Зниження рівня грунтових вод відкритим водовідливом.

При устройстве выемок, расположенных ниже уровня грунтовых вод, нужно осушать водонасыщенный грунт и обеспечивать его разработку в обычных условиях. Действенным технологическим приемом решения таковых задач является откачка грунтовой воды. Котлованы и траншеи при маленьком притоке грунтовых вод разрабатывают с применением открытого водоотлива.

Открытый водоотлив используют для откачки протекающей воды конкретно из котлованов либо траншей насосами. При открытом водоотливе грунтовые воды просачиваются через откосы и дно котлована и направляются по прорытым водосборным канавам либо лоткам к специально устроенным в пониженной части котлована приямкам, называемым зумпфами, откуда вода откачивается диафрагмовыми либо центробежными насосами соответствующей производительности. Насосы выбирают в зависимости от дебета (притока) вод, а сам дебет рассчитывают по формулам установившегося движения грунтовых вод.

Водосборные канавы устраивают шириной по дну 0,3-0,6 м и глубиной одного-двух метров с уклоном 0,01-0,02 в сторону приямков. Сами приямки и устойчивых грунтах фиксируют древесным срубом без дна, а в оплывающих грунтах еще шпунтовой стенкой.

Открытый водоотлив - обычный и доступный метод борьбы с грунтовыми водами, но имеет большой технологический недочет. Восходящие потоки грунтовой воды, протекающей через стенки м дно котлованов и траншей, разжижают грунт и выносят из него на поверхность маленькие частички. В итоге такового вымывания данный метод имеет ряд существенных недочетов:

• падает естественная надежность основания выемки за счет размыва его проточной водой;

• наличие воды на дне выемки затрудняет разработку грунта;

• нужно фиксировать стенки выемок, потому что движение воды к зумпфам приводит в движение и грунты;

• подток воды к водосборной канаве может вызвать ослабление оснований построек и зданий, расположенных рядом со строящимся объектом.

Зниження рівня ґрунтових вод за допомогою голкофільтрової установки

Иглофильтровая установка (рис. 319) состоит из насосного агрегата, всасывающего коллектора в и присоединенных к нему фильтров малого диаметра - иглофильтров 2. Иглофильтр (рис. 319,6) состоит из надфильтровой трубы 2, фильтрующего звена 4 длиной от 1 до 1,2 м и наконечника диаметром до 150 мм. Фильтрующее звено (рис. 319, в) представляет собой трубу 3 с отверстиями, на которую намотана проволока и фильтровальная сетка 5. Погружают иглофильтр подмывом грунта, для чего внутрь его нагнетают воду; она выходит через отверстие шарового клапана и частично через фильтровальную сетку и размывает грунт вокруг иглофильтра.

Расстояние между иглофильтрами может быть от 0,5 до 5 м, в зависимости от глубины заложения игл, размеров осушаемого котлована, коэффициента фильтрации и др. Установив все иглофильтры и присоединив их к коллекторам, начинают откачку воды. Под действием насосной установки в коллекторах и иглофильтрах создается разрежение, вода через фильтр поступает в надфильтровые трубы и отводится коллекторами. При значительной глубине водопонижения по откосам котлована может быть установлена многоярусная иглофильтровая установка (рис. 320). Иглофильтровые установки известны следующих типов: эжекторные ЭИ из труб диаметром 114 мм, в которых помещаются водоструйные насосы, позволяющие производить водопонижение на большую глубину; переносные иглофильтровые установки ПИУ, у ко-

 

Рис. 319. Иглофильтровая установка:

а - общий вид; 6 - устройство иглофильтров; в - фильтрующее звено иглофильтра с цилиндрическим наконечником: 1 - надфильтровая труба; 2 - фильтрующее звено; 3 - наружная труба с отверстиями; 4 - внутренняя труба; 5 - фильтрующая сетка; 6 - шаровой клапан; 7 - наконечник; г - погружение иглофильтров при помощи воды.

 

торых насос расположен на поверхности земли, ими понижают горизонт грунтовых вод до 5,5 м; легкие иглофильтровые установки ЛИУ с самовсасывающими вихревыми насосами (СВН). Следует иметь в виду, что ЛИУ И ПИУ имеют вспомогательное значение при глубоком водопонижении глубинными скважинами и эжекторными иглофильтрами, самостоятельно их используют при глубинах водопонижения до 3-4 м (а при ярусном расположении - на большую глубину).

Електросушення грунту

Электроосмотическое водопонижение, или электроосушение, основано на использовании в целях усиления эффекта водоотдачи явления электроосмоса, т.е. способности воды двигаться под воздействием поля постоянного тока в порах грунта от анода к катоду. Его используют в слабопроницаемых (глинистых, илистых, суглинистых) грунтах, имеющих коэффициенты фильтрации менее 1 м/сут при ширине котлована до 40 м. при этом вначале по периметру котлована на расстоянии 1,5 м от его бровки и с шагом 0,75-1,5 м погружают иглофильтры-катоды соединенные с отрицательным полюсом источника постоянного тока, а затем с внутренней стороны контура этих иглофильтров на расстоянии 0,8 м от них с таким же шагом, но со смещением, т.е. в шахматном порядке, погружают стальные трубы или стержни-аноды, соединенные с положительным полюсом (см. рис. 11.9, д). причем и иглофильтры, и трубы (стержни) погружают на 3 м ниже необходимого уровня водопонижения. Рабочее напряжение системы, исходя из требований техники электробезопасности, не должно превышать 40-60 В.

при пропускании постоянного тока вода, заключенная в порах грунта, передвигается от анода к катоду, благодаря чему коэффициент фильтрации его возрастает в 5-25 раз, а уровень напора в массиве грунта снижается, что в целом значительно повышает эффективность работы иглофильтровой установки. Котлованы начинают разрабатывать обычно через трое суток после включения системы электроосушения, а в дальнейшем работы в котловане можно вести при работе этой системы.

 

Силікатизація грунту.

Хімічні розчини (силікати натрію) легко проникають в пори пісків та інших грунтів, які відносно добре фільтрують воду. В будівельній практиці використовують два методи силікатизації грунтів – двохрозчинний і однорозчинний.

Двохрозчинний метод використовується для закріплення пісків крупних і середньої крупності. При закріпленні по цьому методу в грунт послідовно нагнітають, наприклад, розчини силікату натрію і хлористого кальцію. В результаті взаємодії цих розчинів виділяється гель кремнієвої кислоти, який є в’яжучою речовиною.

При двохрозчинному методі в пісок забиванням або вібруванням заглиблюють ін’єктор, через який в грунт нагнітають розчин силікату натрію. Потім через цей же ін’єктор в грунт подають розчин хлористого кальцію. В результаті таких операцій закріпляєть стовп грунту радіусом 30…100 см.

Слабко фільтруючі грунти (лесові, піски дрібні пилуваті) закріпляють одно розчинним методом силікатизації. При закріпленні пісків в ін’єктор нагнітають складний розчин, який складається, наприклад, із силікату натрію і фосфорної кислоти. Ці речовини повільно вступають в реакцію, тому до її початку розчин можна вводити в грунт.

Цементація грунту.

Цементацію (нагнітання цементного розчину під великим тиском) проводять для закріплення грунтів, які мають велику водонепроникність (потрісканої скелястої породи, гальки, гравію, гравилистого і крупного піску). Закріплення грунтів розчином в основному приміняють для зменшення їх водонепроникності, а в деяких випадках - для збільшення міцності. Найбільш часто для цементації грунтів використовують суміш цементу з водою, інколи в розчин добавляють пісок.

Цементацію використовують також для зменшення водонепроникності і підвищення міцності матеріалу самого фундаменту. З цією ціллю в бетонній або іншій кладці фундаменту роблять шпури, в які вставляють трубки. Потім через ці трубки подають розчин під великим тиском. Розчин проникає в пори бетону і покращує його властивості.