Глубинное водопонижение: электроосмотический способ и способ открытых водопонизительных скважин.

Электроосмотический способ водопонижения применяется для

илистых мелкозернистых и среднезернистых грунтов обладающих

небольшой пластичностью, электрохимические изменения которых не превышают 15—20%. Эти грунты ведут себя аналогично грунтам с большим

содержанием илистых частиц, расположенных к образованию

плывуна, но не могут быть осушены применением метода вакуумного

водопонижения.

Физические основы метода. Путем изменения естественного

электрокинетического напряженного состояния между молекулами

и внепшим электрическим полем грунт приводится к состоянию

нарушения равновесного состояния на граничном слое. Этим достигается

нарушение состояния равновесия частиц грунта» которые при этом могут

перейти в плывунное состояние- В результате этого возможно, что под

действием капиллярных сил молекулы воды придут в движение.

Движение возникнет под действием положительной поляризации жидкой

фазы в направлении катода. Это движение жидкой фазы грунта

называется электроосмотическим движением.

При образовании водогрунтовой суспензии, при которой частицы

грунта находятся во взвешенном состоянии, частицы грунта

перемещаются к аноду. Это движение называют электрофорезом.

Электроосмотическое водопонижение приводит к заметному

повышению прошости грунта на срез. Можно констатировать, что в местах

расположения анодов несущая способность грунта значительно

повышается. Это упрочнение вызывается диффузией ионов металла в грунт и происходящих электрохимических реакций.

При применении алюминиевых анодов может иметь место упрочнение более рыхлых грунтов. При электролитическом разложении алюминия происходит освобождение ионов, которые в результате ионной диффузии проникают в грунт. При соответствующей длительности процесса диффузия ионов может происходить весьма далеко в грунт. Достоверно известно, что упрочнение грунта происходит вокруг анодов за счет образования гидрооксида железа или гидрооксида алюминия которые вследствие своих аморфных свойств способствуют образованию конгломератов из частиц грунта. Образующееся соединение слабо растворимо водой и приводит к упрочнению грунта вокруг анодов.

При строительном водопонижении применяются открытые (сообщающиеся с атмосферой) и вакуумные (герметически закрытые) водопонизительные скважины, оборудованные насосами, самоизливающиеся и водопоглощающие скважины и сквозные фильтры.

Открытые водопонизительные скважины, оборудованные насосами (рис.3), применяются, в основном, при больших (более 4 м) глубинах гравитационного водопонижения в грунтах с коэффициентом фильтрации св. 2 м/сут при достаточной толщине водоносного слоя, при которой может быть обеспечена необходимая производительность водопонизительных скважин. Они могут применяться в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 2 м/сут, когда их эффективность подтверждается опытными данными, и при водопонижении менее 4 м, если это оправдывается технико-экономическими соображениями.

Ряд выпускаемых скважинных насосов имеет достаточно широкий диапазон характеристик. Благодаря этому имеются широкие возможности для решения с помощью скважин, оборудованных насосами, задач водопонижения в различных природных условиях.

Применяемые для конкретных объектов насосы должны иметь оптимальные параметры (расход, напор), соответствующие расчетной производительности скважин и требуемой высоте подъема откачиваемой из них воды.

Для контроля за работой скважин каждая десятая - пятнадцатая из них (в зависимости от общего их количества) оборудуется скважинным пьезометром для замера уровня внутри фильтровой колонны, затрубным пьезометром для замера уровней за фильтровой колонной и при подключении скважин к напорному водоотводящему трубопроводу дополнительной задвижкой для замера дебита и взятия проб на пескование. В необходимых случаях дополнительной задвижкой оборудуется каждая скважина.

Для повышения производительности скважины, вскрывающие весь водоносный слой до водоупора, могут выполняться с уширенный основанием - специальной полостью, образуемой в водоупоре и заполняемой фильтрующим материалом.

 

Рис, 2.10. Электроосмотическое водопонижение: а - двухрядное расположение анодов; б - однорядное расположение анодов; / - источник постоянного тока; 2 - злектрический кабель; 3 - магистральный трубопровод; 4 - всасывающая труба; 5 - перфорированная труба; 6 - аноды; 7 - катод; /, - активная зона между рядами анодов, - зона обратного действия, Ij - активная однородная зона

1- кондуктор; 2- песчано-гравийная обсыпка; 3- местный песчаный грунт; 4 -отстойник; 5 -просечной лист; 6- надфильтровые трубы; 7- пьезометр для замера уровня воды в скважине; 8 -пьезометр для замера уровня воды в обсыпке; 9- направляющие фонари; 10 -муфта; 11- насосный агрегат; 12- водоподъемные трубы