Водоотлив и понижение уровня грунтовых вод

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.

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. У.9) 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, диафрагмовы-ми 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 пео чаных пылеватых грунтах.е 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 откачки из специальных скважин, соору­жаемых в массиве грунта.

. Для искусственного понижения уровня грунтовых вод разработан ряд эффективных способов, основными из которых являются иглофильтровый, вакуумный, электро-осмотический и открытых водопонизительных скважин. При иглофильтровом способе искусственного пониже­ния грунтовых вод используют иглофильтровые установ­ки, состоящие из стальных труб с фильтрующим звеном в нижней части, водосборного коллектора и самовсасы­вающего вихревого насоса с электродвигателем. Сталь­ные трубы погружают в обводненный грунт по перимет­ру котлована или вдоль траншеи (рис. У.10).

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 он 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. У.П) 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:

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, 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. V. 12). 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 вода, 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 4м и более применяют открытые (соединяющиеся с атмо­сферой) водопонизительныескважины. 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 колонной, включающей фильтр, отстойник и надфильтровые трубы. Внутрь фильтровой колонны опускают высоконапорный специальный скважинный насос, которым и откачивают воду. Водопонизительные скважины просты в устройстве и надежны в эксплуатации.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: