Отвод поверхностных вод: система отвода поверхностных вод

Поверхностные воды (ливневые и талые) образуются из атмосферных осадков. Различают поверхностные воды «чужие», посту­пающие с повышенных соседних участков, и «свои», обра­зующиеся непосредственно на строительной площадке Чтобы на территорию площадки не поступали «чужие» по­верхностные воды, их перехватывают и отводят за преде­лы площадки. Для перехвата вод делают нагорные канавы или обвалование вдоль границ строительной пло­щадки в повышенной ее части (рис. У.2). Для предотвра­щения быстрого заиливания продольный уклон водоот­водных канав должен иметь не менее 0,003.

Для отвода «своих» поверхностных вод придают соот­ветствующий уклон при вертикальной планировке пло­щадки и устраивают сеть открытого или закрытого водо­стока.

Каждый котлован и траншея, являющиеся искусст­венными водосборниками, к которым активно притекает вода во время дождей и таяния снега, должны быть за­щищены водоотводными канавами или обвалованием с нагорной стороны.

В случаях сильного обводнения площадки грунтовы­ми водами с высоким уровнем горизонта площадку осу­шают с помощью открытого или закрытого дренажа. От крытый дренаж обычно устраивают в виде канав глубиной до 1,5 м, отрываемых с пологими откосами (1: 2} и необходимыми для течения воды продольными уклона­ми. Закрытый дренаж - это обычно траншеи с уклонами в сторону сброса воды, заполняемые дренирующим материалом (рис. У.З). При устройстве более эффективных дренажей на дно такой траншеи укладывают перфориро­ванные в боковых поверхностях трубы - керамические, бетонные, асбестобетонные, деревянные. Такие дренажи собирают и отводят воду лучше, так как скорость движе­ния воды в трубах выше, чем в дренирующем материале. Закрытые дренажи должны быть заложены ниже уровни промерзания грунта и иметь продольный уклон не менее 0,005.

Создание геодезической разбивочной основы. На ста­дии подготовки площадки к строительству должна быть создана геодезическая разбивочная основа для планово го и высотного обоснования при выносе проекта подлежа­щих возведению зданий и сооружений на местность, а так же (в последующем) геодезического обеспечения на всех стадиях строительства и после его завершения. Геодезическую разбивочную основу для определения положения объектов строительства в плане создают пре­имущественно в виде: строительной сетки, продольных и поперечных осей, определяющих положение на местно­сти основных зданий и сооружений и их габарит -для строительства предприятий и групп зданий и сооружений; красных линий (или других линий регулирования заст­ройки) и габарит здания - для строительства отдельныхзданий. Строительную сетку выполняют в виде квадратных и прямоугольных фигур, которые подразделяют на основ­ные и дополнительные (рис. У.4). Длина сторон основных фигур сетки 200...400 м, дополнительных - 20...40 м. Строительную сетку обычно проектируют на строитель­ном генеральном плане, реже- на топографическом пла­не строительной площадки. При проектировании опреде­ляют местоположение пунктов. сетки на стройгенплане (топографическом плане), выбирают способ закрепления сетки на местности. При проектировании строительной сетки должны быть: обеспечены максимальные удобства для выполнения раз-бивочных работ; основные возводимые здания и соору­жения расположены внутри фигур сетки; линии сетки параллельны основным осям возводимых зданий и рас­положены по возможности ближе к ним; обеспечены не­посредственные линейные размеры по всем сторонам сет­ки; пункты сетки расположены в местах, удобных для уг­ловых измерений с видимостью смежных пунктов, а также в местах, обеспечивающих их сохранность и ус­тойчивость.

Разбивку строительной сетки на местности начинают с выноса в натуру исходного направления, для чего ис­пользуют имеющуюся на площадке или вблизи нее геоде­зическую сетку (рис. У.5). По координатам геодезичес­ких пунктов сетки определяют полярные координаты 5 Ь 5г,5з и углы Рь р 2 , Рз, по которым выносят на местность исходные направления сетки АВ и АС. Затем от исходных направлений на всей площадке разбивают строительную сетку и закрепляют её в местах пересечений постоянными знаками с плановой точкой (рис. У.6). Знаки делают из заполненных бетоном отрезков труб, из забетонированных обрезков рельсов и т. п. Подошва знака должна распо­лагаться ниже границы промерзания грунта минимум на 1 м (1000 мм). Аналогично переносят и закрепляют крас­ную линию.

При переносе на местность основных осей строящих­ся объектов, если в качестве плановой разбивочной осно­вы используется строительная сетка, применяют метод прямоугольных координат. В этом случае близколежащие стороны строительной сетки принимают за линии коорди­нат, а их пересечение - за ноль отсчета (рис. У.7, а). Положение точки О главных осей Х 0 -У 0 определяют следующим образом: если дано, что Х 0 =50 и У 0 =40 м, значит, точка О находится на расстоянии 50 м от линии X в сторону линии Хо и на расстоянии 40 м от линии У в сторону У 0 .При наличии в качестве плановой разбивочной основы красной линии на стройгенплане должны быть приведе­ны какие-либо данные, определяющие положение буду­щего значения: например, точка А на красной линии (рис. У.7, б), угол р между главной осью здания и краснойлинией и расстояние от точки А до точки О пересечения главных осей. Главные оси здания закрепляют за его кон­турами знаками выше приведенной конструкции.

Высотное обоснование на строительной площадке обеспечивается высотными опорными пунктами- строи­тельными реперами. Обычно в качестве строительных ре­перов используют опорные пункты строительной сетки и красной линии. Высотная отметка каждого строитель­ного репера должна быть получена не менее чем от двух реперов государственной геодезической сети или сети местного значения.

Создание геодезической разбивочной основы является функцией заказчика. Он должен не менее чем за 10 дн. до начала строительно-монтажных работ передать под­рядчику техническую документацию на геодезическую разбивочную основу и на закрепленные на строительной площадке пункты и знаки этой основы.

В процессе строительства строительная организация должна следить за сохранностью и устойчивостью знаков геодезической разбивочной основы.

Предотвратить ущерб, нанесенный талыми водами и обильными осадками, можно посредством обустройства поверхностного водоотвода. Данная система служит для сбора и отвода избыточных атмосферных осадков, которые зачастую подтапливают прилежащий участок, а вместе с ним плодовые деревья (и другие насаждения), фундаменты и подвалы. В статье речь пойдет о системе поверхностного водоотвода.

Преимущества поверхностного водоотвода

Устройство системы не требует серьезных финансовых вложений, за счет уменьшения земляных работ. В результате чего снижается вероятность нарушения структурной прочности грунта, то есть просадки.

• За счет организации наружного водоотвода линейного типа значительно расширен охват территории для водосбора, при этом редуцируется такая величина, как протяженность магистрали канализации.

• Проведение системы может производиться без нарушения всей целостности существующего дорожного покрытия. Здесь осуществляется врезка согласно ширине желобов.
• Система целесообразна для монтажа на каменистых или неустойчивых грунтах. А также в тех местах, где нет возможности произвести глубинные работы (архитектурные памятники, подземные коммуникации).

Виды водоотводов

Водоотводы - часть ливневых канализаций, которые применяются при благоустройстве как общественных, так и частных территорий. Существует 2 типа систем: линейная и точечная.

• Линейная система состоит из желобов, пескоуловителя, иногда и дождеприемника. Такая конструкция прекрасно справляется со своей задачей на больших территориях. При ее организации земляные работы сведены к минимуму. Ее монтаж необходим на участках с глинистым грунтом, или уклон которых составляет более 3º.

• Точечная система представляет собой локально расположенные дождеприемники, объединенные под землей трубопроводами. Система оптимальна для сбора воды, поступающей из кровельных водостоков. Также ее установка целесообразна на участках со скромными площадями или когда имеются какие-либо ограничения для обустройства линейного водоотвода.

Каждая система отличается эффективной работой, но их комбинирование является оптимальным вариантом при организации водоотвода.

Устройство дренажа для водоотвода

Для организации водоотвода линейного или точечного применяются различные элементы и устройства, где каждая составляющая выполняет свое назначение. Грамотное их объединение приводит к результативной работе.

Желоба

Водоотводные лотки - неотъемлемая часть линейной системы, служат для сбора осадков и талой воды. После чего направляют излишнюю влагу в канализацию или, по крайней мере, отводят подальше от участка. Каналы изготавливают из бетона, полимербетона и пластика.

• Пластиковые изделия отличаются легким весом и простым монтажом. Специально для этого были разработаны заглушки, переходники, крепежи и другие элементы, облегчающие процесс сборки и установки системы. Несмотря на высокие технические характеристики (прочность и морозостойкость) используемого материала, они ограничены нагрузкой - до 25 тонн. Такие желоба устанавливаются на загородных участках, пешеходных зонах, велосипедных дорожках, где не предусматриваются высокие механические воздействия.

• Лотки из бетона - несомненно, прочные, долговечные и доступные по цене. Они способны выдерживать весьма солидную нагрузку. Их монтаж целесообразен в местах проезда транспорта, например, на подъездных дорогах или около гаражей. Сверху устанавливаются стальные или чугунные решетки. Надежная система креплений не позволяет изменить положение в процессе эксплуатации.
• Полимербетонные каналы сочетают в себе лучшие показатели пластика и бетона. При небольшом весе изделия принимают существенную нагрузку и отличаются более высокими физико-техническими свойствами. Соответственно, имеют и приличную стоимость. Благодаря гладкой поверхности желобов песок, редкая листва, ветки и другой уличный мусор проходят без затруднений. Грамотная установка и периодическая очистка гарантируют долговременную службу водоотвода.

Пескоприемники

• Этот элемент системы отвечает за фильтрацию воды от песка, земли и других взвешенных частиц. Пескоуловитель оснащен корзиной, в которой и собирается посторонний мусор. Оборудование, установленное в непосредственной близости от слива в канализацию, обеспечит наиболее эффективную работу.
• Пескоуловители, как и лотки, должны соответствовать типу нагрузки. Так как данный элемент находится в одной связке с другими составляющими водоотводной системы, он должен быть из того же материала, что и остальные звенья цепи.

• Его верхняя часть имеет такую же форму, что и желоба. Он также закрывается дренажной решеткой, поэтому внешне пескоприемник незаметен. Снизить его уровень расположения (ниже глубины промерзания грунта) можно путем установки данных элементов друг на друга.
• Конструкция пескоуловителя предусматривает наличие боковых отводов для подключения к трубам подземной ливневой канализации. Выводные отводы стандартных диаметров расположены значительно выше дна, поэтому мелкие частицы, оседая, остаются там.
• Пескоприемник также может быть изготовлен из бетона, полимербетона и синтетических полимеров. В комплектацию входят стальные, чугунные, пластиковые решетки. Его выбор осуществляется в зависимости от предполагаемого объема отводимой воды и уровня нагрузки в зоне его установки.

Дождеприемники

• Талая и дождевая вода собранная водосточными трубами с кровли здания попадает на отмостку. В этих зонах и устанавливаются дождеприемники, представляющие собой контейнера квадратной формы. Их монтаж целесообразен и в тех местах, где не представляется возможным обустроить поверхностный дренаж линейного типа.

• Так как дождеприемники выполняют функцию пескоуловителя, они дополняются мусоросборником, который регулярно очищается и сифоном, уберегающим от пахучих веществ, идущих от канализации. Также они оснащаются насадками для соединения с трубами подземного дренажа.
• Чаще всего их производят из чугуна или прочного пластика. Верхняя часть имеет решетку, воспринимающую нагрузки, препятствующая попаданию крупного мусора и выполняющая декоративную функцию. Решетка может быть пластиковой, стальной или чугунной.

Дренажные решетки

• Решетка - часть поверхностного водоотвода. Она принимает на себя механические нагрузки. Это видимый элемент, поэтому изделию придается декоративный вид.
• Дренажная решетка классифицируется в соответствии с эксплуатационными нагрузками. Так для приусадебного, загородного участка подойдут изделия класса А или С. Для этих целей используются пластиковые, медные или стальные решетки.

• Чугунные изделия славятся своей прочностью. Такие решетки применяют при обустройстве территорий с высокой транспортной нагрузкой (до 90 тонн). Хотя чугун подвержен коррозии и требует регулярного окрашивания, альтернативы ему по прочности просто нет.
• Что касается срока эксплуатации дренажных решеток, то чугунные изделия прослужат как минимум четверть века, стальные - около 10 лет, пластиковые решетки придется поменять уже через 5 сезонов.

Проектирование водоотвода

Расчет системы на больших площадях производится согласно гидропроекту, в котором учитываются малейшие нюансы: интенсивность осадков, дизайн ландшафта и многое другое. На его основе определяется протяженность и количество элементов дренажной системы.

• Для загородных или дачных участков достаточно нарисовать план территории, на котором размечается расположение водоотвода. Здесь же рассчитывается, количество желобов, соединительных элементов и других составляющих.

• Ширина каналов подбирается в зависимости от пропускной способности. Оптимальной шириной лотков для частного строительства считается 100 мм. В местах с повышенным водоотведением могут использоваться желоба и шириной до 300 мм.
• Внимание следует обратить и на диаметр отводов. Стандартное сечение канализационных труб равно 110 мм. Поэтому, если выходное отверстие имеет другой диаметр - необходимо использовать переходник.

Быстрый отток вод по каналу обеспечит поверхность с уклоном. Организовать наклон можно следующими способами:

• использование естественного уклона;
• путем проведения земляных работ создать уклон поверхности (при минимальных перепадах);
• подобрать лотки с разными высотами, применимо только на маленьких площадях;
• приобрести каналы, у которых внутренняя поверхность выполнена под уклоном. Как правило, такие изделия изготавливаются из бетона.

Этапы устройства линейного водоотвода

• Посредством натянутой бечевки размечаются границы водоотвода. Если система проходит по бетонной площадке разметка осуществляется песком или мелом.
• Далее производится выемка грунта. На асфальтированном участке используется отбойный молоток.
• Ширина траншеи должна быть больше лотка примерно на 20 см (по 10 см с каждой стороны). Глубина под желоба из легких материалов рассчитывается с учетом песчаной подушки (10-15 см). Под бетонные лотки настилается сначала слой щебня, а затем и песка по 10-15 см каждый. Стоит отметить, что дренажная решетка после монтажа должна располагаться ниже на 3-4 мм уровня поверхности. Дно траншеи можно залить и тощим бетоном, но такие действия выполняются, если не предусматривается проезд автотранспорта.

• Собирается система водоотвода. В траншею укладываются лотки и посредством креплений шип-паз фиксируются между собой. Зачастую изделия маркируются стрелкой, указывающей направление движения воды. При необходимости места соединения герметизируются полимерными компонентами.
• Далее монтируется пескоуловитель. Магистраль водоотвода посредством фасонных частей соединяется с пескоприемником и канализационными трубами.
• Пустое пространство между желобами и стенками траншеи засыпается щебнем или землей выкопанной ранее и тщательно утрамбовывается. Также возможна заливка песчано-гравийным раствором.
• Установленные каналы закрываются защитно-декоративными решетками. Стоит отметить, что если при обустройстве водоотвода используются пластиковые лотки, то решетка устанавливается да заливки пространства бетонной смесью.

Этапы обустройства точечного водоотвода

• В зонах с наибольшим скоплением влаги вырывается котлован. Ширина ямы должна быть равна размеру контейнера дождеприемника. Необходимо учесть, что решетка, также должна быть чуть ниже поверхности земли.

• Также производится выемка грунта и в местах прокладки магистрали для линейного отвода или труб. Здесь важно соблюдать уклон примерно 1 см на каждый линейный метр поверхности.
• Дно котлована трамбуется и обустраивается песчаная подушка, слоем в 10-15 см. Поверх нее заливается бетонная смесь толщиной около 20 см.
• Далее устанавливается дождеприемник, к которому подсоединяют водоотводные лотки или канализационные трубы.
• В завершение монтируют сифон, вставляют корзину-мусоросборник и устанавливают решетку.
• Конструкция дождеприемника позволяет установить несколько контейнеров друг на друга. Это дает возможность заглубить выводящую трубу ниже промерзания грунта.

Мелкосидящие каналы

Каменистые почвы затрудняют установку желобов стандартных размеров. В связи с этим некоторые производители предлагают продукцию с небольшой глубиной заложения, где высота канала составляет 95 мм.

• Обычно лотки изготавливаются из пластика с высокими физико-техническими показателями. В комплектацию входят дренажные решетки из оцинкованной стали стойким к истиранию полимерным покрытием.
• Такие каналы широко применяются в зонах с небольшим количеством сточных вод. С их помощью удастся организовать эффективный поверхностный дренаж с проведением минимальных земляных работ.

Своевременно установленный и качественно организованный водоотвод убережет от сезонного подтапливания фундамент и зеленые насаждения, придаст ландшафту ухоженный вид. Расходы на обустройство окупятся быстро. Система продлит срок эксплуатации строения, снизит расходы на ремонт и дополнительное обслуживание. Трудоемкая и затратная борьба с плесенью в подвале из-за повышенной влажности обойдет стороной.

Отвод поверхностных и понижение уровня грунтовых вод выполняют для защиты строительных площадок и котлованов будущих сооружений от затопления их ливневыми и талыми водами.

Работы по отводу поверхностных и грунтовых вод включают: устройство нагорных и водоотводных канав, обвалование; устройство дренажа; планировку поверхности складских и монтажных площадок.

Канавы или лотки устраивают вдоль границ строительной площадки с нагорной стороны с продольным уклоном не менее 0,002, а их размеры и виды креплений принимают в зависимости от расхода ливневых или талых вод и предельных значений неразмывающих скоростей их течения.

Канаву устраивают на расстоянии не менее 5 м от постоянной выемки и 3 м – от временной. Стенки и дно канавы защищают дерном, камнями, фашинами. Воду из всех водоотводящих устройств, резервов и кавальеров отводят в пониженные места, удаленные от возводимых и существующих сооружений.

При сильном обводнении площадки грунтовыми водами с высоким уровнем горизонта используют дренажные системы открытого и закрытого типов.

Открытый дренаж применяют в грунтах с малым коэффициентом фильтрации при необходимости понижения уровня грунтовых вод (УГВ) на глубину 0,3–0,4 м. Дренаж устраивают в виде канав глубиной 0,5–0,7 м, на дно которых укладывают слой крупнозернистого песка, гравия или щебня толщиной 10–15 см.

Закрытый дренаж – это обычно траншеи глубокого заложения с устройством колодцев для ревизии системы и с уклоном в сторону сброса воды, заполняемые дренируемым материалом. Иногда на дно такой траншеи укладывают перфорированные в боковых поверхностях трубы. Поверху дренажную канаву закрывают местным грунтом.

Устройство дренажа необходимо выполнять до начала возведения зданий и сооружений.

Организация водоотлива и искусственного понижения

Уровня грунтовых вод

Выемки (котлованы и траншеи) при небольшом притоке грунтовых вод разрабатывают с применением открытого водоотлива.

При значительном притоке грунтовых вод и большой толщине водонасыщенного слоя до начала производства работ УГВ искусственно понижают.

Работы по водопонижению зависят от принятого метода механизированной разработки котлованов и траншей. Соответственно устанавливают очередность работ как по монтажу водоотливных и водопонизительных установок, их эксплуатации, так и по разработке котлованов и траншей. При размещении котлована на берегу в пределах поймы реки разработку его начинают после монтажа водопонизительного оборудования, чтобы понижение УГВ опережало заглубление котлована на 1–1,5 м. Если котлован расположен непосредственно в русле реки, то до работ по водопонижению его 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.

В процессе осушения котлована важно правильно выбрать скорость откачки воды, так как очень быстрое осушение может вызывать 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 воды можно увеличить до 1–1,5 м/сут, но на последних 1,2–2 м глубины откачку воды следует замедлить.

В открытом водоотливе предусмотрена откачка притекающей воды непосредственно из котлована или траншей насосами. Он применим в устойчивых против фильтрационных деформаций грунтах (скальных, гравийных и т. п.). При открытом водоотливе грунтовая вода, просачиваясь через откосы и дно котлована, поступает в водосборные канавы и по ним в приямки (зумпфы), откуда ее откачивают насосами. Размеры приямков в плане принимают 1×1 или 1,5×1,5 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. Примерно так же крепят траншеи в неустойчивых грунтах. 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. По полученным данным уточняют тип и марку насосов, их количество.

Открытый водоотлив – эффективный и простой способ осушения. Однако возможно разрыхление или разжижение грунтов в основании и унос части грунта фильтрующейся водой.

Искусственное понижение УГВ предполагает устройство системы дренажей, трубчатых колодцев, скважин, использование иглофильтров, расположенных в непосредственной близости от будущего котлована или траншеи. При этом УГВ резко понижается, ранее насыщенный водой грунт и теперь обезвоженный разрабатывается как грунт естественной влажности.

Существуют следующие способы искусственного водопонижения: иглофильтровый, вакуумный и электроосмотический.

Способы искусственного водопонижения исключают просачивание воды через откосы и дно котлована, поэтому откосы выемок сохраняются в целостности, отсутствует вынос частиц грунта из-под фундаментов ближайших зданий.

Выбор способа водопонижения и типа применяемого оборудования зависит от глубины разработки котлована (траншеи), инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки, сроков строительства, конструкции сооружения и ТЭП.

Искусственное водопонижение осуществляют, когда осушаемые породы имеют достаточную водопроницаемость, характеризующуюся коэффициентами фильтрации более 1–2 м/сут, применять его в грунтах с меньшим коэффициентом фильтрации нельзя из-за малых скоростей движения грунтовых вод. В этих случаях используют вакуумирование или способ электроосушения (электроосмос).

Иглофильтровый способ предусматривает использование для откачки воды из грунта часто расположенных скважин с трубчатыми водоприемниками малого диаметра – иглофильтров , соединенных общим всасывающим коллектором с общей (для группы иглофильтров) насосной станцией. Для искусственного понижения УГВ на глубину 4–5 м в песчаных грунтах применяют легкие иглофильтровые установки (ЛИУ) . Для осушения траншей шириной до 4,5 м используют однорядные иглофильтровые установки (рис. 2.1, а ), при более широких траншеях – двухрядные (рис. 2.1, б ).

Для осушения котлованов применяют замкнутые по контуру установки. При понижении УВ на глубину более 5 м применяют двух- и трехъярусные иглофильтровые установки (рис. 2.2).

В случае применения двухъярусных иглофильтровых установок вначале вводят в действие первый (верхний) ярус иглофильтров и под его защитой отрывают верхний уступ котлована, после монтируют второй (нижний) ярус иглофильтров и отрывают второй уступ котлована и т.д. После ввода в действие каждого последующего яруса иглофильтров предыдущие можно отключить и демонтировать.

Применение иглофильтров эффективно и для водопонижения в слабопроницаемых грунтах, при залегании под ними более водопроницаемого слоя. При этом иглофильтры заглубляют в нижний слой с обязательной их обсыпкой.

Рис. 2.1. Водопонижение легкими иглофильтровыми установками: а – одно-

рядные иглофильтровые установки; б – двухрядные иглофильтровые установки;

1 – траншея с креплением; 2 – шланг; 3 – вентиль; 4 – насосный агрегат;

5 – всасывающий коллектор; 6 – иглофильтры; 7 – пониженный УГВ;

8 – водоприемное фильтровое звено иглофильтра

Рис. 2.2. Схема ярусного водопонижения иглофиль-

трами: 1 , 2 – соответственно иглофильтры верхнего и

нижнего яруса; 3 – конечное понижение депрессионной

поверхности грунтовых вод

ЛИУ помимо иглофильтров включают также водосборный коллектор, объединяющий иглофильтры в одну водопонизительную систему, центробежные насосные агрегаты и отводящий трубопровод.

Для опускания иглофильтра в рабочее положение при сложных грунтах применяют пробуривание скважин, в которые опускают иглофильтры (при глубинах до 6–9 м).

В песках и супесчаных грунтах иглофильтры погружают гидравли-ческим способом, путем подмыва грунта под фрезерным наконечником водой с напором до 0,3 МПа. После погружения иглофильтра на рабочую глубину полое пространство вокруг трубы частично заполняется просевшим грунтом, частично засыпается крупнозернистым песком или гравием.

Расстояния между иглофильтрами принимают в зависимости от схемы их расположения, глубины водопонижения, типа насосного агрегата и гидрогеологических условий, но обычно эти расстояния равны 0,75; 1,5, а иногда и 3 м.

Вакуумный способ водопонижения основан на использовании эжекторных водопонизительных установок (ЭИУ), которые откачивают воду из скважин с помощью водоструйных насосов-эжекторов. Эти установки используют для понижения УГВ в мелкозернистых грунтах с коэффициентом фильтрации 0,02–1 м/сут. Глубина понижения УГВ одним ярусом составляет от 8 до 20 м.

ЭИУ состоят из иглофильтров с эжекторными водоподъемниками, распределительного трубопровода (коллектора) и центробежных насосов. Эжекторные водоприемники, помещенные внутри иглофильтров, приводятся в действие струей рабочей воды, нагнетаемой в них насосом под давлением 0,6–1,0 МПа через коллектор.

Погружают эжекторные иглофильтры гидравлическим способом. Расстояние между иглофильтрами определяется расчетом, но в среднем оно равно 5–15 м. Выбор оборудования иглофильтровых установок, а также типа и числа насосных агрегатов производят в зависимости от величины ожидаемого притока грунтовых вод и требований ограничения длины коллектора, обслуживаемого одним насосом.

Электроосмотическое водопонижение, или электроосушение , основано на явлении электроосмоса. Его используют в слабопроницаемых грунтах, имеющих коэффициент фильтрации К ф менее 0,05 м/сут.

Вначале по периметру котлована (рис. 2.3) на расстоянии 1,5 м от его бровки и с шагом 0,75–1,5 м погружают иглофильтры-катоды, с внутренней стороны контура этих иглофильтров на расстоянии 0,8 м от них с таким же шагом, но в шахматном порядке, погружают стальные трубы (стержни-аноды), соединенные с положительным полюсом, иглофильтры и трубы погружают на 3 м ниже необходимого уровня водопонижения. При пропускании постоянного тока вода, заключенная в порах грунта, передвигается от анода к катоду, при этом коэффициент фильтрации грунта возрастает в 5–25 раз. Котлованы начинают разрабатывать обычно через трое суток после включения системы электроосушения, а в дальнейшем работы в котловане можно вести при включенной системе.

Открытые (соединяющиеся с атмосферой) водопонизительные скважины применяют при большой глубине понижения УГВ, а также

когда использование иглофильтров затруднительно из-за больших притоков, необходимости осушения больших площадей и стесненности территории. Для откачки воды из скважин применяют артезианские турбинные насосы типа АТН, а также глубинные насосы погружного типа.

Рис. 2.3. Схема электроосушения грунтов:

1 – трубы-аноды; 2 – иглофильтры-катоды;

3 – насосный агрегат; 4 – пониженный УГВ

Применение методов понижения УГВ зависит от мощности водоносного слоя, коэффициента фильтрации грунта, параметров земляного сооружения и строительной площадки, способа производства работ.

Организованное отведение поверхностных вод является важнейшим требованием благоустройства площадки.промышленного предприятия. Скопление дождевых и талых вод на территории предприятия затрудняет движение транспорта, вызывает подтопление зданий, а это может привести к порче оборудования и разрушению строительных конструкций. В некоторых случаях при неблагоприятном рельефе затопление территории может иметь катастрофические последствия. Неполное и недостаточно быстрое отведение дождевых вод даже при небольших дождях ведет к повышению уровня грунтовых вод, преждевременному разрушению дорожных покрытий и ухудшению санитарного состояния площадки. Наряду с дождевыми и талыми водами быстрому отводу подлежит также и вода, стекающая по поверхности дорожных покрытий при их поливке и мойке.

Организация отвода поверхностных вод решается в процессе вертикальной планировки площадки промышленного предприятия и является одной из основных ее задач. Вместе с тем вертикальная планировка должна обеспечить наиболее благоприятные условия и для решения вопросов транспортно-техно- логической связи между отдельными объектами предприятия. Выбранные путем комплексного решения задачи системы ч схемы вертикальной.планировки в значительной степени определяют и решение -вопросов отведения поверхностных вод.

Вертикальная планировка площадки в зависимости от степени охвата территории работами по изменению естественного рельефа может быть сплошной, выборочной или зональной (смешанной). Сплошная система вертикальной планировки предусматривает производство работ по изменению рельефа на всей площадке без каких-либо разрывов. При выборочная системе планируются лишь участки, непосредственно занятые зданиями и другими сооружениями, а на остальной части территории естественный рельеф остается без изменения. При зональной или смешанной системе вертикальной планировки территории промышленного предприятия разбиваются на зоны сплошной и выборочной планировки.

Для выборочной системы должен быть организован отвод атмосферных вод от планируемых участков и обеспечена незаболачиваемость остальной территории.

Отвод поверхностных вод может осуществляться путем устройства открытых водостоков в виде лотков и канав или подземной системы трубопроводов дождевой канализации. В некоторых случаях возможен совместный отвод атмосферных вод с бытовыми и грязными производственными сточными водами по общесплавным или полураздельным сетям канализации.

Открытый тип водоотвода требует довольно значительных площадей для размещения канав и вызывает необходимость в устройстве многочисленных искусственных сооружений на дорогах, затрудняет транспортные связи внутри предприятия. Открытые водостоки не удовлетворяют высоким санитарно- гигиеническим требованиям: в них образуются застои воды и сни легко загрязняются. Единственным преимуществом открытого типа водоотвода является его относительно меньшая стоимость. Однако эксплуатационные затраты на содержание открытых водостоков обычно выше, чем на содержащие трубопроводов дождевой канализации.

Применение открытого способа водоотвода возможно при. некоторых сочетаниях благоприятствующих ему факторов, таких как:

выборочная система вертикальной планировки; малая плотность застройки;

выраженный уклон поверхности земли не менее 0,005, отсутствие котловин;

глубокое залегание грунтовых вод; скальные грунты, хорошо дренирующие грунты; неразвитая схема железнодорожных путей и дорог; малое количество атмосферных"осадков (среднее годовое до 300-400 мм, q^<50);

отсутствие суровых снежных зим.

Иногда различные участки территории промышленных предприятий имеют резко отличающиеся друг от друга плотность застройки, разную насыщенность путями сообщения, подземными и надземными коммуникациями. В таких случаях может применяться комбинированная зональная система водоотвода: на одной части территории устраивается дождевая канализация, на другой - сеть открытых водостоков.

В последнее время в связи с повышающимися требованиями к благоустройству площадок промышленных предприятий преимущественное распространение "получили дождевые канализа* ции. Открытая система водоотвода применяется для поселков и отдельных районов населенных мест с пониженной степенью благоустройства территории или при небольшой плотности застройки и малых величинах показателя интенсивности дождя <720- В городах эта система часто предусматривается только на первую очередь строительства.

Основными (преимуществами закрытой (подземной) системы отвода поверхностных вод являются следующие: наличие на поверхности земли лишь решеток дождеприемников; хорошие условия для движения транспорта и пешеходов - смываемые с поверхности загрязнения сразу же изолируются в подземных трубопроводах; независимость от уровня грунтовых вод; благоприятные условия для присоединения внутренних водостоков; возможность отвода поверхностных вод при плоском рельефе и из пониженных мест; небольшая стоимость эксплуатации; отсутствие затруднений в эксплуатации "В весенний период; отсутствие необходимости в ежегодных ремонтах; возможность использования для отведения чистых, не требующих очистки производственных стоков.

Вода является одной из самых частых причин повреждения земляных сооружений. Кроме того если в котлован или выемку попадает большое количество воды, то сильно затрудняется их разработка. Поэтому отвод воды должен, как правило, производится до приступа к производству земляных работ.

Отвод поверхностных вод

Отвод поверхностных вод может осуществляться следующими способами:

1. устройством с нагорной стороны у выемок и насыпей нагорных канав, собирающих воду, текущую по склону (рис 5б);
2. устройством кюветов в выемках, отводящих вод, выпадающую на полотно и откосы выемки (рис. 5б);
3. устройством у насыпей правильно разбитых резервов (рис. 5а) и правильно устроенных кавальеров у выемки (рис. 5б);
4. правильным устройством планировки полосы земли между насыпью и резервом или между выемкой и кавальером с уклоном поверхности этой полосы (бермы) в сторону от сооружения;
5. устройством с нагорной стороны валика из земли при копке траншеи;
6. укреплением откосов насыпей, выемок, плотин и прочих сооружений.

Если земляные работы необходимо вести в заболоченной местности, то до приступа к работам необходимо произвести ряд работ по осушению участка, иногда с целой системой (сетью) осушительных канав, собирающих воду из болота и отводящих ее в ближайшую реку, ручей, озеро и. т. д.

Отвод грунтовых вод

Грунтовые воды могут залегать на различной глубине.

При неглубоких грунтовых водах и малой толщине их слоя они могут отводиться от сооружения открытыми канавами, собирающими воду.

Иногда грунтовые воды залегают глубоко, и слой их имеет большую толщину. Тогда прибегают к устройству дренажей.

Дренажем называется узкая закрытая канава, заполненная хорошо пропускающими воду материалами. На дно этих канав укладывают трубы, собирающие грунтовую воду или крупный щебенистый хорошо проводящий воду материал.

Назначение дренажей бывает различное:

1. Отвод воды совместно с открытой канавой (подкюветные дренажи); в этом случае канаве придается минимальное сечение, а дренаж устраивается под дном канавы. Дренажные трубы могут быть деревянные, пластиковые, стальные, каменные, бетонные или гончарные (рис. 35). Для того чтобы дренаж не засорялся через колодцы, последние закрываются сверху решетками.
2. Понижение уровня грунтовых вод. Это понижение происходит сильнее всего около дренажа; по мере удаления от дренажа уровень опять повышается (рис.36). Для того, чтобы осушить значительную площадь, необходимо располагать дренажами в несколько линий на определенном расстоянии друг от друга в плане.

Каждый дренаж должен иметь продольный уклон (0,0025-0,015). Необходимо следить, чтобы вода из дренажа имела выход в пониженную точку местности, открытую канаву или в другой более глубокий дренаж. Дренажи устраиваются ниже линии промерзания грунта.

Дренажные канавы выкапываются специальными узкими лопатами. При отсутствии таких лопат рытье производится обыкновенными лопатами, и тогда ширину канавы приходится давать большую, что увеличивает объем работ.

Если при работе в котловане появляется грунтовая вода, приходится прибегать к откачиванию грунтовой воды (водоотливу). При этом котлован воды в котлован (шпунтовым креплением).

Эти два вида работ делаются обычно одновременно с самой разработкой грунта и являются не подготовительными, а вспомогательными работами и описаны ниже.

Заготовка инструмента и инвентаря для работы, хранение их и организация их ремонта

Перед началом работ должен быть заготовлен весь необходимый инструмент и инвентарь (тачки, грабарки и пр.) по числу рабочих, с запасом на случай поломки. Инструмент должен отвечать грунту и роду работ.

Инструменты, например лопаты, должны заготовляться с ручками различной авсоты, а ломы — различной тяжести, чтобы рабочий мог подобрать соответствующий инструмент. Инструменты и инвентарь должны быть прикреплены к определенной бригаде, звену или отдельному рабочему, отвечающим за их сохранность и состояние.

Для хранения инструмента надлежит иметь у места работы кладовые, а для хранения тачек, грабарок и вагонеток необходимы навесы.

Должен быть обеспечен своевременный ремонт инструмента и всего инвентаря.

Помимо перечисленных подготовительных работ до начала основных работ необходимо:

• обеспечить рабочих жильем и питанием на месте работы;
• обеспечить снабжение водой;
• на месте будущей работы исследовать грунты и точно определить их категорию, наличие грунтовых вод и пр.;
• определить точные объемы работ;
• назначить способы производства работ и их организацию;
• распределить рабочих по бригадам, звеньям.