|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Строительство на неустойчивых грунтах. Пучинистые грунты. Водопонижение уровней грунтовых вод на строительных площадках рефератМелкозаглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтахПроектирование любого фундамента для строительства начинается с анализа почвы, которая является подстилающей поверхностью. В зависимости от того, какой тип основания в данной местности, принимается решение о выборе фундамента. Содержание статьи:Особый случай – пучинистые грунты, которые не позволяют выполнять стандартный ленточный фундамент. В различные сезоны, в грунте может происходить процесс пучения, который связан с физико-химическими свойствами. Такие процессы приводят к негативным последствиям для фундамента. Чаще всего это деформации бетона фундамента и стеновых конструкций. Мелкозаглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтах, видео, фото, советы.Такой фундамент отличается от обычных ленточных вариантов из-за малой глубины его заделки. Этот факт обусловлен применением в пучинистых грунтах. Для них, возможно, устраивать свайные и мелкозаглубленные фундаменты. При устройстве такого фундамента необходимо пристальное внимание уделять устройству песчаного основания. Такая подушка играет своеобразную роль амортизатора, который компенсируют внутренние напряжения грунта, передающиеся и разрушающие фундамент. Для простого ленточного варианта толщина подушки – 15-20см. Наш вариант проектируется с толщиной подушки – 20-25см. Глубина заложения такого фундамента – 30-40 сантиметров. Первым делом необходимо откопать траншею. После чего начинают засыпать песок. Обратите внимание, что он должен быть отлично уплотнен. Это необходимо осуществлять виброплитой. Другой вопрос, что довольно трудно найти на дачном участке такую специальную технику. Поэтому можно воспользоваться катком. Для лучшего уплотнения можно поливать песок водой, которая снизит расстояние между частицами. В процессе полива обязательно следует проходиться катком.Заранее стоит продумать процесс гидроизоляции песчаного основания и фундамента. Для этого можно использовать обычный рубероид. Рулонный лист можно порезать длинными тонкими полосами, которые используются для гидроизоляции боковых стенок. Песчаная подушка в уплотненном состоянии должна быть строго в проектной отметке. Важно понимать – плохо уплотненный песок даст просадку и в последствие разрушение фундамента. Проектную отметку стоит смотреть при помощи нивелира. Для лучшего устройства, вы можете сделать рамку для фундамента из деревянных брусков. При замере высотной отметки стоит устанавливать рейку не в середине песчаной полосы, а с самого края. Это обусловлено тем, что край всегда хуже уплотняется и рассыпается. Когда вы точно уверены в подготовке, можно переходить к устройству опалубки.Стандартная деревянная опалубка должна быть также выставлена в проектную отметку. Арматурные каркасы, которые связываются до устройства опалубки, должны иметь защитный слой из бетона. Для этого их устанавливают на деревянные бруски. Важно проследить, чтобы в процесс заливки, эти бруски не сместились, а вместе с ними и арматурный каркас.Кроме проблем с пучинистыми грунтами, очень часто строители сталкиваются с проблемами водопонижения, когда уровень грунтовых вод достигает отметок фундаментов. Водопонижение уровней грунтовых вод на строительных площадках.Если площадка под строительство включает в себя отдельные места, где уровень грунтовых вод поднимается высоко, существует серьезная опасность подтопления строительных конструкций. В таких ситуациях необходимо произвести водопонижение и водоотведение грунтовых вод со строительной площадки.Существует несколько способов для снижения уровня грунтовых вод:-открытый водоотлив-вакуумный водоотлив-иглофильтры-электрический осмос-открытые водопонизительные скважины Рассмотрим каждый из этих способов в отдельности.1. Открытый водоотлив применяется в песчаных и глинистых грунтах, которые обладают хорошим показателем водопроницаемости. Данный способ считается самым простых и дешевым. Однако у него есть несколько существенных минусов. Под воздействием воды происходит разжижение грунта, вынос части грунта. Эти негативные процессы приводят к значительному снижению прочности основания.2. Иглофильтровой способ на сегодняшний день является самым распространенным в современных построечных условиях. Суть этого метода заключается в применении игловых установок. Она представляет собой стальные трубы с фильтрующим элементом в нижней части трубы. Такие «иглы» устанавливаются в шахматном порядке с расстоянием в 0,7-1,5 метра между собой. Данный метод позволяет понизить уровень грунтовых вод на 4-5 метра. Если установить оборудование в два слоя, то уровень можно понизить до 10метров.3.Электрический осмос, как способ осушения требует в грунтах коэффициента фильтрации 0,05 метра в сутки, ширина котлована должна быть на уровне 35-40 метров. В основе данного метода лежит физико-механическое свойство воды двигаться в порах грунта под влиянием электрического тока. На площадке размещается катодная и анодная игла. При подаче напряжения, вода начинает двигать от отрицательного заряда в сторону положительного.4. Вакуумная установка представляет собой стальную трубку, которая имеет несколько отверстий. Сама труба работает, как установка, которая всасывает воду. Вода из грунта проходит фильтрацию и попадает в насос. По трубкам вода поднимается на поверхность земли и собирается в специальные емкости. Данный способ показывает хорошие результаты. Однако он не всегда экономически выгоден. Используя мощные насосы, можно понизить уровень грунтовых вод на высоту до 25 метров.5. Если понизить воду необходимо в промышленных объемах, то тут не обойтись без открытых установок. Они состоят из фильтрующей колонки и насоса. Насос используются артезианского образца, который обладает большой мощностью. Такой способ используется преимущественно для осушения большой площади. Это могут быть большие нефтегазовые хранилища, оросительные поля. Понижение грунтовых вод иглофильтрами, видео:
7prom.ru Организация водоотлива, водоотвода и искусственного понижения уровня грунтовых водКоличество просмотров публикации Организация водоотлива, водоотвода и искусственного понижения уровня грунтовых вод - 599 До начала производства базовых работ при устройстве земляных сооружений выполняют подготовительные работы: внеплощадочные и внутриплощадочные. К внеплощадочным подготовительным работам можно отнести строительство подъездных дорог, линий связи и электропередачи, выполнение вскрышных работ на участках, отведенных под карьеры и резервы, к внутриплощадочным - восстановление и закрепление геодезической разбивочной основы; расчистку территории строительной площадки; инженерную подготовку площадки с выполнением работ по планировке, осушению и обеспечению стоков дождевых вод, устройству временных (или постоянных) дорог и коммуникационных сетей; установку временных инвентарных бытовых помещений для обогрева рабочих, приема пищи, сушки и хранения рабочей одежды, санузлов и т.п. Важное значение при подготовке площадки к строительству имеет организация водоотвода поверхностных и грунтовых вод, осушения котлована, ᴛ.ᴇ. искусственное 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, производят планировку территории с уклоном. Канавы или лотки устраивают с продольным уклоном 0,002 ... 0,003. Поперечные сечения и уклоны всех водоотводных устройств должны быть рассчитаны на пропуск ливневых вод и вод, образующихся при таянии снега. Воду из всех водоотводящих устройств, а также от резервов и кавальеров отводят в пониженные места͵ удаленные от возводимых и существующих сооружений. Бровка водоотводных канав должна быть выше расчетного уровня воды на 10 ... 20 см, их глубина - 0,6 м, ширина по дну - 0,6...0,8 м с крутизной откосов от 1:1 до 1:1,25 исходя из вида грунтов, продольный уклон водоотводных каналов должен быть не менее 0,003 за исключением болотистых мест и речных пойм. Расстояние между бровкой откоса будущей выемки и ближайшей нагорной канавой должно быть при устройстве постоянного водоотвода не менее 5 м, временного водоотвода - не менее 3 м. Поверхность земли между кавальерами и нагорной канавой должна быть спланирована с уклоном 0,02 в сторону нагорной канавы. Водоотлив. Так как большинство сооружений и сетей водоснабжения и водоотведения возводят либо в непосредственной близости от водоемов, либо в условиях обводненных и неустойчивых грунтов, то часто выполняют предварительное осушение котлованов и траншей. 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, ᴛ.ᴇ. грунтового, водоотлива, называемого также строительным водопонижением. Работы по строительному водопонижению во многом зависят от принятого метода механизированной разработки котлованов и траншей. Обычно применяют два метода производства земляных работ: 1) разработку грунта сухоройными машинами и механизмами с предварительным его осушением; 2) разработку грунта средствами гидромеханизации с последующим осушением котлованов и траншей. Соответственно устанавливают очередность работ как по монтажу водоотливных и водопонизительных установок, их эксплуатации, так и по разработке котлованов и траншей. К примеру, в случае 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. В случае если котлован расположен непосредственно в русле реки (при строительстве, к примеру, 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. При углублении такого котлована крайне важно организовать в нем глубинное понижение уровня грунтовых вод под всей его площадью. Начальное осушение котлованов требуется после ограждения их перемычками. При этом объём воды, подлежащей откачке W = V+qt, (4.24) где V - объём воды в котловане, м3, q - приток воды в котлован, м3/ч, t - продолжительность осушения котлована, ч. По величине объёма 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, размещаемые на перемычке, а при больших глубинах используют плавучие или передвижные насосные установки. В процессе осушения котлована крайне важно регулировать скорость откачки воды, так как при быстром осушении может произойти повреждение перемычек, откосов и дна котлована. 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 м/сут 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 к фильтрационным деформациям. Открытый водоотлив часто применяют в сочетании с грунтовым водопонижением. При этом открытый водоотлив используют для удаления из котлована вод поверхностного стока, а установками глубинного водопонижения - для понижения УГВ. При открытом водоотливе грунтовая вода, просачиваясь через откосы и дно котлована, поступает в водосборные канавы и по ним в прямки (зумпфы), откуда ее откачивают насосами (рис. 4.6, а). Водосборные канавы устраивают шириной по дну 0,3 ... 0,6 м и глубиной 1 ... 2 м с уклоном 0,01 ... 0,02 в сторону приямков. Размеры приямков в плане в целях удобства их очистки принимают 1 x 1 или 1,5 x 1,5 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. Размещено на реф.рфТакже крепят траншеи в неустойчивых грунтах при использовании открытого водоотлива (рис. 4.6, б). Число приямков зависит от расчетного притока воды к котловану и производительности насосного оборудования. Приток воды к котловану (или дебит) рассчитывают по формулам установившегося движения грунтовых вод. Для упрощения расчетов считают, что котлованы имеют вертикальные откосы. Учитывая зависимость отгидравлического состояния водоносного пласта котлованы разрабатывают в условиях безнапорных или напорных вод. Важно заметить, что для совершенных котлованов (когда их дно доходит до водоупора) приток воды (м3/сут) при безнапорном режиме рассчитывают по формуле Дюпюи (4.25) где к - коэффициент фильтрации водоносного пласта͵ м/сут; Н -толщина безнапорного водоносного пласта͵ м; R - радиус депрессии, м; r0 - приведенный радиус котлована, м. Рис. 4.6 – 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) Значение приведенного радиуса для котлованов, имеющих в плане прямоугольную форму, (4.26) где η - коэффициент, зависящий от соотношения B/L; L — длина котлована, м; В - ширина котлована, м. B/L 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 η 1 1,12 1,16 1,18 1,18 1,18 Для котлованов неправильной формы (4.27) где F - площадь котлована, м2. Когда котлован не доходит до водоупора (несовершенные котлованы), приток воды в напорных условиях определяют по формуле В.М. Шестакова (4.28) где m - толщина напорного водоносного пласта͵ м, S - заглубление дна котлована относительно неподвижного уровня грунтовых вод, м. В случае притока к несовершенному котловану безнапорных вод его величину вычисляют по вышеприведенным формулам, рассматривая приток выше дна котлована как безнапорный к совершенному котловану, а поступающий через дно - как напорный. Коэффициенты фильтрации отдельных слоев грунта определяют, как правило, в процессе инженерных гидрогеологических изысканий, но для предварительных расчетов можно пользоваться ориентировочными значениями k, м/сут, приведенными в справочниках. Определив приток воды к котловану, уточняют тип и марку насосов, их количество. Чаще всего для водоотлива применяют центробежные насосы типа С, а для откачки загрязненной воды - самовсасывающие центробежные насосы этого же типа. Применяют также центробежные насосы консольного типа К (горизонтальные, одноступенчатые) и центробежные секционные насосы типа МС (для откачки чистой воды) и др. Размещено на реф.рфПри глубине котлованов и траншей до 7 м применяют одиночные или спаренные диафрагмовые насосы, устанавливаемые на берме, которые могут откачивать загрязненные воды. При глубине выемок более 7 м применяют как напорные центробежные насосы, так и специальные напорные погружные насосы типа ʼʼГномʼʼ, способные откачивать загрязненные воды. Количество насосов или насосных установок для водоотлива (4.29) где Q - расчетный приток воды к котловану, м3/ч; φ - коэффициент резерва мощности насосных установок, равный 1,5; П - производительность насосной установки. Системой насосных установок качают воду в водосборный коллектор и по нему отводят ее за пределы котлована. Открытый водоотвод - эффективный и простой способ осушения котлованов и траншей. При этом возможно разрыхление или разжижение грунтов в основании и унос части грунта фильтрующейся водой. По этой причине на практике во многих случаях применяют различные способы искусственного понижения уровня грунтовых вод, ᴛ.ᴇ. грунтового водоотлива, исключающего просачивание воды через откосы и дно котлована. Искусственное понижение уровня грунтовых вод предполагает устройство системы дренажей, трубчатых колодцев, скважин, использование иглофильтров. Дренаж устраивают как для временного понижения уровня грунтовых вод (строительный дренаж), так и для водопонижения на длительный период, включающий эксплуатацию зданий и сооружений. Дренажи бывают следующих типов: горизонтальный, трубчатый, пристенный, пластовый, вертикальный и комбинированный. Среди остальных средств водопонизительното 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, насосы (насосные станции) для откачки воды и отводящий трубопровод. При осушении глинистых грунтов, когда вышеперечисленные способы водопонижения недостаточно эффективны, применяют специальные способы водопонижения — вакуумирование и электроосушение (электроосмос). Способ водопонижения и тип применяемого оборудования выбирают исходя из глубины разработки котлована (траншеи), инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки, сроков строительства, конструкции сооружения и технико-экономических показателей. Для такого выбора можно воспользоваться рекомендациями, приведенными в табл.4.1. Расчет водопонизительных установок, расположенных по контуру котлована, начинают с определения притока воды к котловану Q, при котором в пределах заданного контура обеспечивается крайне важно е понижение б) в) Рис. 4.7 – Схемы притока воды к колодцам а - совершенным в ненапорных водах, б - совершенным в напорных водах, в - несовершенным а) б) Рис. 4.8 – Расчетная схема водопонизительной системы а - линейной, б - контурной УГВ (в безнапорных водах) или напора (в напорных водах). Приток грунтовых вод к совершенным (рис. 4.7, а) и несовершенным (рис. 4.7, в) вертикальным дренажным колодцам в напорном (рис. 4.7, а) и безнапорном (рис. 4.7, б; рис. 4.8) водоносных слоях равен (4.30) где kф – коэффициент фильтрации, м/сут; Н – мощность водоносного слоя, м; S – требуемое понижение уровня грунтовых вод, м; Rг – радиус действия деперссии, м Таблица 4.1 – Выбор способов водопонижения
(4.31) где R – радиус депрессии для одной скважины (см. рис. 4,7; 4,8), определяемый по формулам при безнапорной фильтрации (4.32) при напорной фильтрации (4.33) r – приведенный радиус водопонизительной системы, м; для контурных водопонизительных систем с соотношением сторон менее 10 радиус (4.34) где Fк - площадь ограниченная устройствами водопонижения, м2. При соотношении сторон более 10 для коротких линейных водопонизительных систем r = 0,25 L, для длинных водопонизительных систем r = 0 (L – длина контура, м). Приток подземных вод к контурным и коротким линейным системам (4.35) где у – глубина потока воды в водоносном слое в расчетной точке, м. В случае работы группы колодцев, расположенных по периметру, дебит совершенной скважины в условиях безнапорного режима составляет (4.36) Снижение уровня в центре кольцевой водопонизительной системы (4.37) Разность уровней воды за стенкой и внутри скважины – высота высачивания при расчетной длине фильтра l и диаметре d (4.38) где n – число скважин. Далее задачу расчета контурной водопонизительной установки решают методом подбора. Вначале задаются некоторым числом скважин n и понижением уровня воды в них и по вышеприведенным формулам определяют общий дебит Q и каждой скважины Q' = Q/n . Далее по формулам для Δh находят высоту пониженного уровня в центре котлована или траншеи. Варьируя числом скважин и величиной понижения, выбирают такую схему, при которой в центре осушаемого участка достигается заданное положение уровня грунтовых вод. Оборудование применяемое при водопонижении и методы устройства описаны в курсе ʼʼОсновы строительного производстваʼʼ. referatwork.ru Как выполняется водопонижение уровней грунтовых вод на строительных площадкахИскусственное понижение уровня грунтовых вод иглофильтрами Естественное состояние природного грунта может быть твёрдым и жидким. Между этими состояниями происходит постоянное противодействие. Та или иная фаза становится преобладающей, в зависимости от климатических условий или сезона. Чтобы обеспечить комфортное пользование земельными участками, нередко приходится использовать методы искусственного понижения грунтовых вод — вот о них и расскажет наша инструкция. Вам будет так же предложено видео в этой статье на тему: «Как понизить уровень грунтовых вод на участке своими руками». Дренирование участковОсушение участков, где предполагается строительство, приходится производить довольно часто – для того, чтобы можно было выполнить необходимые работы. В их подтоплении даже не всегда виноваты грунтовые воды. Если территория под застройку находится в низине, она может регулярно затапливаться ливневыми и талыми водами. И в том, и в другом случае, необходимо организовать отвод воды:
Снижение уровня грунтовых вод: дренажная система с накопительным коллектором Кюветы должны быть достаточно глубокими (не менее 1м) и иметь уклон, благодаря которому отвод воды может осуществляться самотёком. Такая система отлично работает, когда есть возможность отвода воды за пределы участка. Трубная система отвода водыНо бывают и такие ситуации, когда произвести водоотвод самотёком невозможно. Это как раз касается грунтовой влаги – её обычно приходится удалять принудительно. Основным элементом такой системы тоже является накопительный водосборник:
Как снизить уровень грунтовых вод: кольцевая дренажная система
Кольцевой водосбор Дренажная канализация обычно сооружается по кольцевой системе — её ветви охватывают по наружному периметру все строения на участке. С ней может взаимодействовать и внутренний дренаж зданий, если есть острая необходимость отвода воды от их фундаментов и стен. Определение УГВ и защита строений от влагиКонечно, оградить сад-огород от затопления дело святое, но в первую очередь, в защите нуждаются здания. Подумать об этом нужно заранее, чтобы иметь возможность принять необходимые меры, и использовать все возможные способы понижения грунтовых вод ещё в процессе строительства.
Делаем лунку содовым буром
Приёмный колодец под вертикальным водостоком
При этом здания, сооружения и коммуникации, расположенные в их пределах, надёжно защищены от подтопления. Иногда данный способ более предпочтителен, так как отбор воды, в этом случае, может осуществляться с большей глубины. Это позволяет затрачивать меньше средств на её отвод. С помощью поглощающих колодцев, глубинные воды могут просто сбрасываться из одного горизонта в другой. Открытое водопонижениеНо ситуация на участке нередко требует таких мер, которые вообще позволят приступить к строительству. Вода бывает настолько близко, что даже выкопать котлован под дом становится проблемой (см. также Как в уже построенном доме вырыть погреб правильно). В таких случаях, приходится сначала производить водоотлив, а затем, открытое водопонижение:
Котлован, затопленный водой, придётся осушать
Мелиорация земельного участка
Где дренажные насосы использовать лучше всего
Есть ситуации, когда насосы просто незаменимы, и на картинке сверху они перечислены. Что касается возведения фундаментов зданий и сооружений, то выйти из положения можно и с помощью альтернативных вариантов. А их, в общем-то, немало. Укрепление грунтаКроме тех способов осушения и мелиорации земельных участков, о которых уже было сказано, существуют и другие варианты. Причём, их применение позволяет не только осушить грунт, но ещё и укрепить его. Грунтовые воды замораживают, закачивают в грунт битум, цементируют его, либо проводят силикатизацию:
Замораживание грунтовых вод
Укрепление фундаментов методом цементации Что такое цементация, сразу понятно из названия — в грунт нагнетается жидкий цементный раствор. Этим методом укрепляют песчано-гравийные грунты, и если при силикатизации используют инъекторы максимальным диаметром 38 мм, то при цементации их размер должен быть вдвое больше – 75 мм. Их забивают в грунт пневматическим молотом, либо копром, а извлекают обычным домкратом или лебёдкой. Выбор варианта водопониженияНа выбор того или иного способа водопонижения влияют многие факторы. Это и водопроницаемость грунта, и требуемый уровень понижения УГВ, размеры котлована, даже направление движения вод. Имеет значение и наличие строений на участке:
Водопонижение уровней грунтовых вод на строительных площадках
Это тот самый случай, когда если поспешишь, то людей насмешишь. Так что, если ситуация на вашем участке настолько проблемная, перед тем, как что-либо на нём построить, проконсультируйтесь со специалистом, сведущим в гидрогеологии. Грамотный подбор способа водопонижения, в таких условиях станет залогом комфортного землепользования – а это важно! pogreb-podval.ru Водопонижение уровня грунтовых вод — МегаобучалкаОбеспечение устойчивости земляных сооружений. Сущность мероприятий этого вида заключается в создании конструкций, воспринимающих боковое давление грунта при устройстве выработок и предотвращающих обрушение их стенок в случае нулевых значений коэффициента откоса (выработку с вертикальными стенками). Эти конструкции не исключают поступления в выработку грунтовых вод, поэтому могут применяться только в сухих и слабофильтрующих грунтах с достаточной для проектируемого сооружения несущей способностью.При отрывке траншей и узких котлованов небольшой глубины наиболее широко используются наклонные крепления в виде щитов с специальными распорками. При глубине выработок до 3 м применяются инвентарные крепления, у которых сплошные или сквозные (с прозорами) деревянные щиты прижимаются к стенкам с помощью раздвижных винтовых распорок и стоек из труб диаметром 50 - 60 мм. Такие щиты используют при устройстве выработок в сухих грунтах и при наличии водо-притока в выработку независимо от ее глубины. При глубине выработки до 6 м инвентарное крепление устанавливается в два яруса. В таких случаях элементы нижнего яруса проверяются на прочность (а распорки и на продольный изгиб) исходя из фактической схемы загружения. При глубине выработки более 6 м конструкция, и сечение элементов крепления определяются специальным проектом, разработанным применительно к конкретным условиям. Если ширина котлованов большая, то для восприятия сжимающих усилий вместо распорок ставят подкосы или анкеры. Водопонижение уровня грунтовых вод. Строительное водопонижение – искусственное понижение уровня грунтовых вод (УГВ) для создания более благоприятных и безопасных условий ведения горно-строительных работ. Под этим определением понимается отвод воды или ее удержание на расстоянии от места производства работ. Расположение сооружений в котлованах, отметка дна которых располагается ниже уровня грунтовых вод, приводит к необходимости применения строительного водопонижения. Работы по водопонижению имеют своей целью либо понижение естественного уровня грунтовых вод, либо отвод поступающей в котлован воды различными способами, обеспечивающие его защиту от затопления. Способы водопонижения.В зависимости от места, где будет осуществляться водопонижение, выделяют три способа: поверхностный, подземный и комбинированный. При поверхностном способе водопонижения необходимое оборудование закладывается с поверхности земли, при подземном способе – из подземных выработок, а при комбинированном – с поверхности земли и з подземных выработок. Поверхностный способ водопонижения получил самое большое распространение. Суть его заключается в том, что подземную воду откачивают из водопонижающих скважин, пробуренных с земной поверхности вокруг предусматриваемого контура горной выработки, что бы к началу горных работ на участке водопонижения образовалась стойкая депрессионная воронка. Этот способ благодаря оперативности и практичности является достаточно эффективным и менее трудоемким в сравнении с подземным. При подземном способе скважины бурят из забоя шахтного ствола либо из горных выработок, проведенных раньше либо специально для этой цели. Подземный способ эффективнее и лучше при всех гидрогеологических условиях, но отличается большой трудозатратностью подготовки, продолжительностью осуществления дренажных работ и необходимостью длительного поддержания горных выработок. При комбинированном (комплексном) способе скважины бурят не только лишь с земной поверхности, но и из забоя ствола шахты либо другой подземной выработки, т.е. это способ являет собой сочетание двух предыдущих. При всем этом часть подземной воды из дренирующих водоносных горизонтов откачивают на земную поверхность с помощью скважин, а другая часть поступает в подземные дренажные выработки. Комплексную схему используют, обычно, в тех ситуациях, когда при применении поверхностной схемы остаются обводненные зоны, не поддающиеся осушению с поверхности. Подземный и комбинированный способы чаще всего применяются в горной отрасли, так же их используют при строительстве линий метрополитенов.
Поверхностный способ может применяться при защите от обводнения как открытых, так и подземных выработок и осуществляется с помощью насосов, скважин с погружными насосами, эжекторных или легких иглофильтровых установок. Поверхностный способ водопонижение может быть открытым и закрытым. Открытый способ водопонижения. Сами котлованы при этом могут иметь либо наклонные, либо вертикально закрепленные откосы. При защите откосов сплошными шпунтовыми, свайными стенками или стеной в грунте грунтовая вода может поступать в котлован только через его основание, где собирается в специально устроенных водосборниках, с которых с помощью необходимого оборудования откачивается.
При закрытом способе водопонижения вода откачивается из приемных колодцев, в результате чего происходит понижение УГВ вокруг котлована и уменьшение притока в котлован грунтовой воды. Если приток осуществляется под действием напора грунтовых вод, и вода поступает в приемные колодцы под действием сил гравитации, то такой метод удаления воды называется гравитационным. Методы, при которых удаление воды из грунта производится при помощи дополнительного понижения давления, называются вакуумными. В мелкозернистых водопроницаемых грунтах движение грунтовой воды может быть усилено созданием постоянного электрического ток магнитного поля. Такой метод называется электроосмотическим. В тяжелых грунтовых условиях (например, сильноводопроницаемые грунты) для защиты котлована от грунтовых вод применяется ограждение его со всех сторон водонепроницаемыми стенками и устройство днища. Изоляция котлована может осуществляться устройством стенок-прорезей, буровых скважин и стенок, шпунтовых или инъекционных стенок. Для придания водонепроницаемости дну котлована может применяться способ подводного бетонирования. В особых случаях, особенно при водопонижении в шахтах и при сооружении туннелей, для защиты котлованов применяется метод замораживания грунта. В этом случае для защиты котлована от поступления грунтовых вод сооружается стенка из мерзлого грунта.
megaobuchalka.ru Строительное водопонижение Общие требованияВодопонижение - искусственное понижение уровня подземных вод - достигается откачкой или отводом их к пониженным местам. Оно носит название "строительное водопонижение", когда применяется при производстве земляных и других строительных работ по возведению фундаментов, гидротехнических сооружений, различных подземных сооружений и коммуникаций, а также при разработке горных выработок в строительный период. Сущность метода основывается на том, что при откачке подземных вод, поступающих в скважину, котлован, подземную выработку, поверхность воды в грунте приобретает воронкообразную форму, понижаясь при этом с уклоном к месту откачки. Аналогичный эффект достигается при устройстве дренажа (отводе) подземных вод. При напорном характере подземных вод воронкообразную форму принимает пьезометрическая поверхность, отображающая напоры подземных вод. Воронкообразная (пониженная) поверхность подземных вод называется депрессионной поверхностью, а осушенное пространство между первоначальной (непониженной) поверхностью подземного потока и депрессионной поверхностью - депрессионной воронкой. По мере откачки площадь распространения и глубина депрессионной воронки увеличиваются. Если интенсивность откачки остается постоянной, то со временем наступает стабилизация - установившийся режим, при котором не происходит дальнейшего развития депрессионной воронки. При прекращении откачки уровни подземных вод восстанавливаются, и их поверхность (или пьезометрическая поверхность) постепенно приобретает свою первоначальную (природную) форму. Задачи строительного водопонижения в общем заключаются в соответствующем развитии и поддержании в течение необходимого времени депрессионной воронки в водоносных грунтах, прорезаемых котлованом (сооружением), а также в снятии избыточного напора в подстилающих водоносных грунтах, отделенных от котлована водоупором. В том случае, если депрессионная поверхность водного потока в грунтах, прорезаемых котлованом, нигде его не пересекает, представляется возможным вести все подземное строительство насухо, т.е. полностью решается основная задача водопонижения. Снятие напора в подстилаемых слоях обычно возможно осуществить в заданных пределах, что позволяет избежать нарушения природных свойств оснований сооружений. При строительном водопонижении применяются, в основном, временные устройства, а необходимое оборудование и другие средства, предусмотренные для эксплуатации сооружений и предприятий, могут быть использованы временно в течение всего срока данного строительства. В этом случае водопонизительные средства и устройства наряду с удовлетворением условиям строительного периода должны также отвечать соответствующим требованиям проекта, учитывающим условия их дальнейшей эксплуатации. Совокупность определенно расположенных и предназначенных для приема, откачки и отвода подземных вод в строительный период устройств и средств и выполняемых планомерно работ по их сооружению, вводу в действие и содержанию составляет систему строительного водопонижения. Системы строительного водопонижения формируются с применением водоотлива из котлованов и траншей, дренажа, открытых и вакуумных водопонизительных скважин, иглофильтров и электроосушения, применяемых в различных сочетаниях в виде линейных, кольцевых, неполнокольцевых, систематических, групповых и отдельных водопонизительных устройств. Производство водопонизительных работ влияет на состояние грунтов, их поведение в котловане и в окружающем грунтовом массиве. Уже само понижение уровня воды в грунте приводит к увеличению давления от его собственного веса и к дополнительным осадкам территории и возведенных на ней сооружений. В большинстве случаев эти дополнительные осадки достаточно равномерные и не оказывают существенного влияния на работу сооружений, при относительно неглубоких понижениях уровня воды эти осадки невелики. Но при глубоких понижениях уровня подземных вод дополнительные осадки могут оказаться значительными и должны учитываться в основном проекте, а при производстве крупных водопонизительных работ необходимо вести наблюдения за сдвижением земной поверхности, осадками сооружений и их деформациями. При необходимости, в зависимости от соотношения фактических и определенных в проекте деформаций, следует регулировать режим водопонизительных работ и принимать меры к обеспечению сохранности сооружений и их нормальной эксплуатации. В процессе бурения скважин ударными способами могут происходить местные уплотнения грунта, способные вызвать дополнительные осадки рядом расположенных фундаментов. Поэтому следует избегать расположения водопонизительных скважин в непосредственной близости от существующих фундаментов. В процессе производства водопонизительных работ возможно не только уплотнение, но и разрыхление грунтов и нарушение прочностных связей в них. Особенно опасные нарушения природных свойств грунтов происходят, если не принимаются надлежащие меры предосторожности при открытом водоотливе, когда возможна значительная фильтрация через откосы котлована. Фильтрационный поток создает дополнительное гидродинамическое давление на грунт, ослабляет прочностные связи в нем, может вызвать вынос частиц грунта - все это, во избежание нарушения устойчивости откосов котлована и разуплотнения оснований сооружений, должно учитываться в проекте и при строительстве. В случае фильтрации подземных вод через откосы градиенты напора вблизи их поверхности не должны достигать значений, при которых возможен вынос грунта в котлован. В связи с этим не должны допускаться резкие понижения уровня воды в котловане. Фильтрационный поток при выкачивании в котлован должен быть рассредоточен. При обнаружения сосредоточенной фильтрации для борьбы с суффозией следует применять фильтрующие пригрузки; в крупных котлованах возможно применять рыхление грунта на участках сосредоточенной фильтрации бульдозером, которое часто дает положительные результаты по рассредоточению фильтрации и прекращению суффозии. В осушенном котловане весь фильтрационный приток должен каптироваться водосборными канавами и передовыми траншеями. Для этого они должны быть соответственно заглублены относительно дна котлована, фильтрация через которое не допускается. Разуплотнение грунта возможно также и в процессе бурения, содержания и ликвидации водопонизительных скважин. При погружении иглофильтров гидравлическим способом без обсыпки грунт вокруг них разуплотняется, некоторое дополнительное разуплотнение грунта происходит и при извлечении иглофильтров. Подобные разуплотнения часто не оказывают существенного влияния на устойчивость откосов и на основания сооружений, но всегда необходимо принимать их во внимание и в каждом отдельном случае определять, допустимы ли они. Как правило, следует применять иглофильтры с песчано-гравийной обсыпкой. Это сводит к минимуму разуплотнение грунта вокруг скважины и повышает эффективность иглофильтрового способа водопонижения. Разуплотнение грунта вокруг водопонизительных скважин возможно в процессе бурения разными способами из-за вывалов, образования пробок и т.п., а также в процессе откачки - из-за выноса мелких частиц при плохой работе фильтров. Предотвратить подобные явления возможно только соблюдая особую тщательность работ при бурении скважин и оборудовании их фильтрами; при бурении в малоустойчивых грунтах следует применять подливку воды в скважины. Конструкция фильтров водопонизительных скважин должна строго соответствовать характеру окружающего скважины грунта. Мероприятия для предотвращения всех вышеуказанных отрицательных последствий производства работ должны отвечать особенностям застройки и состоянию сооружений в районе работ. Должны приниматься меры защиты и непосредственно для самих сооружений. Для этого перед началом работ по водопонижению необходимо обследовать техническое состояние зданий и сооружений, находящихся в зоне работ, а также уточнить расположение подземных коммуникаций. Обследование зданий, сооружений и подземного хозяйства следует производить, в основном, перед составлением проекта водопонижения, В результате должны быть получены сведения, необходимые для принятия решения о мерах по обеспечению сохранности всех промышленных и гражданских объектов в зоне водопонизительных работ в процессе их производства. Надлежащее внимание должно быть уделено и объектам водоснабжения, питающимся подземными водами, уровень которых предполагается понизить. Одновременно необходимо получить согласие и разрешение соответствующих организаций на производство буровых и водопонизительных работ. Перед обследованием следует предварительно ознакомиться с проектной и исполнительной документацией по сооружениям в зоне работ. В отдельных случаях могут потребоваться специальные работы для уточнения трасс сетей, некоторых элементов конструкций каких-либо ответственных или ценных в культурно-историческом отношении зданий и сооружений (например, шурфовочные и обмерные работы и т.п.). Проведение указанных обследований и получение разрешения на производство работ входит в обязанности основного заказчика, программу необходимых обследований следует согласовывать с проектной организацией. Данные, полученные в результате обследования зданий и сооружений, должны приниматься во внимание при составлении проектов производства работ. При этом строительная организация должна проверить соответствие действительного состояния зданий, сооружений и коммуникаций принятому за основу в проекте и установить возможность соблюдения действующих правил техники безопасности, в частности: а) бурения и прокладки трубопроводов вблизи существующих кабелей и трубопроводов, проложенных в земле; б) безопасного приближения буровых установок с высокими мачтами к воздушным ЛЭП и др. Началу производства работ должны предшествовать планировка и расчистка территории (от леса, мусора и т.п.) для возможности свободного применения предусмотренных машин и механизмов. Необходимо осуществлять взаимоувязку водопонизительных, земляных и других общестроительных работ так, чтобы обеспечивалась их высокая эффективность. В то же время при комплексной организации строительства следует создавать благоприятные условия для ведения водопонизительных работ. При необходимости внесения изменений в принятую методику тех или других работ приоритет должны иметь более эффективные решения. Если земляные и другие строительные работы производятся заблаговременно, подготовленные водопонизительные системы должны обеспечить возможность ввода в действие водопонизительных устройств, установок и средств с определенным опережением развития водопонижения по сравнению с развитием земляных и других строительных работ. С другой стороны, при производстве земляных работ должна предусматриваться подготовка, в первую очередь, берм и площадок, на которых производится погружение иглофильтров, забуривание скважин и размещение насосных установок, устройство зумпфов и (после ввода в действие насосных станций открытого водоотлива) разработка передовых траншей и водоотводных канав. Последние разрабатываются обычно драглайнами или канавокопателями в направлении от зумпфов к водораздельным точкам. Эти устройства в крупных и долго существующих котлованах должны совмещаться с сетью ливнестоков и водосборников, предназначающихся для поверхностных вод. Водопонизительные установки и устройства, включая сеть водостоков, зумпфов и водосборников, должны размещаться так, чтобы не создавать стеснений для работы землеройного и другого строительного оборудования и транспорта, не препятствовать строительству и эксплуатации соседних сооружений, разработкам полезных ископаемых и т.п. В то же время при устройстве съездов в котлованы, транспортных коммуникаций и размещении строительного оборудования следует учитывать необходимость эффективного расположения водопонизительных устройств. Во избежание лишних непроизводительных затрат все строительные работы, которые ведутся с применением водопонижения, должны выполняться без перерывов и в минимальные сроки. При подводной разработке грунтов вместе с ними удаляется то или иное (в зависимости от метода работ) количество воды; это приводит к соответствующему притоку в котлован подземных вод и некоторому снижению их уровня. В глубоких котлованах для обеспечения возможности их разработки зеркало воды в них приходится специально понижать с помощью открытого водоотлива. Необходимость в этом возникает и при осушении котлована для производства дальнейших работ. Такая откачка должна вестись равномерно и соответствовать темпам развития водопонижения в окружающем котлован грунтовом массиве. При необходимости ускорения процесса осушения котлована (понижения зеркала воды в нем) во избежание нарушения устойчивости его откосов и дна следует дополнительно применять иглофильтры, вакуумные или открытые водопонизительные скважины. Необходимо осуществлять также взаимоувязку работ на соседних объектах, так как при производстве водопонизительных работ понижение уровня подземных вод развивается далеко за пределы того объекта, для которого оно непосредственно предназначено. Это обстоятельство следует по возможности использовать при строительстве соседних подземных сооружений. Но иногда оно может и ухудшить условия строительства смежных объектов, если там, например, будут осушены грунты, разрабатываемые методами гидромеханизации. В другом случае разрабатываемый подводным способом котлован, представляющий собой открытый водоем, может послужить причиной увеличения притока в соседние котлованы, разрабатываемые насухо. Взаимоувязка работ на соседних объектах необходима и при устройстве водоотводящих коммуникаций, водоснабжения и энергоснабжения. studfiles.net |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|