Водопонижение что это такое
Водопонижение на период строительства: способы и мероприятия
Редко когда возведение желанного здания проходит в идеальных условиях. Тем более, при застройке Ленинградской области, где преимущественно низины и болота. Почти всегда территория, отданная под строительство, либо затоплена грунтовыми водами, либо страдает от сезонных паводков.
В любом случае почву следует осушить, чтобы в дальнейшем не размыло фундамент здания и рабочие могли проложить все необходимые коммуникации, не беспокоясь за свою жизнь и здоровье.
Специалисты группы компаний «КС» и «ВММоторсервис» рассказывают, какие мероприятия по водопонижению возможны на разных стройплощадках. Советы по выбору метода осушения читайте в статье.
Мероприятия по водопонижению на период строительства
Водопонижение во время строительства требуется для того, чтобы соблюсти технологию, обезопасить рабочих и оградить проект от непредвиденных ситуаций. Конечно, лучше заняться осушением до старта возведения конструкций, но обстоятельства бывают разными.
Реально провести водопонижение во время следующих работ:
Принятие решения о водопонижении во время строительства происходит еще на этапе проектирования, делают это на основе геологических изысканий, анализа почвы и произведенных расчетов. Вся информация обязательно протоколируется.
Само водопонижение бывает открытым или закрытым.
При открытом методе воду откачивают из приямков в канализацию или в низину. Этот способ выбирается для слабонасыщенных почв. Все вырытые для осушения отверстия впоследствии засыпают. Заметим, что в этом случае грунтовые воды не мешают строительству.
При закрытом водопонижении в определенных местах участка бурятся скважины, в которые погружают насосы. Этот вид осушения выбирается при сыпучем характере почвы, при избытке грунтовой воды, либо при работах, ведущихся на большой глубине.
Водопонижение при строительстве специального назначения
Достаточно часто приходят заказы на осушение под строительство специального назначения. Это может быть подземный паркинг, тоннель, коллектор и подобные сооружения.
Все эти объекты характеризуются тем, что находятся намного ниже уровня грунта, в таких случаях необходимо значительное осушение. Возможны два варианта работ:
Последний метод довольно затратный, но эффективный. Он убережет от сезонных паводков, когда серьезно повышается уровень грунтовых вод.
Получить бесплатную консультацию
Способы водопонижения
Независимо от выбранного типа водопонижения до начала работ у застройщика должны быть на руках следующие документы, без которых начинать осушение бессмысленно и даже опасно:
Разберемся подробнее с методами водопонижения. Чаще всего оно проводится с помощью иглофильтров, эжекторных установок, электроосмоса, пневматическим способом или уплотнением грунта.
С помощью иглофильтров снижают уровень грунтовых вод до 5 метров, такой метод применяют на участках с мелкозернистыми почвами с коэффициентом фильтрации менее 1 метра в сутки.
Эжекторные установки считаются более мощным оборудованием. Их выбирают для почв с фильтрующими способностями от 1 до 10 м в сутки. Этим способом можно понизить уровень грунтовых вод до 20 метров.
Электроосмос подразумевает погружение в землю металлических стержней, по которым подается постоянный ток. Он образует электрическое поле, отводящее воду с осушаемого участка. При этом грунт уплотняется и становится более благоприятным для возведения различных конструкций.
Пневматический способ используется на неоднородных почвах с пустотами. За счет давления сжатого воздуха вода отводится по вертикали и по горизонтали. Лишнюю жидкость перекачивают за пределы участка с помощью вакуумных насосов. Однако стоит учитывать, что это быстрый способ с краткосрочным эффектом.
Уплотнение грунта происходит заморозкой, битумизацией, цементацией или закачкой в почву жидкого стекла. Все технологии, кроме замораживания, дают постоянный эффект. Уплотнение используется для строительства крупных подземных объектов.
Выбрать подходящий способ водоотведения и заказать осушение объекта под строительство можно на нашем сайте. Просто заполните форму обратной связи, и мы перезвоним в ближайшее время. Кстати, если работа носит разовый характер, необязательно покупать оборудование. Его можно взять в аренду!
Основные способы водопонижения грунтовых вод и их описание
Проведение работ по водопонижению грунтовых вод обеспечивает нормальное функционирование строений и сооружений, а также способствует продуктивной хозяйственной деятельности.
Если в границах участка располагаются мощные водоносные горизонты, провести водопонижение необходимо перед началом строительства. Это позволит избежать прорыва плавунов, гарантирует устойчивость дна выработки и безопасность проведения хозяйственных и строительных работ.
О том, что такое водопонижение грунтовых вод, как понизить их уровень своими силами, расскажем в статье.
Что это такое?
Водопонижение – это комплекс мероприятий, направленных на снижение вредного влияния грунтовых вод на фундаментную основу зданий и сооружений.
Данные виды работ необходимы для того, чтобы:
В каких случаях уровень на участке необходимо понижать?
Работы по водопонижению необходимы при следующих условиях:
Как понизить своими руками — методы
Как избавиться от лишней влаги на участке? Сделать это можно собственными силами, без вызова профессиональной бригады со спецтехникой.
Можно выделить следующие основные методы проведения работ:
Естественный водоотлив
Естественное водопонижение уровня грунтовых вод производится следующими методами:
Открытый
Данный метод представляет собой систему траншей, расположенных вдоль фундамента дома, а также в тех местах участка, где наблюдается наибольшее скопление воды. Это самый простой и экономный способ устройства дренажа.
Глубина и количество канав зависит от степени увлажненности почвы. Выкопать эффективную дренажную канаву собственными руками помогут следующие советы:
Закрытый дренаж
Этот метод потребует больших усилий, но такая система будет более эффективна, она позволит охватить все проблемные зоны участка, на которых наблюдается наибольшее скопление воды.
Кроме того она:
Для ее обустройства собственными силами необходимо определиться с количеством канав и местом их расположения.
Последовательность действий по обустройству закрытого дренажа:
Принудительная откачка
Принудительный отвод грунтовых вод производится следующими способами:
Вакуумная
Вакуумная система используется при сложном грунте, который обладает неоднородностью, плохой водопроницаемостью. Данный метод основан на создании устойчивого вакуума на поверхности устройств для приемки воды.
Вакуумные установки используют на открытых котлованах и закрытых вакуумных водопонижающих скважинах, которые используются при залегании грунтовых вод на глубине от 10 до 30 метров. При глубине до 5 метров используется открытый способ откачки вакуумными установками. Он более экономичный и быстрый.
С использованием легких иглофильтровых установок
При неглубоком залегании подземных водопотоков, самым эффективным и экономичным методом их понижения является установка иглофильтров по всему периметру участка или вдоль котлована.
Такая технология позволяет осушить большие площади с минимальными затратами.
Основные этапы понижающих работ с использованием легких иглофильтров:
Если необходимо произвести работы на больших глубинах используются метод установки иглофильтров в несколько ярусов либо применяются другие технологии, такие как монтаж эжекторных иглофильтров (глубина до 10 метров), бурение вакуумных скважин (10-30 метров).
С применением эжекторных фильтров
Эжекторные иглофильтры дополнительно оборудованы подъемниками, коллекторами и центробежными насосными установками.
Для установки эжекторного оборудования в заранее смонтированную скважину, используют:
Понижение при помощи эжекторных иглофильтров состоит из следующих основных этапов:
При помощи глубинных насосов
Глубинные насосы монтируются в заранее пробуренные скважины. Это затратный метод, используемый для создания устойчивой депрессионной воронки в области строительного котлована при глубоком залегании грунтовых вод.
Последовательность действий при использовании глубинных насосов:
Забойное
Забойное водопонижение монтируется непосредственно в забойном тоннеле, проходящем над водонасыщенным грунтом.
Оборудование для забойного понижения:
Метод состоит из следующих основных этапов:
Искусственный отвод на стройплощадке
Понижение грунтовых вод на строительной площадке проводится на начальном этапе строительства.
Выбор технологии будет зависеть от:
Способы:
Все, что необходимо знать об уровне грунтовых вод, найдете в этом разделе.
Заключение
Все методы понижения преследуют цель понизить уровень грунтовых вод для успешных строительных работ или проведения любой хозяйственной деятельности.
Выбор метода зависит от:
Водопонижение грунтовых вод на строительных площадках.
Зачастую грунтовые воды находятся достаточно высоко, чтобы мешать рытью котлована, заливке фундамента или установке свай. В таких случаях необходимо реализовать систему мероприятий, призванных осушить участок на нужную глубину. Водопонижение грунтовых вод на строительных площадках имеет своей целью трансформацию консистенции грунта лишь на временной основе. То есть, до тех пор, пока строительство не пройдет этап гидроизоляции фундамента и не поднимется выше уровня грунтовых вод (УГВ).
Различных способов осушить грунт довольно много, к тому же они часто комбинируются. Для правильного выбора подходящей методики проводят гидрогеологическое исследование. Его цель — определить количество, качество, происхождение грунтовых вод, а также состав грунта и его фильтрационные способности. По результатам анализа полученной информации принимается решение о методике понижения УГВ в данном конкретном случае.
Классификация и методология способов водопонижения
Учитывая, что не бывает одинаковых гидрогеологических условий, способы понижения воды на строительных участках постоянно дополняются. Порой применяемая методика представляет собой систему из множества позиций. Поэтому классифицируются они по нескольким признакам.
По используемому методу
По глубине и времени проведения работ
Учитывая, что система методик так сложна и разнообразна, подробное рассмотрение здесь имеют лишь некоторые ее компоненты. Те, что являются универсальными, а также используются при реализации практически любых мероприятий данной тематики.
Технология водопонижения иглофильтрами и ее методики
Эта технология представляет собой применение системы иглофильтровых установок, смонтированных через каждые 1.5 м вокруг котлована или траншеи. Агрегаты соединяются между собой водосборным коллектором на поверхности земли. Откачка воды производится насосной установкой, оборудованной помимо основных, резервными насосами для водопонижения.
Попутно с откачкой воды из установок, понижается УГВ в близлежащих слоях благодаря дренирующим свойствам грунтовых пород. Тем самым создается так называемая депрессионная линия – новая граница УГВ.
Методика погружения иглофильтра
Для погружения иглофильтровых установок применяют два метода: с помощью предварительно пробуренных скважин, а также посредством закачиваемой в трубу воды под большим давлением (300 кПа). Нижнее звено установки – фильтрационное, которое состоит из перфорированной внешней трубы и цельной внутренней. Снизу внешней трубы имеется режущий наконечник, а также два клапана, работающие при погружении иглофильтра в землю гидравлическим методом.
Применение иглофильтровой системы водопонижения
Эжекторы
Эжекторные установки для водопонижения иглофильтрами представляют собой систему с высоким давлением воды. На поверхности земли смонтирован насос с циркуляционным баком, от него идет распределительный коллектор, через который вода опускается в эжекторы.
Эжектор – это водоструйный насос, помещенный внутрь второго снизу яруса иглофильтра.
После прохода эжекторной насадки под давлением свыше 0.7 МПа, водяной столб по внутренней цельной трубе поднимается вверх, создавая вакуум в эжекторе. Благодаря этому происходит откачка грунтовой воды в циркуляционный бак, куда она попадает вместе с рабочей. А ее отвод из бака обеспечивается обычными насосами либо гравитацией.
Данный метод настолько значительно повышает эффективность мероприятий по понижению УГВ, что имеет принципиальное значение. Особенно это касается работ по осушению грунтовых пород с низкими фильтрационными свойствами.
Электроосмос
Согласно законам электрокинетики, пористые тела имеют свойство перераспределять влагу внутри себя под воздействием электрического поля. Часть объема тела, имеющая положительный заряд, отдает влагу той части, которая имеет отрицательный заряд.
Практически это происходит следующим образом: на расстоянии 1-1.5 м в сторону выработки от иглофильтровых установок, в землю помещают металлические стержни. На иглофильтры подают постоянное напряжение (отрицательный полюс), а на стержни – напряжение от положительного полюса источника тока. Под воздействием образовавшегося электрического поля влага высвобождается из близлежащей грунтовой породы, перемещаясь при этом в сторону иглофильтровых агрегатов. Такая технология повышает фильтрационные возможности грунта более чем в 20 раз.
Вакуумное водопонижение
Принцип действия данной технологии основан на создании пониженного давления (вакуума) внутри колодцев или скважин. Иглофильтровые установки часто используются, как необходимые для вакуумного водопонижения скважины. Такое понижение УГВ необходимо, когда влага не может поступать в приемник (колодец) самотеком из грунтовых пород достаточно интенсивно. Например, по причине их низкой способности пропускать влагу. Однако использование иглофильтров, как колодцев или скважин, возможно лишь при полной изоляции от атмосферного давления.
Водопонижение котлована вакуумной установкой, видео:
При необходимости осушения грунтовых пород на глубину более 20 м применяются специальные скважины диаметром 40 см, оборудованные фильтрами. Мощные насосы высокого давления производят откачку грунтовых вод из таких скважин.
Водопонижение иглофильтрами: технология и устройство.
При проведении работ по понижению уровня грунтовых вод на 15-20 метров от поверхности в песчаных, песчано-глинистых и илистых грунтах применяют передвижные иглофильтровые установки.
При применении иглофильтровых установок достигается более высокая степень осушения, чем при использовании других технических средств. Это обеспечивается за счет непрерывного поддержания вакуума в широко разветвленной сети погруженных в осушаемый грунт и подключенных к всасывающему коллектору установки иглофильтров.
Содержание статьи
Устройство иглофильтра
Установка иглофильтров в осушаемый грунт осуществляется посредством размыва. При погружении к иглофильтру подсоединяют надфильтровую трубу, подключаемую к коллектору, который укладывают на осушаемом участке. Коллектор подсоединяют к всасывающей стороне насоса иглофильтровой установки.
Устройство иглофильтра одной из таких установок включает в себя следующее.
Корпус иглофильтра 1 представляет собой трубу. На этой трубе, на равном расстоянии друг от друга, приварены три стальных прутика 2, необходимые для отделения фильтрационной ткани от глухих участков трубы. Трубу иглофильтра покрывают капроновой тканью 3, которую закрепляют проволочной спиралью 4. Капроновую ткань в виде ленты навивают таким образом, чтобы вновь наматываемый виток перекрывал предыдущий на 15-20 миллиметров.
С обоих концов трубы ставят металлические колпачки 5 и резиновые прокладки 6. На верхний конец трубы навинчивают муфту 7, необходимую для наращивания труб, подсоединяемых к коллектору установки. К нижнему концу трубы посредством резьбы крепят коронку, состоящую из режущего наконечника иглофильтра 8, обрезиненного деревянного шарика 9 и штифта 10.
При погружении иглофильтрав грунт под напором нагнетаемой в него струи воды шарик 9 прижимается к штифту 10, не препятствуя движению воды к режущему наконечнику иглофильтра.
После погружения иглофильтра в грунт установка переключается на откачивание воды. Под действием вакуума, создаваемого при этом, шарик 9 присасывается к своему гнезду, исключая возможность поступления грунтовой воды в иглофильтр через его наконечник.
Режущий наконечник облегчает пересечение прослоек глин и глинистых песков.
Отсасываемая вода через капроновую фильтрационную сетку и отверстия в трубе иглофильтра поступает в коллектор установки.
Существуют и более простые конструкции. На трубу 1 с предварительно просверленными отверстиями и приваренными шестью продольными стальными прутиками 2 на токарном станке навивают нержавеющую проволоку 3 с зазором между витками 0,1 мм.
Такие иглофильтры в два раза дешевле предыдущих. Существуют и другие конструкции, но они принципиально не отличаются от описанных выше.
Технология работы иглофильтрами
Эффективность работы иглофильтрами зависит не только от их конструкции, но и от принятого расстояния между иглофильтрами и величины их заглубления.
В зависимости от размера и конфигурации участка иглофильтры размещают в один или два ряда. Иглофильтры, установленные в два ряда, могут быть соединены между собой одним или несколькими рядами иглофильтров, перпендикулярно к ним расположенными.
На земляных работах, связанным с укладкой различного рода трубопроводов, при ширине траншеи до 3-4 м иглофильтры размещают в один ряд. При этом иглофильтры устанавливают с одной стороны траншеи, ближе к её борту.
Двухрядное расположение применяется для траншей, котлованов под фундаменты при ширине участка не более 30-40 метров и грунтах с хорошей водоотдачей. Глубину понижения определяют высотой всасывания применяемых насосных установок.
Установка иглофильтра осуществляется погружением его в скважину, размываемую струей воды, выходящей из наконечника иглофильтра. Иглофильтр собирают и соединяют при помощи рукава к напорной стороне насоса. Затем к верхнему концу иглофильтра привязывают веревку, которой поднимают и устанавливают его в вертикальное положение.
Во время погружения иглофильтр поворачивают на небольшой угол при помощи хомута с двумя длинными ручками.
После погружения на соответствующую глубину продолжают промывку скважины в течении 1-2 минут, при этом напор воды не изменяют. Затем, сведя к минимуму подачу воды, иглофильтр равномерно и непрерывно обсыпают заранее приготовленным материалом.
Водопонизительная иглофильтровая установка.
Водопонизительная иглофильтровая установка (ПВУ) представляет собой дренажный центробежный насос, всасывающий трубопровод которого состоит из коллектора с присоединенными к нему иглофильтрами.
Поскольку в водонасыщенный грунт помещают большое число иглофильтров, насосная установка для эффективной откачки воды должна обеспечить поддержание достаточно высокого и устойчивого вакуума в разветвленной всасывающей линии.
Вместе с водой из грунта неизбежно засасывается ещё и воздух, для откачки которого предусмотрен входящий в установку вакуум-насос. Работоспособность установки в значительной мере зависит от эффективности удаления воздуха.
В общем случае схема работы водопонизительной установки выглядит следующим образом:
Засасываемая иглофильтрами 1 вода вместе с воздухом попадает в коллектор 2, присоединенный к камере всасывания 3. ИЗ этой камеры вода поступает в насос 4, затем в камеру распределения 5, а оттуда в напорный трубопровод для слива или забуривания вновь устанавливаемых иглофильтров.
Поступающий вместе с водой в камеру всасывания воздух откачивается вакуум-насосом 6 через воздушную камеру 7.
Вакуум-насос водокольцевого типа откачивает в бак 8 воздух вместе с водой, циркулирующей для охлаждения. Из бака воздух уходит в атмосферу, а вода проходит через змеевик, помещенный в камере всасывания, охлаждается и вновь засасывается вакуум-насосом.
На распределительной камере установлен манометр, на воздушной камере – мановакууметр. Воду заливают в вакуум-насос через воронку 9.
Установка ПВУ собрана на раме, поставленной на колесный ход. Несмотря на некоторую сложность, эта установка компактна, транспортабельна и проста в эксплуатации.
Эжекторные иглофильтры
Эжекторный иглофильтр применяется в случае невозможности организации водопонижения с помощью водопонижающей установки.
Установка с эжекторными иглофильтрами состоит из центробежного насоса 1, который подает воду в напорный трубопровод 2, к которому посредством резиновых шлангов 3 подключены эжекторные иглофильтры 4. Откачиваемая в это случае вода по лотку 5 поступает в циркуляционный бак 6.
Часть этой воды используется в качестве рабочей жидкости для эжекторного водоподъема, остальную часть, равную расходу воды, откачиваемой из грунта, отводят за пределы осушаемого участка. Если профиль участка исключает возможность самотечного стока, то для отводы воды устанавливается низконапорный центробежный насос 7.
Конструкция
Эжекторный иглофильтр состоит из наружной колонны труб 8 с иглофильтром 9 и устанавливаемого внутри колонны эжектора 10 с водоподъемными трубами 11.
Звенья колонны труб соединены муфтами, в которых имеются отверстия для подключения угольника водонапорного шланга. Эти отверстия в период погружения иглофильтра перекрываются цилиндрическим клапаном, размещенным в верхней части каждой муфты.
Внутри иглофильтра вварено седло 12, на которое опирается упорное кольцо эжектора. Для направления струи воды, размывающей грунт, к седлу приварен патрубок 13. В верхнем звене наружной колонны предусмотрен штуцер 14 для подсоединения колонны к напорной магистрали.
Для предотвращения утечки напорной воды и обеспечения надлежащей центровки эжектора и водоподъемных труб предусмотрено сальниковое устройство 15. Работа эжекторного иглофильтра протекает таким же образом, как и водоструйного насоса. Его наличие предотвращает вынос печка.
При установке эжектора с водоподъемными трубами в колонну наружных труб следует проследить за достаточной плотностью прилегания упорного кольца эжектора к седлу иглофильтра и затяжки сальникового уплотнения на выходе водоподъемных труб.
Очень важно, чтобы не засорялось сопло насадка. Прочистку сопла производят путем опускания в водоподъемные трубы металлического прута.
Основным достоинством этого типа оборудования является высокая степень осушения. Применение эжекторов позволяет достичь хорошего осушения грунтов с низкой водоотдачей с водоупором, что с большим трудом достигается при других способах осушения.
К недостаткам следует отнести: сложность и громозкость, трудность монтажа, и самое главное, крайне низкий к.п.д.
Видео про водопонижение
Применение иглофильтровых установок на строительстве гидротехнических сооружений при устройстве фундаментов глубокого заложения, траншей для укладки различных подземных трубопроводов, открытых водосборников на угольных карьерах, обводных песков в почве горных выработок ускоряет производство осушительных работ.