разрабатываются.
• Во время дождя или паводка участок становится непроходимым.
• Проседание дачного домика из-за вымывания почвы под ним, т.к. земля становится рыхлой и непрочной и усаживается неравномерно. Стены построек деформируются, появляются трещины.
• Также вымывается цемент из бетона, что и уменьшает несущую способность основания. Фундамент не может выдерживать большие нагрузки от стен.
• Во время строительства дачи грунтовые воды заполняют котлован и траншеи. Они мешают обустройству подвалов.
• Излишняя влажность приводит к увеличению стоимости обустройства дачи и ухода за ней, а также затрат на строительные работы. Понадобятся дополнительная техника и рабочие.

Защита участка от лишней влаги представляет собой целый комплекс мероприятий, включающих в себя обустройство системы водостоков и приемных колодцев. Суть всех методов заключается в сборе воды от атмосферных осадков с поверхности грунта и из глубины в специальные трубопроводы или емкости и выводе их за пределы эксплуатируемой площади.

Работы по снижению уровня грунтовых вод на участке возможно выполнять на любой стадии эксплуатации полезной площади. Например, при строительстве дачного домика избавиться от воды необходимо до начала возведения фундамента.

Существует множество вариантов снижения заболоченности грунтов. На их выбор влияют такие факторы:

1. Водонепроницаемость почвы;
2. Требуемая глубина осушения;
3. Длительность водопонижения;
4. Условия перемещения грунтовых вод;
5. Близость к участку строений.

На глинистых почвах рекомендуется выполнять открытые системы. Если затапливаются небольшие площади в определенные сезоны года, дренаж формируют только в этом месте.

Наиболее проблемные места располагаются на ровных площадках - на срезе водостока дачи, возле крыльца и террасы, или на грунте с неровным рельефом. Возле них достаточно вкопать бочки или другие емкости, куда будет стекать вода. Затем ее используют для полива или выливают в безопасное место.

Определить глубину залегания грунтовых вод можно с помощью различных методик:

• Геоботанический метод. Основан на наблюдениях за растениями, преобладающими на участках. Для этого понадобятся таблицы, в которых указана растительность, распространенная на различных влажных почвах. В справочниках можно найти также признаки переувлажнения грунта.
• По уровню воды в ближайших колодцах. Измерьте расстояние от поверхности до зеркала воды, а затем перенесите размеры в необходимое место.
• Сверление скважины 2 м глубиной и наблюдение за ней. Периодическое появление воды в ней свидетельствует о высоком расположении воды в данной местности.

Способы уменьшения уровня воды на участке

Для решения проблемы понадобится выполнить достаточно большой объем земельных работ по созданию путей отвода и сбора излишка воды. Ниже мы рассмотрим основные конструкции, способные справиться с поставленной задачей.

Бассейн-накопитель

Этот способ понижения уровня воды на участке считается традиционным, его издавна применяли наши предки. Водоем обустраивают обычно в самом низу, но можно вырыть его и в другом месте. Для сохранения корневой системы деревьев его располагают в центре усадьбы, для защиты погреба от сырости - рядом с домом.

Пруд может быть любой формы и использоваться в декоративных целях. Бассейн-накопитель наполняется через дренажные колодцы, а также от атмосферных осадков.

Основное требование к емкости - герметичность. Для удаления воды из нее предусматривается сливная труба, которая идет под наклоном к ближайшему склону, кювету или оврагу. Если уклона нет, содержимое удаляется насосом, который запускается автоматически после срабатывания поплавкового датчика.

Стены бассейна изготавливают из кирпича или бетона, которые возводят на расстоянии 20-25 см от склонов котлована. Оставшийся зазор заполняется жирной мягкой глиной. Стены должны быть выше предполагаемого уровня грунтовых вод на 15-20 см. Дно выкладывают из того же материала, что и стены.

Все поверхности штукатурят песчано-цементным раствором, а затем герметизируют битумом. Дно можно не штукатурить, а засыпать 2-3 см крупного гравия, а затем 5-7 см песка или мелкого гравия. Бассейн допускается оставлять открытым для гусей и уток или накрыть бетонными плитами с люком, через который забирается вода для хозяйственных нужд.

Если накопитель не помог избавиться от влажности в подвале, допускается обустроить еще один, посредине палисадника. Емкость пруда должна быть большего размера, ведь она собирает подземную воду со всего участка, а также дождевую с кровли и поверхности грунта.

Небольшие накопители можно изготовить из металлических и пластиковых бочек, отслуживших свой срок. Из них удобно брать влагу для полива.

Открытая дренажная система

Открытый дренаж участка с высоким уровнем грунтовых вод позволяет обеспечить всего 30-50 см сухой земли под поверхностью. Он представляет собой траншеи глубиной до 0,7 м, выполненные с наклоном в несколько градусов, чтобы влага перемещалась самотеком. Ширина по дну составляет 0,6 м, а в верхней части - до 1,5 м. Если яма роется на мелкозернистом грунте, ее засыпают щебнем с песком толщиной 10-15 см, что предотвращает оплывание откосов.

Обычно открытую систему используют как дополнение к бассейнам. Вода просачивается сквозь стенки траншеи и самотеком перемещается за пределы эксплуатируемой площади или к месту сбора.

Открытая система имеет ряд недостатков:

1. Вода в канаву попадает сквозь стены, разжижая почву и понижая их прочность.
2. Мокрое дно выемки затрудняет работу на участке.
3. Движение жидкости ослабляет стенки траншеи, а также негативно сказывается на прочности фундаментов рядом стоящих зданий.

Если невозможно обеспечить перемещение подпочвенной воды самотеком, обустраивают приямки, из которых она выкачивается диафрагмальным насосом. Такой вариант часто используется на стадии строительства дачного домика, например, для осушения котлованов. В этом случае необходимо правильно выбрать оборудование: насосы должны пропускать через себя мелкие частицы - камни, ил, мусор.

Закрытая дренажная система

Подобная конструкция имеет более сложное устройство, чем открытая система - в ее состав входят дренажные трубы. Если проблемная площадь больших размеров, рекомендуется сделать план расположения каналов, смотровых колодцев и емкостей для сбора воды. Также в проекте помечаются самые высокие и самые низкие места, ведь жидкость стекает сверху вниз.

При оборудовании закрытой дренажной системы используйте наши рекомендации:

• Траншею выройте с наклоном в сторону удаления жидкости. Угол наклона дна - 7 см на длине 1 м. Если участок ровный, необходимо вкопать на определенную глубину емкость, куда будет сливаться жидкость.
• Количество канав зависит от влажности грунта. На глинистых почвах их можно располагать достаточно часто.
• Возле зданий траншея роется по периметру постройки и в местах, где нет большой нагрузки.
• Глубина выемки зависит от типа почвы. Для песчаных грунтов - не менее 1 м, для суглинков - 0,8 м, для глин - 0,7 м, но труба обязательно должна лежать ниже уровня промерзания. В этом случае она не будет деформироваться от остатков замерзшей воды.
• Рекомендуется траншеи располагать в виде елочки, когда все они сходятся к одной центральной, ведущей к сливу. Ширину основной канавы выполняют больше всех остальных.
• Дно должно быть без резких перепадов, чтобы не сломать трубы.
• Подготовленную систему проверяйте на автослив. Для этого в разных точках налейте в яму воду и проконтролируйте скорость движения потока. При необходимости увеличьте угол наклона дна.
• В траншею сначала насыпьте слой щебня и песка, а затем поместите трубу. В качестве дренажа можно использовать гончарные трубы, перфорированные или обычные асбестовые, предварительно выполнив в ней пропилы шириной 1 мм и длиной 5 см через каждые 20 см. Вместо готовых изделий можно использовать обмазанные глиной вязанки хвороста.
• Отдельные элементы системы укладываются в траншею, а затем собираются с помощью переходников и тройников.
• Если используются трубы, обязательно предусмотрите смотровые колодцы для их очистки. Они монтируются возле наиболее проблемных участков - у поворотов и мест сужения.
• Для защиты дренажа от грунта, который насыпается сверху, накройте его слоем мха или торфа. Можно также использовать геотекстиль. В обязательном порядке применяются фильтрующие элементы, если почва песчаная или суглинистая. Ткань должна быть малой плотности, иначе жидкость плохо проникает в трубу.
• Сверху насыпается слой песка (10 см), щебня (10 см) и водонепроницаемый материал толщиной не менее 0,5 м, который защищает систему от влаги, поступающей снаружи.
• Оставшееся место заполняется землей с холмиком, который через короткий промежуток времени просядет и сравняется с поверхностью почвы.
• Закрытую дренажную систему можно декорировать, чтобы придать ей эстетический вид. На трубу высыпьте крупный щебень, сверху - фракции поменьше, а затем все закройте мраморной крошкой или декоративным гравием. По краям ямы посадите зеленые насаждения.

Буровые скважины

Такой вариант используется для осушения территории на время выполнения строительных работ. Он способен значительно понизить высокий уровень воды на участке, но для этого понадобятся буровые установки, насосы и другое специальное оборудование. Использование скважин позволяет не ослаблять основания ближайших построек.

Сущность метода заключается в образовании воронкообразной поверхности подземных вод с уклоном к месту расположения глубинного насоса. Чем дольше функционирует аппарат, тем больше диаметр воронки. Через некоторое время наступает стабилизация: размеры осушенного участка не увеличиваются, однако после отключения насосов вода поднимается на прежнее место. Целью использования скважин является удаление жидкости от поверхности на время выполнения подземных работ при строительстве здания.

Для осушения участка с высоким уровнем грунтовых вод также используют эжекторные иглофильтровые установки, которые способны понизить влагу до глубины 20 метров. В комплект входят водоподъемники с помещенными внутри иглофильтрами, распределительные трубопроводы и насосы. Эжекторные подъемники функционируют под действием потока из насосов. Влага, поступающая из иглофильтров, попадает в лоток, а затем в циркулярную емкость. Иглофильтры также устанавливаются по краям участка, где проводятся работы. Они могут иметь линейное расположение, контурное, кольцевое и т.д.

Вакуумный метод водопонижения используется на участках со сложными гидрогеологическими условиями - почве с малой проницаемостью, низкой водоотдачей и при неоднородном сложении грунтов. Суть метода заключается в создании устойчивого вакуума снаружи систем. Их основу составляет установка вакуумного влагопонижения с иглофильтрами.

Как понизить уровень грунтовых вод на участке - смотрите на видео:

Понижение уровня грунтовых вод обеспечивает комфортную эксплуатацию земельного участка, однако интенсивная откачка может привести к нарушению гидрогеологических условий - могут осушиться родники или просесть почва. Поэтому подобные работы должны сопровождаться анализом последствий водоотводящих мероприятий.

(или УГВ) может принести немало хлопот как во время строительства, так и представлять опасность для уже готовых строений.

Обязательно нужно произвести понижение уровня грунтовых вод в саду и городе, поскольку участок станет заболоченным и непригодным для выращивания культурных растений. При залегании уровня грунтовых вод в полуметре от поверхности грунта в обязательном порядке нужно организовать искусственный водоотвод на участке. Для решения данной задачи существует много способов.

Применение труб и траншей

Снижение уровня грунтовых вод можно достичь при помощи дренажной системы. В этом случае применяют известный в гидродинамике способ. При укладке коллектора из перфорированных труб на заданной глубине заводненного грунта водный слой всасывается трубой путем образования вогнутой воронки в поперечном сечении трубы. Таким образом, получается осушенная зона грунта на участке. Можно применять специальные гончарные трубы с отверстиями или асбестоцементные. В асбестоцементных трубах необходимо создать поперечные пропилы, ширина которых составит 1-2 мм, а длина — 3-5 см с выдержкой шага в 20-25 см. Пропилы можно сделать при помощи дрели и электролобзика. Для начала дрелью с маленьким сверлом высверливаются отверстия, в которые потом можно будет пройти полотном от электролобзика.

Самый дешевый способ снизить уровень воды — выкопать по всему участку или вокруг дома траншеи с уклоном грунта в направлении водосброса. Уклон позволит воде естественным способом уходить с участка. В середину траншей стоит плотно уложить вязанки хвороста, обмазанные пластичной глиной. Но лучше траншею засыпать крупным строительным мусором, битым кирпичом, бетоном, крупными камнями.

Вернуться к оглавлению

Водосборные пруды и бассейны

Понизить уровень грунтовых вод можно посредством создания прудов в центре или по краям участка в зависимости от рельефа местности. Этот способ требует минимального вложения средств, но для повышения эффекта, нужно создать комплекс прудов в сочетании с дополнительными водосборными бассейнами. При наличии лишней влаги у основания дома или в погребе правильно бассейн-водосборник сделать в палисаднике. Организовывать его целесообразнее вблизи подвала, чтобы быстро снизить уровень грунтовых и осадочных вод, а также отвести их от фундаментной части строений. Форма бассейна может быть различной. Накопление грунтовых вод производится через дренажный колодец. Уровень собранной воды регулируется путем установки трубы с боковой части пруда, которая ведет в овраг или канаву.

Для самотека воды трубу нужно уложить с небольшим понижением — уклоном в сторону оврага. В этом случае лучше использовать ПВХ трубу с большим диаметром, так как через нее будет проходить больший объем воды и она будет меньше забиваться. Но, чтобы защититься от значительного количества опавших листьев и другого мусора, который может засорить трубу, в основании трубы (со стороны пруда) можно прикрепить металлическую сетку с небольшой ячейкой или попросту одеть дуршлаг. Дно пруда необходимо устелить бетонными плитами. Для удешевления мероприятия можно использовать глину. Размятую с водой глину укладывают слоем в 15 см и тщательно утрамбовывают. После высыхания первого слоя повторяют процедуру дважды. Края бассейна тоже необходимо укрепить глиной с расчетом 15-20 см от края уровня воды. На верхний слой глины засыпают щебень и утрамбовывают его. Последний слой состоит из мелкого гравия или песка толщиной 5-8 см.

Подбор методов водоотлива и снижения уровня грунтовых вод реализуется в основном исходя из учета состава грунта и насыщенности притока грунтовых вод. При возведении подземной части строения при водонасыщенных грун­тах применяют открытое водопонижение. Этот способ прост и эко­номичен, но он эффективен в грунтах, где приток воды составляет меньше 10-12 м 3 /ч. Откачка грунтовых вод производится насосом из водосборников размером 1×1 м. Для быстроты применения водосборником может являться обычная выкопанная яма, а для повышения надежности им должна быть резервная насосная система. Минусом в этой системе является то, что в мелкозернистых грунтах открытый водоотвод приведет к осыпанию откосов траншей и котлована, а также к разрыхлению почвы в основании зданий.

Вернуться к оглавлению

Водопонижение иглофильтрами

Снижения уровня грунтовых вод можно добиться при помощи иглофильтровых установок, состоящих из металлических труб с фильтрующим блоком в нижней части конструкции, электродвигателя, самовсасывающего вихревого насоса и водосборного коллектора. Установка иглофильтра заключается в погружении металлических труб в грунт участка вдоль траншеи или по периметру котлована. Фильтрующий блок состоит из внутренней цельной и наружной перфорированной трубы. Нижняя часть наружной трубы имеет наконечник из шаровых и кольцевых клапанов. На поверхности грунта иглофильтры прикрепляют к водосборному коллектору, а затем к насосной установке. Иглофильтры устанавливают в землю гидравлическим погружением, путем подачи в него воды под давлением в 0,3 МПа. Выходя под давлением из наконечника фильтрующего блока, напор воды размывает почву вокруг себя и позволяет погрузить иглофильтр вглубь.

Применение иглофильтров очень эффективно в песчано-гравистых грунтах. При использовании одного яруса иглофильтров можно снизить уровень грунтовых вод до 5 м. Для увеличения уровня осушения почвы стоит применять многоярусную систему. Также иглофильтры можно погружать в грунт путем бурения скважин спецтехникой. Для повышения надежности установки можно сделать резервную систему насосов.

Понижение уровня грунтовых вод -более совершенный, но и более сложный метод борьбы с их притоком в выемки.

При устройстве выемок, расположенных ниже уровня грунтовых вод, необходимо осушать водонасыщенный грунт, чтобы обеспечить его разработку и предотвратить поступление грунтовых вод в котлован, траншею или подземную выработку на период выполнения в них строительных работ.Осушение грунта выполняют открытым водоотливом или искусственным понижением уровня грунтовых вод.

Рисунок-1. Схема открытого водоотлива

а-из котлована (поперечный разрез); 1-зумпф;2-всасывающая труба; 3-насос;б-из траншеи (план);1-зумпф; 2-ус; 3-всасывающая труба; 4-насос;

Водоотлив применяют при незначительном притоке воды в выемки.Осушение выемки открытым водоотливом заключается в том, что при разработке котлована в водоносном грунте подошве выемки придают небольшой уклон (рис-1) к устраиваемому в самой пониженной части приямку (зумпфу).

Приямки устраивают вне габаритов сооружений на расстоянии 3…10 м друг от друга и заглубляют ниже основания сооружения на 0,5…0,6 м. Воду из приямков откачивают поршневыми, диафрагмовыми или центробежными насосами, а затем отводят по лоткам или водоотводным канавам от выемки.

Затем разработку котлована ведут наклонными слоями с заглубленным зумпфом. При разработке траншей зумпф устраивают в специальном отсеке траншеи, называемом усом. Открытый водоотлив применяют в глинистых и песчаных пылеватых грунтах с коэффициентом фильтрации менее 1 м в сутки и отсутствии ниже дна осушаемой выемки напорных грунтовых вод.Недостаток этого метода осушения -возможность разжижения грунта и выноса его частиц фильтрующейся водой.

Понижение уровня грунтовых вод -более совершенный, но и более сложный метод борьбы с их притоком в выемки.Уровень грунтовых вод понижают путем непрерывной откачке из специальных скважин, сооружаемых в массиве грунта. Для искусственного понижения уровня грунтовых вод разработан ряд эффективных способов, основными из которых являются иглофильтровый, вакуумный, электроосмотический и открытых водопонизительных скважин.

При иглофильтровом способе искуственного понижения грунтовых вод используют иглофильтровые установки, состоящие из стальных труб с фильтрующим звеном в нижней части, водосборного колектора и самовсасывающего вихревого насоса с электродвигателем.Стальные трубы погружают в обводненный грунт по периметру котлована или вдоль траншеи (рис-2).

Рисунок-2. Схема иглофильтрового способа понижения уровня грунтовых вод

а-для котлована при одноярусном расположении иглофильтров; б-то же, при двухъярусном расположении иглофильтров; в-для траншеи; г-схема работы фильтрующего звена при погружении в грунт и в процессе откачки воды; 1- насосы; 2-кольцевой коллектор; 3-депрессионная кривая; 4-фильрующее звено; 5-фильтрационная сетка; 6-наружная труба; 7-внутренняя труба; 8-кольцевой клапан; 9-гнездо кольцевого клапана; 10-шаровой клапан; 11-ограничитель.

Фильтрующее звено состоит из наружной перфорированной и внутренней глухой труб. Наружная труба внизу имеет наконечник с шаровым и кольцевым клапаном. На поверхности земли иглофильтры присоединяют водосборным коллектором к насосной установке, обеспеченной резервными насосами. При работе насосов уровень воды в иглофильтрах понижается.

Из-за дренирующих свойств грунта от понижается и в окружающих грунтовых слоях, образуя новую границу уровня грунтовых вод, называемую депрессионной кривой. Иглофильтры погружают в грунт через буровые скважины или путем нагнетания в трубу иглофильтра воды под давлением до 0,3 МПа(гидравлическое погружение).

Поступая к наконечнику, вода опускает шаровой клапан, а кольцевой клапан, отжимаемый при этом кверху, закрывает зазор между внутренней и наружной трубами. Выходя из наконечника под давлением, струя воды размывает грунт и обеспечивает погружение иглофильтра. Когда вода всасывается из грунта через фильтровое звено, клапаны занимают обратное положение: шаровой клапан за счет разрежения поднимается а кольцевой опускается, открывая воде, профильтровавшейся в зазор между обеими трубами фильтрового звена, путь в открытый снизу конец внутренней трубы.

Применение иглофильтровых установок наиболее эффективно в чистых песках и песчано-гравелистых грунтах. Наибольшее понижение уровня грунтовых вод, достигаемое в средних условиях одним ярусом иглофильтров, составляет около 5 м. При большей глубине понижения применяют двухъярусные установки. При вакуумном способе водопонижения применяют вакуумные водопонизительные установки, из которых наиболее распространены установки с эжекторными иглофильтрами.

Установки (рис-3) используют для понижения уровня грунтовых вод в мелкозернистых грунтах (мелкозернистых и пылеватых песках, супесях, илистых и лессовых грунтах с коэффициентом фильтрации 0,02…1 м/сут), в которых применять легкие иглофильтровые установки нецелесообразно. При работе вакуумных водопонизительных установок вакуум возникает в зоне эжекторного иглофильтра.

Рисунок-3.Схема вакуумной установки

а-вакуумная установка; б-схема действия эжекторного иглофильтра; 1-центробежный насос низкого давления; 2-циркуляционый резервуар; 3-сборный лоток; 4-напорный насос; 5-напорный рукав; 6-эжекторный иглофильтр; 7-напорная вода; 8-сопло; 9-всасываемая вода; 10-обратный клапан; 11-фильтровая сетка

Фильтровое звено эжекторного иглофильтра устроено по принципу легкого иглофильтра, а надфильтровое звено состоит из наружной и внутренней трубы с эжекторной насадкой. Рабочую воду под давлением 750…800 кПа подают в кольцевое пространство между внутренней и наружной трубами и через эжекторную насадку она устремляется вверх по внутренней трубе. В результате резкого изменения скорости движения рабочей воды в насадке создается разрежение и тем самым обеспечивается подсос грунтовой воды.

Грунтовая вода смешивается с рабочей и направляется в циркуляционный бак. Из циркуляционного бака избыток воды (за счет поступления грунтовой) откачивается низконапорным насосом или сливается самотеком. В эжекторной иглофильтровой установке вакуум создается в глубине иглофильтра, что обеспечивает более интенсивный отсос воды и имеет исключительно важное значение при осушении грунтов с незначительной фильтрационной способностью.

Один ярус иглофильтров позволяет уменьшить размеры котлована или траншеи, а следовательно уменьшается и объем земляных работ.Для расширения области применения иглофильтровых установок в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 0,05 м/сут используют явление электроосмоса.В этом случае наряду с иглофильтрами в грунт на расстоянии 0,5…1 м от иглофильтров в сторону котлована погружают стальные трубы или стержни(рис-4).

Рисунок-4. Схема водопонижения с использованием электроосмоса

1-иглофильтр(катод); 2-труба (анод); 3-коллектор; 4-токопровод;5-насос;6-генератор постоянного тока

Иглофильтры подключают к отрицательному (катод), а трубы или стержни- к положительному полюсу источника постоянного тока (анод).Электроды размещают друг относительно друга в шахматном порядке. Шаг, или расстояние анодов и катодов в своем ряду одинаков -около 0, 75…1,5 м. И аноды и катоды погружают на одну и ту же глубину.

В качестве источника электропитания применяют сварочные агрегаты или передвижные преобразователи. Мощность генератора постоянного тока определяют, исходя из того, что на 1 м² площади электроосмотической завесы необходим ток силой 0,5…1 А и напряжением 30…60 В.Под действием электрического тока воды, содержащаяся в порах грунта, освобождается и перемещается в сторону иглофильтров. За счет движения этой воды коэффициент фильтрации грунта увеличивается в 5…25 раз.

Для понижения уровня грунтовых вод на глубину 4 м и более применяют открытые (соединяющиеся с атмосферой) водопонизительные скважины.Метод применяют, когда надо осушить большие строительные площадки с сильным притоком вод (коэффициент фильтрации более 2 м/сут).

Для сооружения скважин -колодцев на территории строительной площадки пробуривают скважины, которые оборудуют фильтровой колоной, включающей фильтр, отстойник и надфильтровые трубы. Внутрь фильтровой колоны опускают высоконапорный специальный скважинный насос, которым и откачивают воду. Водопонизительные скважины просты в устройстве и надежны в эксплуатации.

***** РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!

Водоотлив и понижение уровня грунтовых вод.

Водоотвод необходим для защиты котлованов и траншей от затопления их ливневыми и талыми водами. Для водоотвода обычно используют расположенные с нагорной стороны резервы, кавальеры, а также специально устанавливаемые оградительные обвалования, водоотводящие канавы, лотки и системы дренажей (см. Лекцию №3.4). Канавы или лотки устраивают с продольным уклоном 0,002-0,003, а их размеры и виды креплений принимают в зависимости от расхода ливневых или талых вод и предельных значений не размывающих скоростей их течения. Воду из всех водоотводящих устройств, а также от резервов и кавальеров отводят в пониженные места, удаленные от возводимых и существующих сооружений.

Водоотлив . Предварительное осушение часто осуществляется при устройстве котлованов и траншей, поскольку большинство сооружений и сетей водоснабжения и водоотведения возводят либо в непосредственной близости от водоемов, либо в условиях обводненных и неустойчивых грунтов. Выемки (котлованы и траншеи) при небольшом притоке грунтовых вод разрабатывают с применением открытого водоотлива , а если приток значителен и толщина водонасыщенного слоя, подлежащего разработке, большая, то до начала производства работ уровень грунтовых вод (УГВ) искусственно понижают с использованием различных способов закрытого, т.е. грунтового, водоотлива, называемого еще строительным водопонижением.

Работы по строительному водопонижению во многом зависят от принятого метода механизированной разработки котлованов и траншей. Соответственно устанавливают очередность работ как по монтажу водоотливных и водопонизительных установок, их эксплуатации, так и по разработке котлованов и траншей. Например, если котлован размещен на берегу, в пределах поймы реки, то разработку его начинают только после монтажа водопонизительного оборудования, причем так, чтобы понижение уровня грунтовых вод опережало заглубление котлована на 1-1,5 м. Если котлован расположен непосредственно в русле реки (при строительстве, например, водозабора или насосной станции первого подъема), то до работ по водопонижению котлован ограждают со стороны воды специальными дамбами (перемычками). Работы по осушению при этом складываются из удаления воды из отгороженного котлована и последующей откачки воды, фильтрующей в котлован.

Начальное осушение котлованов требуется после ограждения их перемычками. При этом объем воды, подлежащий откачке,

где V - объем воды в котловане, м3 ; q - приток воды в котловане, м3 /ч; t - продолжительность осушения котлована, ч.

По величине объема начального водоотлива подбирают тип и количество насосных агрегатов. Обычно для откачки воды из неглубоких котлованов, когда глубина воды в них не превышает высоты всасывания, применяют стационарные центробежные насосы, в том числе консольного типа K, размещаемые на перемычке, а при больших глубинах используют плавучие или передвижные насосные установки.

В процессе осушения котлована очень важно правильно выбрать скорость откачки воды, так как очень быстрое осушение может вызывать повреждение перемычек, откосов и дна котлована. Опыты показывают, что в первые дни откачки интенсивность понижения уровня воды в котлованах из крупнозернистых и скальных грунтов не должна превышать 0,5-0,7 м/сут, из среднезернистых - 0,3-0,4 и в котлованах из мелкозернистых грунтов 0,15-0,2 м/сут. В дальнейшем откачку можно увеличить до 1-1,5 м/сут, но на последних 1,2-2 м глубины откачку воды следует замедлить.

Открытый водоотлив предусматривает откачку притекающей воды непосредственно из котлована или траншей. Способ применим в скальных, обломочных, галечниковых и гравийных грунтах, устойчивых против фильтрационных деформаций.

При открытом водоотливе грунтовая вода, просачиваясь через откосы и дно котлована, поступает в водосборные канавы и по ним в приямки (зумпфы), откуда ее откачивают насосами (рис. 1а). Размеры приямков в плане в целях удобства их очистки принимают 1х1 или 1,5х1,5 м, а глубину от 2 до 5 м, в зависимости от требуемой глубины погружения водоприемного рукава насоса. Минимальные размеры приямка назначают из условия обеспечения непрерывной работы насоса в течение 10 мин. Приямки в устойчивых грунтах крепят деревянным срубом из бревен (без дна), а в оплывающих - шпунтовой стенкой и на дне его устраивают обратный фильтр. Примерно также крепят траншеи в неустойчивых грунтах при использовании открытого водоотлива (рис. 1б). Число приямков зависит от расчетного притока воды к котловану и производительности насосного оборудования.

Рисунок 1. Открытый водоотлив из котлована (а) и траншеи (б): 1 - дренажная канава; 2 - приямок (зумпф); 3 - пониженный уровень грунтовых вод; 4 - дренажная пригрузка; 5 - насос; 6 - шпунтовое крепление; 7 - инвентарные распорки; 8 - всасывающий рукав с сеткой (фильтром).

Системой насосных установок качают воду в водосборный коллектор и по нему отводят ее за пределы котлована. Открытый водоотлив довольно эффективный и простой способ осушения котлованов и траншей. Однако возможно разрыхление или разжижения грунтов в основании и унос части грунта фильтрующейся водой. Поэтому на практике во многих случаях чаще применяют различные способы искусственного понижения уровня грунтовых вод, т.е. грунтового водоотлива , исключающего просачивание воды через откосы и дно котлованов и траншей.

Искусственное понижение уровня грунтовых вод предполагает устройство системы дренажей, трубчатых колодцев, скважин, использование иглофильтров.

В качестве средств водопонизительного оборудования широко используются легкие иглофильтровые установки (ЛИУ), эжекторные водопонизительные установки (ЭВУ), системы скважин (СС) с артезианскими и глубинными насосами и установки вакуумного водопонижения (УВВ). Все перечисленные средства предусматривают забор воды из грунта через цепь расположенных скважин с трубчатыми водоприемниками, соединенных коллектором, насосами (насосными станциями) для откачки воды и отводящим трубопроводом.

Способы водопонижения и тип применяемого оборудования выбирают в зависимости от глубины разработки котлована (траншеи), инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки, сроков строительства, конструкции сооружения и техникоэкономических показателей. Для такого выбора можно воспользоваться рекомендациями, приведенными в таблице 1.

Таблица 1. Выбор способов водопонижения

		Коэффициент
	Характеристика		жения уровня грунтовых вод, м
		фильтрации k,
				Электроосушение
	Суглинок		Легкие одноярус-	Многоярусные
			ные ЛИУ и эжек-
				ЛИУ и эжекторные
			торные иглофильт-
				иглофильтры
			Одноярусные ЛИУ
	мелкозернистый			Многоярусные	Буровые колодцы с
				ЛИУ и эжекторные	артезианскими по-
			Буровые скважины	иглофильтры	гружными насоса-
			с центробежными
	гравелистый
			насосами
			Поверхностный	Буровые скважины с погружными насо-
			водоотлив

Грунтовый водоотлив, или искусственное водопонижение осуществляют, когда осушаемые породы имеют достаточную водопроницаемость, характеризующуюся коэффициентами фильтрации (обычно не менее 1 - 2 м/сут). Применить его в грунтах с коэффициентами фильтрации менее 1 - 2 м/сут нельзя из-за малых скоростей движения грунтовых вод. В этих случаях используют вакуумирование или способ электроосушения (электроосмос).

Иглофильтровый способ предусматривает использование для откачки воды из грунта часто расположенных скважин с трубчатыми водоприемниками малого диаметра - иглофильтров , соединенных общим всасывающим коллектором с общей (для группы иглофильтров) насосной станцией. Для искусственного понижения УГВ на глубину 4 - 5 м в песчаных грунтах применяют легкие иглофильтровые установки . При этом для осушения траншей шириной до 4,5 м используют однорядные иглофильтровые установки (рис. 2а), а при устройстве более широких траншей (например, для прокладки коллекторов) - двухрядные (рис. 2б). Для осушения котлованов применяют замкнутые по контуру установки (рис. 2в). При необходимости понижения уровня воды на глубину более 5 м применяют двух- и трехъярусные иглофильтровые установки (рис. 2г).

В этом случае вначале вводят в действие первый (верхний) ярус иглофильтров и под его защитой отрывают верхний уступ котлована, после чего монтируют второй (нижний) ярус иглофильтров и отрывают второй уступ котлована и т.д. После ввода в действие каждого последующего яруса иглофильтров, предыдущие можно отключить и демонтировать. Применение иглофильтров может оказаться эффективным и для водопонижения в слабопроницаемых грунтах, если под ними залегает более водопроницаемый слой. При этом иглофильтры заглубляют в нижний слой (рис. 2д) с обязательной их обсыпкой.

Легкие иглофильтровые установки (рис. 3а) помимо иглофильтров включают также водосборный коллектор, объединяющий их в одну водопонизительную систему, центро-

бежные насосные агрегаты и отводящий трубопровод. Иглофильтр (рис. 3в) состоит из фильтрового звена, через которое из грунта поступает вода, надфильтровой колонны (трубы) и наконечника с зубчатой коронкой. К надфильтровой стальной трубе диаметром 50 мм и длиной 7 - 8,5 м внизу присоединяют фильтровое звено, а вверху - гибкий рукав. Фильтровое звено длиной 1,25 м состоит из двух труб (рис. 3в,г): внутренней сплошной диаметром 38 мм и наружной диаметром 50 мм с отверстиями. Наружная труба обернута фильтрующей и защитной сеткой и выполнена внизу в виде наконечника, внутри которого размещается кольцевой и шаровой клапаны.

Рисунок 2. Водопонижение легкими иглофильтровыми установками: а – однорядные установки; б – двухрядные установки; в – замкнутые установки; г – двухъярусные установки; д – заглубление иглофильтра; 1 - траншея с креплениями; 2 - всасывающий коллектор; 3 - соединительные патрубки (шланги); 4 - кран или вентиль; 5 - насосный агрегат; 6 - иглофильтры; 7 - пониженный уровень грунтовых вод; 8 - водоприемное фильтровое звено иглофильтра; 9 - проложенный трубопровод в траншее; 10 - напорный трубопровод; 11 - сборный трубопровод; 12 - дренажная пригрузка; 13 - иглофильтры верхнего яруса; 14 - то же, нижнего яруса; 15 - конечное положение депрессионной поверхности грунтовых вод; 16 - глиняный тампон; 17 - песчано-гравийная обсыпка.

Погружают легкие иглофильтры на глубину 7-8 м чаще всего гидравлическим способом. При этом собранный иглофильтр с присоединенным к нему шлангом от насоса поднимают краном в вертикальное положение (рис. 3б), после чего включают насос. Вода, нагнетаемая по внутренней трубе иглофильтра (рис. 3г), отталкивает шаровой клапан 23 (кольцевой клапан 21 при этом закрывает доступ в пространство между наружной и внутренней трубами) и поступает к наконечнику 25, выйдя из которого с большой скоростью размывает грунт. В результате образуется скважина, в которую опускают иглофильтр. Расстояния между иглофильтрами принимают в зависимости от схемы их расположения (кольцевой или линейный), глубины водопонижения, типа насосного агрегата и гидрогеологических условий, но обычно эти расстояния равны 0,75; 1,5 , а иногда и 3 м.

Рисунок 3. Оборудование легких иглофильтровых установок: а - общий вид иглофильтровой установки; б - погружение иглофильтров; в - водоприемное фильтровое звено иглофильтра в процессе откачки воды; г - то же, при гидравлическом погружении иглофильтра; д - иглофильтр в собранном виде; 1 - гибкое соединение иглофильтра со всасывающим коллектором; 2,3 - насосный агрегат; 4 - опора; 5 - иглофильтры; 6 - кран; 7 - коллектор; 8 - шланг; 9 - колонна для наращивания; 10 - скважина; 11 - фильтровое звено иглофильтра; 12 - надфильтровая труба; 13 - конец надфильтровой трубы; 14 - внутренняя труба; 15 - шайба; 16 - муфта; 17 - резиновое кольцо; 18 - наружная перфорированная труба; 19 - проволочная обмотка; 20 - сетка; 21 - кольцевой клапан; 22 - седло клапана; 23 - шаровой клапан; 24 - ограничитель; 25 - наконечник с зубчатой коронкой.

Откачку воды из системы с легкими иглофильтрами производят насосным агрегатом, состоящим из центробежного насоса, соединенного с вакуум-насосом или вихревым самовсасывающим насосом. При откачке воды шаровой клапан 23 иглофильтра (рис. 3в) под влиянием вакуума поднимается, а кольцевой клапан 21 опускается, открывая грунтовой воде, поступающей во внутреннюю трубу через отверстия наружной трубы фильтра.

На практике применяют легкие иглофильтровые установки различных типов, но наибольшее распространение получили ЛИУ-3, ЛИУ-5 и ЛИУ-6 производительностью соответственно 60, 120 и 140 м3 /ч с комплектом 60-100 иглофильтров.

Эжекторные иглофильтровые установки (рис. 4а) откачивают воду из скважин с помощью водоструйных насосов-эжекторов, работающих по принципу передачи энергии одним потоком воды другому. ЭИУ используются для понижения УГВ одним ярусом на глубину от 8 до 20 м в грунтах с k > 2-3 м/сут. Установки состоят из иглофильтров с эжекторными водоподъемниками (рис. 4б), распределительного трубопровода (коллектора) и центробежных насосов. Эжекторные водоприемники, помещенные внутри иглофильтров (рис. 4в), приводятся в действие струей рабочей воды, нагнетаемой в них насосом под давлением 0,6-1,0 МПа через коллектор.

Рабочая вода поступает в кольцевой зазор между внутренней и натужной колонной труб иглофильтра и далее к входному окну эжектора 12, состоящего из насадки, камеры смещения, горловины и диффузора. Рабочая вода, выходя из насадки с большой скоростью, вследствие внезапного расширения струи создает разрежение и подсасывает из внутренней трубы грунтовую воду, смешиваясь с ней, и подает ее вверх. Как видно из схемы эжекторной установки (рис. 4а), вода, выбрасываемая из иглофильтров, поступает в

лоток и затем сливается в циркуляционный резервуар, откуда часть воды вновь засасывается насосом, а остальная часть сбрасывается за пределы строительной площадки.

Рисунок 4. Водопонижение эжекторными иглофильтрами, водопонизительными скважинами и электроосмотическим способом: а - эжекторная иглофильтровая установка; б - эжекторный иглофильтр; в - его фильтровое звено; г - открытая водопонизительная скважина; д - схема электроосмотического водопонижения; 1 - низконапорный насос; 2 - циркуляционный резервуар; 3 - высоконапорный насос; 4 - распределительный трубопровод; 5 - сливной лоток; 6 - трубопровод; 7 - эжекторный иглофильтр; 8 - водоприемное фильтровое звено; 9 - водоотводящая труба; 10 - труба от насоса; 11 - наружная труба; 12 - диффузор с насадкой; 13 - сетка; 14 - шаровой клапан; 15 - наконечник с зубчатой коронкой; 16 - отстойник; 17 - просеченный лист; 18 - песчаногравийная обсыпка; 19 - местный песчаный грунт; 20 - кондуктор; 21 - пьезометр для замера уровня воды в скважине; 22 - то же, в обсыпке; 23 - надфильтровая труба; 24 - водоподъемные трубы; 25 - направляющие фонари; 26 - муфта; 27 - насосный агрегат; 28 - трубы-аноды; 29 - иглофильт- ры-катоды; 30 - двигатель-генератор; 31 - насосный агрегат; 32 - всасывающий коллектор; 33 - пониженный уровень грунтовых вод.

Эжекторный иглофильтр (рис. 4б) состоит из надфильтровых труб диаметром 2,5 (ЭИ-2,5) или 4 дюйма (ЭИ-4), фильтрового звена (рис 4в), из внутренних колонн водоподъемных труб, к нижнему концу которых прикреплен эжекторный водоподъемник. Производительность эжекторных иглофильтров ЭИ-2,5 и ЭИ-4 при напоре рабочей воды 0,6-1 МПа составляет соответственно 0,1-1,8 и 2,9-5,1 л/с.

Погружают эжекторные иглофильтры, так же как и легкие, гидравлическим способом. Расстояние между иглофильтрами определяется расчетом, но в среднем оно равно 5-

Выбор оборудования иглофильтровых установок, а также типа и числа насосных агрегатов производят в зависимости от величины ожидаемого притока грунтовых вод Q и требований ограничения длины коллектора, обслуживаемого одним насосом.

Э лектроосмотическое водопонижение, или электроосушение, основано на ис-

пользовании в целях усиления эффекта водоотдачи явления электроосмоса, т.е. способности воды двигаться под воздействием поля постоянного тока в порах грунта от анода к катоду. Его используют в слабопроницаемых (глинистых, илистых, суглинистых) грунтах,

имеющих коэффициенты фильтрации менее 1 м/сут при ширине котлована до 40 м. При этом вначале по периметру котлована на расстоянии 1,5 м от его бровки и с шагом 0,75- 1,5 м погружают иглофильтры-катоды соединенные с отрицательным полюсом источника постоянного тока, а затем с внутренней стороны контура этих иглофильтров на расстоянии 0,8 м от них с таким же шагом, но со смещением, т.е. в шахматном порядке, погружают стальные трубы или стержни-аноды, соединенные с положительным полюсом (рис. 4д). Причем и иглофильтры, и трубы (стержни) погружают на 3 м ниже необходимого уровня водопонижения. Рабочее напряжение системы, исходя из требований техники электробезопасности, не должно превышать 40-60 В.

При пропускании постоянного тока вода, заключенная в порах грунта, передвигается от анода к катоду, благодаря чему коэффициент фильтрации его возрастает в 5-25 раз, а уровень напора в массиве грунта снижается, что в целом значительно повышает эффективность работы иглофильтровой установки. Котлованы начинают разрабатывать обычно через трое суток после включения системы электроосушения, а в дальнейшем работы в котловане можно вести при работе этой системы.

Водопонизительные скважины , оборудованные насосами, применяют в тех случаях, когда требуются большие глубины понижения УГВ, а также когда использование иглофильтров затруднительно из-за больших притоков, необходимости осушения больших площадей и стесненности территории. Основным конструктивным элементом сква- жины-колодца является фильтровая колонна (рис. 4г), состоящая из фильтра, отстойника, надфильтровых труб, внутри которых размещен насос. Для откачки воды из скважин применяют артезианские турбинные насосы типа АТН, а также глубинные насосы погружного типа (с погружным электродвигателем).

Рисунок 5. Передвижные установки вакуумного водопонижения: а - схема водопонижения с помощью установки ПУВВ-1М; б - то же, установки ПУВВ-3Д; в - установка ПУВВ-4; 1 - водосборный коллектор; 2 - соединительный рукав; 3 - водоструйный насос; 4 - рукава; 5 - передвижной насосный агрегат; 6 - кривая депрессии; 7 - иглофильтры; 8 - сбросной рукав; 9 - приводная станция; 10 - опоры; 11 - распределительная камера; 12 - датчик уровня; 13 - вакуумная камера; 14 - агрегат водоструйного насоса; 15 - центробежный насос; 16 - двигатель внутреннего сгорания; 17 - ходовая часть; 18 - клапан

Вакуумный способ водопонижения , при котором в зоне иглофильтра создается устойчивый вакуум, применяют для осушения мелкозернистых грунтов (пылеватых и глинистых песков, супесей, легких суглинков, илов, лессов), имеющих малые коэффициенты фильтрации (0,01-3 м/сут). При необходимости понижения УГВ до 7 м применяют установки вакуумного водопонижения (рис.5) типа УВВ с легкими иглофильтрами, снабженными воздушными трубками, а при глубине понижения до 10-12 м - эжекторными иглофильтрами с обсыпкой. Эжекторные вакуумные водопонизительные установки типа

ЭВВУ с вакуумными концентрическими скважинами позволяют достигать понижения уровня грунтовых вод до 20-22 м.

В установках УВВ для создания во всасывающем коллекторе устойчивого вакуума применяют водовоздушный эжектор, а для откачки воды - водоводяной эжектор. Они питаются рабочей водой, поступающей от центробежного насоса.