Зачем осушать объект перед строительством?
Профессиональное водоотведение дает ряд очевидных преимуществ:
- борта карьера не деформируются и не оползают;
- появляется возможность выполнить работы до нулевой отметки в достаточно комфортных условиях;
- возведение фундамента проходит с соблюдением всех необходимых процедур;
- грунтовые воды не мешают произвести качественную гидроизоляцию конструкций нулевого цикла.
ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ОСУШЕНИЯ И ДРЕНАЖА НА КАРЬЕРАХ
Осушение предполагает защиту траншей и котлованов посредством установки открытого водоотлива или монтажа системы дренажей. Процесс может быть как предварительным, когда котлован готовят к заливке фундамента заранее, так и параллельным разработке карьера. Зачастую высокий уровень грунтовых вод требует постоянного осушения строительной площадки вплоть до гидроизоляции основания здания.
Открытый водоотлив
Этот метод позволяет защитить неглубокие котлованы от подтопления. Он предполагает организацию зумпфов — специальных водосборников.
Осушение на большой глубине требует создания ярусов внутри разработки. На каждом из них размещаются насосные установки для откачки. Высота одного яруса не должна превышать 4 метра.
Дренаж
Это система труб и скважин, через которые собираются и отводятся грунтовые воды.
Исходя из их размещения относительно водоупора, они подразделяются на два типа:
- Совершенный. Размещаются на водоупоре, а приток грунтовых вод идет сверху и сбоку. Также укладывается и дренирующая обсыпка: сверху и по бокам.
- Несовершенный. Закладываются выше уровня водоупора, и поступление подземных вод идет со всех сторон. При этом дренирующая обсыпка делается по контуру системы.
Кроме этого, дренажные системы разделяются на более конкретные подтипы:
- горизонтальные;
- вертикальные;
- комбинированные;
- пластовые или площадные.
Горизонтальный дренаж
При открытом типе это канавы и лотки. Дренаж закрытого типа может быть выполнен в виде:
- траншей со сплошным фильтрующим заполнением поперечного сечения фашинами, щебнем или камнем;
- труб: керамических, бетонных, железобетонных;
- галерей и штольней.
Вертикальный дренаж
Предполагает наличие нескольких связанных между собой скважин для откачки воды из карьера. В дренажных колодцах делают сетчатые, гравийные, блочные или иные фильтры.
Для водоотвода используют следующие устройства:
- глухие коллекторы-галереи или самотечные каналы, которые перехватывают поток воды из трубчатых колодцев;
- всасывающие трубопроводы, подключенные к насосному оборудованию и соединенные с приемными резервуарами.
Комбинированный дренаж
Сочетание горизонтальной дрены с рядом вертикальных. Устья трубчатых колодцев располагают ниже понижаемого уровня грунтовых вод, за счет чего происходит самоизлив жидкости в горизонтальную дрену.
Площадной или пластовый дренаж
Чтобы защитить возводимое сооружение от подтопления, используют площадной дренаж. Строение охватывается фильтрующей «рубашкой», отводящей дренируемую жидкость от фундамента в водоприемник. «Рубашку» выкладывают из крупного фильтрующего материала.
Недостатки и достоинства перечисленных способов
Подводя итоги, расскажем о плюсах и минусах каждого метода осушения.
Преимущества подземного (закрытого) способа:
- высокая степень централизации водоотлива;
- применение как в хорошо проницаемых, так и в слабо проницаемых породах (с коэффициентом фильтрации k = 1–5 м/сут);
- простая организация внутри карьерного водоотлива.
Недостатки:
- сложность проведения подземных выработок в трудных гидрогеологических условиях;
- продолжительность — занимает много времени, иногда счет идет на годы.
У систем поверхностного (открытого) осушения с погружными насосами свои преимущества:
- простота технологии;
- бюджетно;
- быстрота ввода в эксплуатацию;
- оперативная реакция на изменение условий.
Недостатки метода:
- плохая откачка воды из карьеров в слабопроницаемых породах;
- необходимость большого количества насосов;
- высокая стоимость обслуживания этих агрегатов;
- трудность организации централизованного водоотвода.
Комбинированный способ использует как методы поверхностного, так и подземного дренажа. Однако он вобрал в себя и недостатки обеих технологий:
- дороговизна откачки карьера;
- снижение уровня подземных вод в радиусе нескольких десятков км;
- возникновение депрессионных воронок;
- истощение водных ресурсов;
- загрязнение близлежащих водоемов;
- нарушение природного ландшафта на огромных территориях.
Выбор в пользу того или другого способа откачки карьеров производится на основе расчетов, речь о которых пойдет ниже.
Как разобраться с цифрами притока воды?
В любом проекте осушения обязательна расчетная часть. Она бывает теоретической, экспериментальной или смешанной. Последнее время особо популярен экспериментальный способ, но и формулы используются довольно часто.
Как правило, расчеты проводятся для:
- притока воды к карьеру и ее поведения в зоне влияния строительного объекта;
- притока к дренажным уровням с учетом фильтрации и к дренажным штрекам;
- водопонижающих скважин при их фильтрации;
- притоков к забивным и сквозным фильтрам, а также к иглофильтрам.
Теоретический метод зачастую необъективен и может не учитывать важных особенностей места. Однако в сочетании с анализом проведенных исследований на объекте он дает достоверные результаты.
Системы осушительных работ
С чего следует начать — с водоотведения или со строительства? Существует три варианта:
- Система опережающего осушения. Применяется на карьерных и шахтных полях с простыми гидрогеологическими условиями. Начинают с осушения, потом проводят строительные работы.
- Система параллельного водоотведения. Осушают и работают одновременно.
- Система совмещенного осушения. Используется на объектах со сложными гидрогеологическими условиями: перед началом работ осушают грунт и продолжают откачку во время строительства.
Как защитить карьер от подземных вод?
Всегда есть риск вымывания грунта, а то и вовсе затопление котлована. Чтобы не произошло аварии, используют барраж – способ защиты от подземных вод путем полного или частичного ограждения горных выработок с помощью водонепроницаемых устройств.
При этом в радиусе воздействия осушающей техники уровень грунтовых вод снижается, а за зоной влияния он остается близким к естественному или немного повышается благодаря подпору.
Такая технология способствует охране окружающей среды, в частности, оставляет уровень подземных вод на привычной отметке. Кроме того, барраж снижает расходы на осушение – откачка осуществляется только в пределах контура защищенного участка.
Барраж может выполняться следующими способами:
Инфузионные устройства — узкие вертикальные траншеи, оставленные спецтехникой. Они прокладываются до водоупорной подошвы обводненных пород (песчаники, галечники) и заполняются глиной, глиноцементным раствором или рулонным синтетическим материалом. Их применяют на глубине до 50 м залегания водоупоров и слабой проницаемости.
Инъекционные завесы — это цементация, глинизация, силикатизация и смолизация почвы через нагнетательные скважины. Применяются при глубине до нескольких сотен метров.
Криогенные (ледопородные) барражи — представляют собой искусственное понижение температуры грунта и замораживание содержащейся в нем воды.
Шпунтовые устройства сооружаются путем забивки металлических, бетонных и других свай в песчано-глинистые породы при небольших глубине залегания и толщине водоносных слоев.
И ВСЕ-ТАКИ КАК ОСУШИТЬ СТРОИТЕЛЬНУЮ ПЛОЩАДКУ?
Чтобы не погружаться в изучение основных способов откачки грунтовых вод на карьерах, но получить при этом сухой котлован и спокойно возводить фундамент, просто позвоните нам. Более 10 лет мы производим насосы и выполняем весь комплекс работ по водопонижению на участках заказчиков.
У нас вы можете купить или взять в аренду необходимое насосное оборудование и системы водопонижения грунтовых вод с глубиной залегания до 16 метров. А также просто предоставить результаты гидрогеологических исследований, а мы сами разработаем проект по водопонижению и займемся его реализацией.
Позвоните по номеру телефона, указанному на сайте, или заполните форму обратной связи, мы предложим наиболее эффективное решение и проконсультируем по всем возникающим вопросам.
