Устройство водоотводных сооружений и водопонижение относится к внутриплощадочным подготовительным работам т.е. без чего не начинается любое строительство в принципе. До начала производства земляных работ должна быть подготовлена площадка для стока поверхностных вод. Для этого выполняют постоянные или временные водоотводные устройства.
Подвалы, фундаменты зданий и сооружений, инженерные сети и коммуникации часто устраиваются ниже естественного уровня грунтовых вод, что значительно усложняет методы производства строительно-монтажных работ и удорожает их стоимость.
В зависимости от уровня залегания грунтовых вод, коэффициента фильтрации грунтов, размеров котлованов или траншей и других местных факторов назначаются способы понижения уровня грунтовых вод.
Водопонижение делят на открытый и грунтовый (закрытый) водоотливы.
Устройство открытого водоотлива.
Открытый водоотлив применяется при небольшом притоке грунтовых вод и устойчивых против выноса частиц грунтах (скальных, галечных, гравийных и др.). Грунтовый водоотлив производится при помощи иглофильтров, которые понижают уровень грунтовых вод и осушивают траншею или котлован. Разработка грунта при этом ведётся как и в сухом грунте.
До начала производства земляных работ должна быть подготовлена площадка для стока поверхностных вод. Для этого выполняют постоянные или временные водоотводные устройства — оградительные обвалования и канавы.
Поперечные сечения и уклоны всех временных водоотводных устройств должны быть рассчитаны на пропуск ливневого расхода воды и воды от таяния снега. Бровка временных водоотводных канав должна возвышаться над расчётным уровнем воды не менее чем на 10…20 см.
Основные параметры водоотводных канав приведены в табл.
Таблица. Основные параметры водоотводных канав.
| п/п | Наименование параметров | Для водоотводных канав | |
| 1 | Сечение канав | трапецеидальное | |
| 2 | Глубина (м) | 0,6 | |
| 3 | Ширина по дну (м) | 0,8 | |
| 4 | Возвышение бровки над расчётным уровнем воды (м) | 0,1…0,2 | |
| 5 | Продольный уклон не менее | 0,003 | |
| 6 | Крутизна откосов в грунтах: | * | |
| 6.1 | — глинистых | 1:1…1:1,5 | |
| 6.2 | — суглинках | 1:1…1:1,5 | |
| 6.3 | — супесях | 1:1,5…1:2 | |
| 6.4 | — песках мелкозернистых | 1:2…1:2,5 | |
| 6.5 | — песках крупнозернистых | 1:1,5…1:2 | |
| 6.6 | -торфе | 1:1,25…1:2,0 | |
Предельный уклон временных водоотводных устройств должны иметь уклон не менее 0,003 (0,3 м на 100 пог.м или уклон 0,3%).
Важно! Все водоотводные устройства в период строительства должны содержаться строительной организацией в исправном состоянии. Вода из водоотводных канав должна отводиться в пониженные места, удалённые от строящихся и существующих сооружений, при этом не допускается заболочивания местности или размыва грунта.
При разработке котлованов и траншей ниже уровня грунтовых вод организуют водоотлив или искусственное понижение их уровня. Водоотлив осуществляют при подготовке оснований под фундаменты и трубопроводы и при зачистке котлованов и траншей в момент непосредственного возведения подземных сооружений.
С поверхности разрабатываемого участка котлована грунтовая вода при помощи канавок и лотков собирается в приямки, откуда откачивается насосами, которые устанавливаются на бровке котлована.
Для водоотлива применяют насосы:
- диафрагмовые, с подачей 18…45 м3/час, способные откачать воду с глубины 5 м;
- центробежные насосы — с горизонтальным валом, подачей 24…120 м3/час.
Внимание! Открытое водопонижение с откачкой воды можно применять только в тех случаях, когда вода поступает без струек воды. В противном случае струи воды, вымывающие грунт, грозят оползнем грунта. С подобной ситуацией способны разобраться только специалисты.
В мелкозернистых грунтах открытый водоотлив приводит к оплыванию откосов котлованов и траншей, к разрыхлению грунта в основаниях зданий и сооружений. Здесь целесообразно применять глубинное водопонижение уровня грунтовых вод.
Устройство глубинного водопонижения уровня грунтовых вод.
Если интенсивная откачка воды открытым способом вызывает вынос мелких частиц грунта и нарушает структуру основания выемки, применяют искусственное понижение уровня грунтовых вод при помощи иглофильтровых установок или трубчатых колодцев с глубинными насосами.
Иглофильтровые установки, в зависимости от уровня стояния грунтовых вод, притока воды, состояния грунта, глубины заложения коммуникаций и сооружений, определяют по видам:
- лёгкие иглофильтровые установки,
- эжекторные установки.
Лёгкие иглофильтровые установки являются одним из основных средств неглубокого водопонижения при производстве работ на глубине от 4 до 5 м. Оптимальными для работы этих установок являются песчаные грунты.
Установка состоит из иглофильтра, всасывающего коллектора и насосного агрегата. Основным элементом является иглофильтр, служащий для откачки и отбора воды из водоносного слоя. Иглофильтры погружают и устанавливают в грунт одним из способов:
- первый способ: гидравлический, основанный на подаче воды через иглофильтр — вода под давлением размывает грунт и погружает иглофильтр в размытый грунт;
- второй способ: при помощи предварительного бурения скважин в твердых грунтах и последующей установки иглофильтров;
- третий способ: гидравлическое погружение обсадных труб с последующей установкой иглофильтров.
При рытье траншей глубиной до 4,5 м и шириной до 5 м в песчаных грунтах иглофильтры устанавливают с одной стороны траншеи.
При ширине траншей 5 м и расстоянии от возможного положения всасывающего коллектора до оси траншеи 3…3,5 м, а также при неблагоприятных грунтовых условиях (очень мелких песках или наличии водонепроницаемых прослоек), когда глубина понижения уровня грунтовых вод превышает 2…3 м, иглофильтры устанавливают по обеим сторонам траншеи.
ПРИМЕЧАНИЕ: При разработке котлованов в сложных гидрогеологических условиях применяют эжекторы и вакуумные водопонизительные установки.
Строительство частных домов часто ведут в условиях, когда грунтовые воды встречаются на глубине 1…2 м от поверхности. В этих случаях грунт, пригодный для отсыпки основания, и подошва фундамента оказываются под уровнем грунтовых вод. Если нет возможности понизить этот уровень, то в дальнейшем могут возникнуть серьёзные ошибки.
ВНИМАНИЕ! Для предупреждения подтопления (фундаментов, подвалов дома, теплофикационных каналов и т.п.) необходимо, чтобы даже после выполнения мероприятий по водопонижению пониженный уровень грунтовых вод располагался ниже оснований не менее чем на 50 см. С этой целью устраивают дренаж для отвода грунтовых вод вокруг фундамента.
При выборе места строительства дома следует избегать заболоченных участков и участков с высоким уровнем грунтовых вод. Подошва фундамента должна располагаться по возможности выше уровня грунтовых вод.
