Что такое линейный объект капитального строительства

Способы водопонижения

В зависимости от природных условий строительной площадки (прежде всего геологического и гидрогеологического ее строения), сложности сооружения и метода его возведения, могут применяться три способа водопонижения – поверхностный, подземный и комби­нированный. При поверхностном способе водопонизительные уст­ройства закладываются с поверхности земли, при подземном спосо­б – из подземных выработок, а при комбинированном — с поверх­ности земли и из подземных выработок. В промышленном и гражданском строительстве используется в основном поверхност­ный способ водопонижения.

Поверхностный способ применяется при защите от обводнения как открытых, так и подземных выработок и осуществляется с по­мощью системы водопонизительных скважин, эжекторных или легких иглофильтровых установок.

Условия применения водопонизительных скважин определяются прежде всего проницаемостью водовмещающих грунтов и их мощ­ностью. Опыт показывает, что эти скважины целесообразны в усло­виях безнапорного водоносного горизонта мощностью не менее 10-5ми при коэффициенте фильтрации не ниже 1-3 м/сутки.В напорных водоносных горизонтах коэффициент фильтрации мо­жет быть несколько меньше, но не менее 0,5 м/сутки.

Этот способ позволяет понижать уровни подземных вод на боль­шие глубины в довольно сложной обстановке, благодаря чему могут быть обеспечены безопасные условия строительства в весьма сжа­тые сроки. Преимуществом водопонизительных скважин является и их мобильность, а основным недостатком – большое число эксплу­атируемых насосов, что несколько осложняет централизованный отвод дренируемых вод от скважин.

Кроме водопонизительных скважин к средствам глубокого дре­нажа следует отнести и эжекторные иглофильтровые установки. Глубина возможного снижения уровня подземных вод эжекторными установками достигает 20 м.

Основная особенность эжекторных иглофильтровых установок заключается в возможности глубинного вакуумирования водонос­ных грунтов, так как максимальный вакуум создается в фильтровом звене иглофильтра и используется в основном для освобождения от воды слабопроницаемых грунтов.

Размеры эжекторных колонн и расстояние между иглофильт­рами, количество их в установке и тип насосного агрегата выбираются в зависимости от гидрогеологических параметров осушаемого массива и условий производства строительных работ.

Несколько ограничивают область применения эжекторных уста­новок специфические условия (например, близкое залегание водоупора ко дну защищаемой выработки или наличие многослойной толщи водоносных и водоупорных грунтов). В первом случае для достижения требуемого эффекта прибегают к заглублению игло­фильтра (фильтрового звена) в водоупор на 0,5-0,7 мс целью снижения зоны вакуумирования. Во втором случае эффект осуше­ния достигается применением эжекторных иглофильтров, обору­дованных внешней фильтровой колонной (вакуумные концентриче­ские скважины).

Одним из основных средств неглубокого водопонижения (4-5м)являются легкие иглофильтровые установки (ЛИУ), устанав­ливаемые как с поверхности земли, так и с уступов и дна защищае­мых выработок. Практика показывает, что оптимальный режим ра­боты установок ЛИУ наблюдается в песчаных грунтах с коэффи­циентом фильтрации не менее 1 и не более 30 м/сутки.

Легкие иглофильтровые установки весьма мобильны, надежны и просты в обращении. Однако при применении ЛИУ верх фильтро­вой сетки рабочего звена должен быть заглублен под динамический уровень не менее чем на 0,6 мпри расположении иглофильтров по контуру котлована или с обеих сторон траншеи и на 1-1,25мпри расположении их с одной стороны защищаемой выработки.

При несоблюдении этих условий возможен подсос воздуха в фильтровое звено, в результате чего нарушится герметизация си­стемы иглофильтр – коллектор – насосный агрегат и нормальная работа установки.

Сфера применения и особенности диафрагменных насосов

Современное насосное оборудование отличается огромным разнообразием, как в конструктивном плане, так и по  техническим характеристикам, главными из которых являются напор и подача.

Насосное оборудование применяется во всех областях промышленности, где оно используется как для обеспечения бесперебойной работы систем водоснабжения и канализации, так и для перекачивания различных технологических жидкостей, многие из которых являются весьма агрессивными.

Особое место среди насосного оборудования занимают диафрагменные (мембранные) насосы.

Диафрагменный насос может эффективно работать в условиях, когда другое насосное оборудование применять невозможно. Сфера использования диафрагменных насосов очень обширна. Их применяют на нефтяных и газовых промыслах, для обеспечения технологических операций в строительстве, в пищевой промышленности, фармацевтике и при переработке отходов.

В диафрагменных насосах основные функции поршневого механизма выполняет гибкая диафрагма, которая крепиться к механической части различными способами, в том числе и за счет специально отлитого места для крепления в самой мембране. Сама же диафрагма закрепляется по краям. Привод диафрагменных насосов может быть гидравлическим, пневматическим или механическим.

Основные принципы устройства открытых водоотливов

1. Дренажные канавы и лоточные сливные системы должны иметь уклон ≥ 0,002-0,003 на погонный метр;
2. Собранная из дренажных колодцев и других водоотводящих конструкций вода отводится в места понижения уровня почвы, которые удалены от любых строительных объектов на расстояние ≥ 30 м;
3. Предварительный дренаж или осушение проводится при рытье траншей отводом вод в близлежащие водоемы;
4. Обустраивают открытый водоотлив для грунтовых разработок в случае маленького притока подземных и грунтовых вод. При большом дебете вод и значительной толщине разрабатываемого водонасыщенного грунта УГВ принудительно занижают оборудованием закрытых (грунтовых) водоотливов, или водопонижением.

Устройство водопонижения

Предварительное осушение траншей проводится после земляного или иного ограждения. Откачиваемый объем воды рассчитывается по формуле: W = V + Q х T, где:

• V – объем откачиваемых вод в кубических метрах;
• Q – приток талых или дождевых вод в м3/ч;
• T – время, требуемое для откачивания воды в часах.

Правильно рассчитанный водоотлив и понижение уровня грунтовых вод требуют подбора насосного оборудования, обеспечивающего эффективную откачку: для мелких канав подойдут насосы центробежного типа, для глубоких – глубинное водопонижение или передвижное оборудование насосных станций.

Так как водоотлив и понижение уровня грунтовых вод должны проходить в стабильном режиме, большую роль играет скорость поднятия на поверхность грунтовых вод, чтобы не произошло обрушение грунтовых перемычек или дна траншеи. Так, для первых трех суток откачки интенсивность водопонижающих операций по откачке в крупнозернистом и скалистом грунте должна быть ≤ 0,5-0,7 метров в сутки, в грунтах средней зернистости – 0,3-0,4 метра в сутки, в мелкозернистых грунтах – 0,15-0,2 метров в сутки.
Открытый водоотлив из траншеи и котлована

Принцип откачки грунтовых вод на открытых строительных площадках показан на рисунке выше, из которого понятно, что воду отбирают из зумпфов размерами 1 х 1 или 1,5 х 1,5 метра, и глубиной 2-5 метров. Стенки зумпфов укрепляются деревянной опалубкой с обратным донным фильтром.

Пояснения к рисунку:

1. дренаж;
2. зумпф;
3. низкий уровень грунтовых вод;
4. дренажная пригрузка;
5. насосное оборудование;
6. шпунт;
7. укосины;
8. рукав насоса и фильтр.

Схема строительного промышленного водопонижения

1. иглофильтры;
2. коллекторная труба;
3. насосная станция водопонижения;
4. пескоуловитель;
5. отвод;
6. слив;
7. счетчик откачки;
8. А – грунтовые воды;
9. B – дренажный колодец;
10. C – траншея.

Применение иглофильтровой системы водопонижения

На участках с песчаным грунтом использование иглофильтров дает максимальный эффект. Здесь понижение УГВ с помощью одноярусных агрегатов в средних условиях достигает 5 м. При необходимости более глубокого осушения требуется применение двухъярусных установок.

Если требуется понижение уровня вод на 20-30 м, используют эжекторные иглофильтровые установки, а в дополнение к ним — глубинные насосы.

Эжекторы

Эжекторные установки для водопонижения иглофильтрами представляют собой систему с высоким давлением воды. На поверхности земли смонтирован насос с циркуляционным баком, от него идет распределительный коллектор, через который вода опускается в эжекторы.

Эжектор – это водоструйный насос, помещенный внутрь второго снизу яруса иглофильтра.

После прохода эжекторной насадки под давлением свыше 0.7 МПа, водяной столб по внутренней цельной трубе поднимается вверх, создавая вакуум в эжекторе. Благодаря этому происходит откачка грунтовой воды в циркуляционный бак, куда она попадает вместе с рабочей. А ее отвод из бака обеспечивается обычными насосами либо гравитацией.

Данный метод настолько значительно повышает эффективность мероприятий по понижению УГВ, что имеет принципиальное значение. Особенно это касается работ по осушению грунтовых пород с низкими фильтрационными свойствами.

Столбчатый фундамент своими руками: пошаговая инструкция. — здесь больше полезной информации.

Электроосмос

Согласно законам электрокинетики, пористые тела имеют свойство перераспределять влагу внутри себя под воздействием электрического поля. Часть объема тела, имеющая положительный заряд, отдает влагу той части, которая имеет отрицательный заряд.

Вас заинтересует эта статья — Утепление фундамента и цоколя снаружи дома.

Применительно к строительному водопонижению грунтовых вод, явление электроосмоса используется при необходимости расширения сферы применения иглофильтров, а также для повышения эффективности их работы.

Практически это происходит следующим образом: на расстоянии 1-1.5 м в сторону выработки от иглофильтровых установок, в землю помещают металлические стержни. На иглофильтры подают постоянное напряжение (отрицательный полюс),  а на стержни – напряжение от положительного полюса источника тока. Под воздействием образовавшегося электрического поля влага высвобождается из близлежащей грунтовой породы, перемещаясь при этом в сторону иглофильтровых агрегатов. Такая технология повышает фильтрационные возможности грунта более чем в 20 раз.

Водопонижение скважинами

Существующий уровень грунтовой или напорной воды, препятствует проведению инженерных работ, или создает неудобства в укладке наружных сетей? Обращайтесь к нам. Наши опытные квалифицированные специалисты проводят водопонижение скважинами для избавления от лишней воды. При обращении в нашу компанию Вы сможете избавиться от нежелательной переувлажненности.

Мы проведем водопонижение при помощи иглофильтров в глубинных слоях грунта за короткий срок, с большой эффективностью и по доступной цене. Уже довольно долгое время наши специалисты помогают различным компаниям в проведении водопонижения с помощью современных насосных приборов от ведущих производителей.

Для максимально эффективного проведения глубинного водопонижения на определенной территории важно, чтобы приборы соответствовали всем правилам по эксплуатации. Специалисты нашей компании оперативно организуют и проведут проектирование участка, в котором все приборы подбираются по структурной составляющей грунта с учетом отметки обводненности на конкретном участке

Закрытый водоотлив

В случае низкой эффективности открытой откачки воды применяется искусственное водопонижение. Процесс выполняется благодаря непрерывной откачки. Процесс планируется до грунтовых работ.

Применяются такие методики:

• электроосмос;
• вакуумный;
• иглофильтровый.

Выбор способа зависит от конкретных условий работы. Учитываются параметры емкости, глубина, параметры оборудования.

Иглофильтровой

В данном случае применяются иглофильтровые установки. Они выполняются из стальных труб с фильтрами, самовсасывающим вихревым насосом, коллектором для сбора воды. Трубы из стали погружаются в обводненный грунт по периметру отверстия. Иглофильтр включает трубу диаметром 40-50 см и фильтрующее звено.

На схеме отображаются следующие элементы:

• «а)» при одноярусном размещении иглофильтров;
• «б)» в случае двухъярусного расположения;
• «в)» для работы в траншее;
• «г)» при использовании фильтрующего звена.

Применяют следующие элементы:

• 1 — насосы;
• 2 — кольцевой коллектор;
• 3 — депрессионную кривую;
• 4 — фильтрующее звено;
• 5 — фильтрационную сетку;
• 6 — внутреннюю трубу;
• 7 — наружную трубу;
• 8 — кольцевой клапан;
• 9 — гнездо клапана кольцевого;
• 10 — ограничитель.

При включении шаровые клапаны поднимают вверх, после чего отверстие закрывается. Одновременно опускается клапан, который направляет воду в пространство между трубами.

Вакуумный насос

Он основан на работе эжекторного оборудования, которое используется для работе на глубине 15-20 метров.

На схеме передается использование следующих элементов:

• «а)» — вакуумной установки;
• «б)» — принципа действия иглофильтра эжекторного;
• 1 — центробежного насоса с низким давлением;
• 2 — циркуляционного резервуара;
• 3 — лотка сборного;
• 4 — напорного насоса;
• 5 — напорного рукава;
• 6 — иглофильтра эжекторного;
• 7 — напорной воды;
• 8 — сопла;
• 9 — всасываемой воды;
• 10 — клапана обратного;
• 11 — фильтровой сетки.

Технология связана с погружением фильтрового звена в гнут. Используется принцип легкого иглофильтра. При этом надфильтровое звено включает наружную и внутреннюю трубу со специальной насадкой.

После погружения почва размывается, под воздействием тяжести опускается труба. Затем до нужного уровня опускается внутренняя труба. Вода создает разрешение, подсасывается из рабочей трубы.

Использование электроосмоса

Он используется в грунтах с коэффициентом фильтрации до 0,05 м/сут. Вместе с иглофильтрами обеспечивается погружение трубы или стержня из стали на такую же глубину. Обеспечивается расстояние между элементами от 50 см до 1 метра. Иглофильтры подключают к катоду, трубы — к аноду.

На схеме передается изображение элементов:

• 1 — катода (иглофильтра);
• 2 — анода (трубы);
• 3 — коллектора;
• 4 — токопровода.

Вода освобождается под действием тока. Затем она поступает к иглофильтрам. В зависимости от показателей мощности конкретной установки фильтрация увеличивается от 5 до 25 раз.

Работа с иглофильтрами

Принудительное понижение уровня воды – это обустройство дренажной системы, трубных колодцев и/или скважин, иглофильтры. Промышленное водопонижение котлована использует иглофильтры – иглофильтровые установки облегченного типа (ЛИУ), эжекторные установки для водопонижения (ЭВУ), системы и цепи скважин (CC), глубинное насосное оборудование для водопонижения, и установки вакуумного водопонижения (УВВ). Это оборудование складывается в схему отбора воды из грунта траншеи или котлована при помощи цепи буровых скважин с приемниками для воды, составленными из труб и соединенных с дренажным колодцем, насосным оборудованием и трубным отводом.
Иглофильтровая установка

Методики и технология водопонижения, а также выбор оборудования (иглофильтры или эжекторы) зависят от глубины выемки грунта, геологических и гидротехнических условий грунта в котловане, и многих других показателей.

Для реализации искусственного водопонижения строительных площадок необходимо условие, при котором k ≥ 1-2 метра в сутки. Меньший коэффициент замедляет движение грунтовых вод, поэтому в таких случаях применяется открытых водоотвод, вакуумирование или электрический осмос.

Технология, при которой применяются иглофильтры – это цепь близко расположенных друг к другу буровых скважин, в которые встроены трубчатые приемники воды небольшого диаметра – иглофильтры. Эти иглофильтры соединяются в общую схему, которая подключается к всасывающему трубопроводу-коллектору и насосом. Чтобы принудительно снизить угв на 4-6 метров, в легком грунте (песок или супесь) используют ЛИУ – легкие иглофильтровые установки.

ЛИУ могут быть однорядными (для водопонижения в котлованах шириной до 450 см), двухрядными (чтобы обеспечить водопонижение в котлованах шириной более 450 см), а также многоярусные (до трех ярусов), которые оборудуют при необходимости понизить уровень грунтовых вод на глубину ≥ 5 метров.
Схема водопонижения ЛИУ

На рисунке изображена стандартная схема водоотвода на ЛИУ. Расстояние S должно быть не менее 50 см.

1. Поверхностный центробежный насос;
2. Коллектор для сбора подземных вод;
3. Гофрированный прорезиненный шланг;
4. Надфильтровой трубопровод;
5. Собственно фильтр;
6. Депрессионная кривая.

При многоярусном водопонижении первый шаг – активация верхнего яруса иглофильтров, который служит защитой для грунта, после чего можно вскрывать котлован или траншею на первом уступе. Далее устанавливают нижний ярус ЛИУ, и снова углубляют котлован. Таким образом можно наращивать ярусы до необходимой глубины траншеи или котлована. Предыдущие цепи ЛИУ можно отключать и даже разбирать после ввода в действие следующего яруса. Такое снижение УГВ полезно при строительстве объектов на слабопроницаемых почвах при условии залегания под ними более водонасыщенного слоя грунта.
Проект водопонижения

Эжекторная технология водопонижения используется параллельно с иглофильтровыми установками, и позволяет при помощи водоструйных насосов понизить уровень грунтовых вод до 15-20 метров пир условии, что коэффициент фильтрации k на участке будет равен ≤ 0,5-1 метров в сутки. Грунтовые воды под действием насосного оборудования подаются в специальную циркуляционную емкость для последующей откачки с места строительства. Кроме откачки, некоторый объем воды можно удалять через систему канализации, а некоторая ее часть подается обратно к насосу для обеспечения его безопасной работы.

Если на стройплощадке необходимо провести водопонижение, то эжекторный способ лучше применять во время размывания верхних слоев грунта. Первоначальный этап – бурение скважин для монтажа иглофильтровальных установок. Этот метод можно использовать как в промышленном, так и индивидуальном строительстве. Разница лишь в количестве монтируемых устройств и скважин. Наиболее эффективно работает технология на глубинах 10-15 метров.

Методики водопонижения

Водоотлив нужен для своевременного отведения талых, грунтовых и дождевых вод. Перед выполнением работ проводится предварительное исследование грунта и строительной площадки, подбирается подходящий метод откачки воды.

Учитываются следующие технические параметры:

• схема, по которой выполняется выемка грунта;
• объем воды с учетом вместимости емкости;
• глубина отверстия для установки насосов;
• расчет количества поступающей воды в котлован;
• определение времени на откачку с сохранением параметров перемычек и откосов.

Технология осушения является сложным комплексом мер, требующим профессионального участия и привлечения оборудования. Необходимо учитывать особенности, характеристики почвы, конкретного котлована.

Применяются стандартные способы организации водоотлива:

1. Открытый водоотлив. Процесс выполняется напрямую из котлованов и траншей.
2. Закрытый. Откачка выполняется через технологические углубления или скважины, которые находятся за пределами котлована. Используются специальные фильтры для сбора водных масс.

В большинстве случаев используется открытый тип, но выбор зависит от конкретных условий на строительной площадке и качества грунта

Важно руководствоваться требованиями регламентов и строительных норм

В процессе откачки воды ведется постоянное наблюдение за откосами и другими укрепляющими конструкции. Если появляются проблемные участки, проводится укрепление. На качество работы влияет состояние монтажных элементов и перемычек.

Открытый

Такой тип водооткачки становится наиболее простым и распространенным решением. Он подходит в тех случаях, когда стенки и дно организованы из грунтов следующих типов:

• связных, имеющих включения песка и тонких прослоек;
• слоистых, где расход почвенных вод относится к среднему уровню;
• несвязный с плотным сложением, отличающихся достаточным сопротивлением вымыванию;
• водонепроницаемых плотного типа, в которых скапливаются дождевые и талые воды.

При выборе открытого водоотлива используются конструкции:

Кавальеры
Это обваловка стенок оградительного типа, Которая выполняется с нагорной стороны или по периметру.
Нагорная канава
Закладывается, если наблюдается уклон на площадке. Система используется, если вода стекает в котлован с верхней точки участка.
Канавы, лотки, открытые дренажи
Элементы позволяют эффективно отводить влагу

Важно правильно рассчитать уклон. Учитываются требования регламентов и строительных норм.
Насосное оборудование
Используются стационарные системы или переносные компрессоры

Последние элементы используются, если требуется постоянная откачка воды.
Водосборные колодцы
Обеспечивается устройство зумпфы и приямки. Систему оборудуют на дне котлована, чтобы эффективно собирать грунтовые или талые воды.

При выборе открытой системы выполняются подробные расчеты. Их использование возможно, если крутизна склона траншеи составляет 75-90 градусов. При этом минимальный уклон составляет 2-3 см на каждый метр относительно горизонта.

Закрытый

В данном случае предпочтительнее закрытые системы. Такой вариант очистки вод применяется при строительстве на рыхлых почвах.

Используются такие методики:

• иглофильтровый;
• вакуумный;
• электроосмос для расширения области действия иглофильтровых установок.

Система основана на эффективном понижении уровня воды с использованием искусственных средств. Это совершенный и эффективный, но и непростой в организации метод. Работа осуществляется путем перекачки воды через скважины, которые располагаются вдоль траншеи или вокруг котлована.

Водопонижение строительных котлованов

Определить объем работ

Заключить договор

Встретить буровую машину

Получить технический отчет заказать сейчас

Важным вопросом обеспечения требуемого качества и безопасности производства работ нулевого цикла является разработка выемок при высоком положении уровня подпорных вод, т. е. в водонасыщенных грунтах.

В условиях Северо-Запада подземные воды повсеместно залегают на глубине 0,2…2,0 м от поверхности земли, что вызывает значительные трудности при производстве работ нулевого цикла и расструктуривание (нарушается структура) грунтов.

Удаление грунтовых вод (водопонижение) может осуществляться с применением открытого водоотлива, дренажа или глубинного водопонижения в течение всего времени устройства фундаментов и других подземных частей здания. Способ выбирают в зависимости от вида подземных вод («верховодка», напорные воды), особенностей напластования и свойств грунтов, глубины, размеров и формы котлована
в плане, особенностей (стесненности,
наличия вблизи
зданий и сооружений, подземных коммуникаций и др.) и размеров строительной площадки.

Осушение — открытый водоотлив.

Открытый водоотлив является простейшим способом временного водопонижения. Его применяют в неглубоких котлованах при подземных водах типа «верховодки» или отдельных линз, когда отсутствует постоянное их питание.

Открытому водоотливу свойственны существенные недостатки. Вода, поступающая через стенки котлована, выносит из них частицы грунта, а вода, устремляющаяся снизу ко дну котлована, неизбежно разрыхляет грунт и уменьшает его несущую способность (механическая суффозия). Кроме этого, в котловане постоянно сохраняется грязь (разжиженный грунт).

Открытый водоотлив осуществляется прямо из котлована (приямков-зумпфов) насосами. Зумпфы устраивают не ближе 1 м от граней фундамента. По мере разработки котлована зумпфы постепенно переносятся и заглубляются на (0,5… 1,0 м) вместе с канавками, устраиваемыми по периметру котлована (глубиной 0,3…0,5 м) с уклоном i=0,005=0,02 в сторону приямков.

Примерная интенсивность (м3/час) поступления грунтовых вод через 1 м2 дна котлована:

Приток на 1 м площади котлована на 1 м напора м3/час

• Мелкие пески    0,05—0,16
• Среднезернистые пески   0,10—0,24
• Крупнозернистые пески   0,3—3,0
• Гравелистые с крупнозернистым песком    0,35
• Трещиноватая скала  0,14—0,25

Общий расход воды, выкачиваемой насосами, складывается из двух частей:

1. расхода воды, который определяется временем, отведенным на первоначальное осушение;
2. расхода воды, обеспечивающего поддержание котлована в сухом состоянии

Водопонижение — глубинный водоотлив

Глубинный водоотлив (искусственное водопонижение котлована) может осуществляться с помощью иглофильтров (специальными трубами, снабженными фильтрами) и трубчатых колодцев-«скважин», расположенных вокруг котлована.

Глубинное водопонижение эффективно в мелкозернистых пылеватых и илистых грунтах с коэффициентом фильтрации:

Грунт  Кф, м/сут

• Галечник чистый 200
• Гравий чистый   200—100
• Гравий с песком 150—75

• Песок :
• крупный гравелистый 100—50
• крупный 75—25
• средний 25—10
• мелкий  10—2
• пылеватый   2—1,0

• Глинистый грунт
• супесь  0,7-0,2
• суглинок    0,4—0,005
• глина   0,005 и менее

При Кф<1 м/сут водопонижение затруднено, поэтому применяются специальные способы водопонижения: вакуумирование и электроосушение.