Строительные технологии

Устройство котлованов и водопонижение

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Оборудование скважин. Установки для понижения уровня 

грунтовой воды — это система, в состав которой входят водоприемные

колодцы и водоотводящая система труб. Движение грунтовой воды

обеспечивается за счет работы насосов с различными типами приводов,

которые располагаются либо в водоприемных колодцах ниже уровня

грунтовой воды, либо выше, но до места присоединения подающих труб

к отводящей системе. В месте присоединения устанавливаются 

центробежные, клапанные или мембранные насосы. Могут быть установлены

также вакуум-насосы.

Существует несколько типов водоприемных колодцев: плоские

колодцы; глубокие и неглубокие колодцы; иглофильтры; 

горизонтально-фильтрующие колодцы.

Выемка грунта в котловане с применением водопонижения

неглубокого заложения каждый колодец глубокого заложения 

представляет собой самостоятельную откачивающую установку.

Преимущества колодцев глубокого заложения по сравнению с 

колодцами неглубокого заложения следующие: значительно меньший объем

работ по выемке грунта; меньшая площадь для их размещения; 

меньшее число необходимых колодцев; большая надежность в работе, что

связано с независимостью от состояния всей системы как это имеет

место в колодцах неглубокого заложения; возможность постепенного

расширения системы без остановки работы уже подключенных 

колодцев; отсутствие трудностей с эксплуатацией насосов из-за разрежения

во всасывающих линиях насосов. Однако с учетом приводимых в разд.

9.5 трудностей которые могут возникнуть при работе колодцев 

глубокого заложения возможно некоторое уполаживание образующейся дел-

рессионной воронки.

Решение вопроса о выборе типа водоприемного колодца определяется геометрическими размерами котлована, величиной ожидаемого притока грунтовой воды, наличием свободной площади для их размещения и наличием того или много типа оборудования.

В узких протяженных котлованах (траншеях) водоприемные 

колодцы располагаются в виде одно- или двухликейных систем. В широких

котлованах водоприемные колодцы располагаются по кольцевой 

системе. В котлованах с водопроницаемыми стенками водоприемные 

колодцы могут быть расположены внутри него или за его пределами.

По данным проведенных исследований, опубликованных в работе

рекомендуется расположение водоприемных колодцев в 

пределах котлована, которое имеет определенные гидравлические 

преимущества. Однако при проектировании системы водопонижения могут выя-

виться также случаи, когда расположение приемных колодцев за 

пределами котлована может оказаться более предпочтительным.

Уровень грунтовой воды для котлованов, располагаемых в безнапор-

ных условиях, может быть понижен водопонизительными системами 

совершенного и несовершенного типов.

Водоприемные колодцы устраиваются по всему периметру 

котлована на расстоянии от 1 до 2 м друг от друга. Оптимальными условиями

для проведения работ по водопонижению являются такие, при которых

колодцы устраиваются не глубже, чем ограищающие кбтлован стенки,

заведенные в водопроницаемые грунты.

Для котлованов, расположенных в открытых водоемах и имеющих

сплошное ограждение, количество необходимой для обеспечения 

нужного водопонижения откачиваемой воды будет более чем на 100% больше,

чем то количество, которое должно быть откачено при использовании

водоотлива. Так как общая стоимость водопонижения в основном 

определяется зксплуатационными расходами, способ водоотлива должен

применяться во всех случаях, когда нет технологических и технических

причин, исключающих возможность его применения.

Приведенная схема позволяет сделать вьюод о том, что

при устройстве колодцев совершенного типа возможность вьшора грун

та в основании котлована исключается, что не исключено в случае 

применения колодцев несовершенного типа.

Колодцы неглубокого заложения выполняются в виде 

пробуриваемых в грунте скважин глубиной до 10 м. Б пробуренную скважину или

обсадную трубу затем опускаются металлические, бетонные, 

керамические или ппастмзссовые трубчатые фильтры, обернутые ткаными 

материалами. Устанавливаемые фильтры должны доходить до 

максимально возможной отметки воды и опускаться на слой подсыпки толщиной

не менее 300 мм для равномерной передачи нагрузки на 

перфорированное основание и вертикальные стенки. В мелкозернистых грунтах вокруг

опущенной трубы с установленным фильтром необходимо создать 

защитный слой из более крупного гравия или щебня. На высоте чуть 

более 500 мм выше максимального уровня грунтовых вод вместо гравия

или щебня.может быть установлена специальная заглушка.

Опущенная в обсадную трубу фильтровая колонна должна 

оборудоваться вентилем или обратным клапаном на нижнем конце. Bcacbmao

щие линии отдельных колодцев подключаются к сборному 

коллектору всей системы.

Колодцы неглубокого заложения обычно оборудуются 

низконапорными центробежными насосами. Если к насосу подключено несколько

отдельных колодцев, то производительность установки определит общий

поступающий расход воды.

Понижение уровня грунтовых вод при применении колодцев 

неглубокого заложения из-за ограничений по допустимой высоте 

всасывания насосов незначительно.

При более значительных величинах  необходимого водопонижения

применяется многоярусное водопониже-

ние. Каящый ярус при этом оборудуется своей всасывающей линией и

насосом.

Многоярусное водрпонижение в настоящее время применяется 

сравнительно редко, так как его осуществление требует выполнения срав-

нительно большого объема дополнительных земляных работ по 

созданию на откосах берм для расположения насосов, выполнения 

значительного объема дополнительных буровых работ н сооружения 

разветвленной системы труб, требующих полной воздухонепроницаемости для 

обеспечения надежной работы насосных установок. Кроме того, возникают

дополнительные трудности при производстве строительных работ на

узких бермах. При определении числа колодцев необходимо также 

учитывать, что приток грунтовой воды по мере увеличения глубины будет

Зшеличиваться. При этом приток воды в колодцы верхних ярусов в про

цессе водопонижения будет постепенно уменьшаться, а после его 

прекращения — опять увеличиваться.

В зависимости от геологических условий для опускания обсадных

труб или бурения скважин применяются различные способы 

производства работ и механизмы. Так, например, при сооружении колодца в 

песчаных рыхлых грунтах, насыщенных грунтовыми водами, применяется

шнекоЕое бурение; в гравийных грунтах применяются специальные

насосные установки по его удалению; при сооружении скважин в 

илистых грунтах применяются специальные устройства для удаления 

илистого грунта; в случаях проходки связньгх грунтов применяются шнеко-

вые или фрезерные установки, в прочных полускальных и скальных

грунтах могут применяться установки ударно-канатного бурения; в

несвязных рьгхпых грунтах и при необходимости осуществления 

бурения на большую глубину применяются буровые установки, 

использующие дополнительную пригрузку и давление

Колодцы глубокого заложения выполняются в виде 

пробуриваемых скважин, которые оборудуются аналогично колодцам неглубокого

заложения, однако требуют применения погружных насосов. 

Погружной насос при этом опускается в скважину ниже уровня воды. Это 

приводит к тому, что вода этими насосами не подсасывается, а только

нагнетается в напорные линии.

Погружные насосы представляют собой одно- или многоступенчатые

центробежные насосы, которые приводятся во вращение короткозамк-

нутым двигателем переменного тока, работающим в условиях полной

изоляции от водной среды. В новых конструкщ1ях погружных насосов

двигатель непосредственно промьшается водой и тем самым 

обеспечивается его охлаждение. В этих насосах изоляции от водной среды 

требуют лишь токоведущие части. Эти типы насосов создают избьпочный

напор, т.е. могут поднимать воду на более высокие отметки, но не могут

ее подсасывать с более низких отметок. Они имеют небольшие размеры,

что позволяет устанавливать их в скважинах небольшого диаметра. Как

правило, уровень воды в колодце должен быть не менее чем на 500 мм

выше насоса.

Скважины могут вьшолняться разными способами. В них могут

опускаться также бетонные трубчатые элементы.

Трубопроводы, применяемые при различных способах водопониже

ния, разделяются на всасывающие, напорные и магистральные.

Всасывающие трубопроводы для скважин мелкого заложения 

представляют собой соединительные линии между иглофильтрами, сборными

колодцами и насосными установками- Отдельные водопонизительные

колодцы присоединяются к магистральным трубопроводам через 

промежуточную задвижку. Всасьшающие линии насосов должны быть 

абсолютно воздухонепроницаемы для того, чтобы обеспечить яеобходи-

мый для подсасывания воды вакуум.

Магистральный трубопровод или главный водоотводящий 

коллектор отводят собираемую насосными установками воду в отводящую

систему. В качестве трубопроводов используются трубы с фланцевыми

соединениями или специально быстросоединяемые секции. 

Фланцевые тру6ы изготовляются и применяются в трубопроводах при 

диаметрах от 100 до 500 мм. Быстросоединяемые конструкции трубопроводов

диаметром 100 и 125 мм обычно применяются в тех случаях, когда 

необходима частая их перекладка. Быстросоединяемые типы труб 

применяются исключительно в качестве напорных трубопроводов.

В напорных трубопроводах принимается значение скорости воды в

пределах от 1,5 до 2,0 м/с. При необходимости прокладки длинных

участков напорных трубопроводов на расстоянии от 200 до 300 мм 

устраиваются воздухоБьшускные клапаны, которые располагаются в самых

высоких точках и возвышаются на 2—3 м над трассой трубопровода

(подобие аэрационных стояков). В местах возможного движения 

транспорта трубопроводы должны заглубляться ниже отметки земли или в

крайнем случае закрьюатъся специальной защитной оболочкой, которой

обычно является отрезок трубы большего диаметра

 КРЕПЛЕНИЕ ОТКОСОВ. Защита откосов от образования и прорыва плывуна

 ВОДОПОНИЖЕНИЕ. Способы водопонижения

Такой способ называется электроосмотическим. При применении пневматического способа водопонижения грунтовая или … Для глубинного водопонижения грунтовых вод на глубину 4...5 м в песчаных грунтах применяют легкие иглофильтровые установки.

 Водоотлив и водопонижение. Легкие иглофильтровые установки ЛИУ ...

 Давление грунта. Распределение давления грунта. Теория Кулона