Водопонижение
При неблагоприятных грунтовых условиях, когда уровень грунтовых вод располагается слишком высоко, либо когда существует угроза подтопления строительной площадки поверхностными грунтовыми водами, возникает необходимость в организации водопонижения и водоотвлива.
Для искусственного понижения уровня грунтовых вод в строительстве используют следующие способы:
- открытый водоотлив;
- иглофильтровый водоотлив;
- электроосмотический водоотлив;
- вакуумный водоотлив;
- открытых водопонизительных скважин.
Открытый водоотлив используют в глинистых и песчаных грунтах с хорошей водопроницаемостью. Этот способ является наиболее простым и экономичным, но в то же время приводит к разжижению грунта, уносу части грунта фильтрующейся водой, в результате чего происходит снижение естественной прочности основания.
Основным и самым распространённым способом искусственного водопонижения является иглофильтровый. Он основан на применении иглофильтровых установок, состоящих из стальных труб с фильтрующим звеном в нижней части (иглофильтра), водосборного коллектора на поверхности земли и вихревого насоса. Иглофильтры погружают в грунт в один или два ряда по периметру котлована или траншеи, в зависимости от вида грунта расстояние между иглами может быть от 0,75 до 1,5 метра. С помощью иглофильтрового водоотлива можно понизить уровень грунтовых вод на 4 — 5, а при двухярусном расположении иглофильтров — на 7 — 9 метров.
Способ осушения грунтов с использованием явления электроосмоса используют в слабопроницаемых грунтах с коэффициентом фильтрации менее 0,05 метра в сутки при ширине котлована до 40 метров. Метод электроосмоса основан на способности воды двигаться в порах грунта под воздействием постоянного электрического тока от анода к катоду. При этом наряду с иглофильтрами в грунт на расстоянии 0,5 — 1 м от них в сторону котлована погружают стальные электроды. Иглофильтры подключают к отрицательному полюсу (катоду), электроды к положительному (аноду). Электроды размещают относительно друг друга в шахматном порядке с шагом в ряду 0,75 — 1,5 метра, под воздействием электрического тока вода, содержащаяся в порах грунта, перемещается в сторону иглофильтров, при этом коэффициент фильтрации увеличивается в 5 -25 раз.
Вакуумный способ водопонижения применяют в грунтах с коэффициентом фильтрации 0,01 — 3 метра в сутки. При этом используются установки вакуумного водопонижения с лёгкими иглофильтрами, снабжёнными воздушными трубками. При работе установки создаётся разрежение и происходит подсос грунтовой воды, после чего насосом излишек воды откачивается и сливается. При таком способе понижение грунтовых вод достигает 20 — 22 метров.
Открытые водопонизительные скважины, оборудованные насосами, применяют в тех случаях, когда уровень грунтовых вод необходимо понижать на большую глубину и тогда, когда использование иглофильтровых установок затруднительно из-за большого притока воды, необходимости понижения большой площади и стеснённости территории. Основным рабочим элементом системы является фильтровая колонна, состоящая из фильтра, отстойника, надфильтровых труб внутри которых размещён насос, как правило артезианский.
