Искусственное понижение уровня грунтовых вод при строительстве водостоков
altПри строительстве закрытой системы водостоков искусственное понижение уровня грунтовых вод применяется в тех случаях, когда открытый водоотлив может нарушить структуру грунта в основании существующих или будущих сооружений, а также для предотвращения оползания откосов котлована из-за выноса грунта.
При глубине понижения уровня грунтовых вод до 5 ж применяют легкие иглофильтровые установки, более 5 м — установки с эжекторными иглофильтрами. Иглофильтры представляют собой колонны труб d = 38 мм, общей длиной до 8,5 м, к нижнему концу которых присоединены фильтровые звенья. Иглофильтры состоят из трех звеньев надфильтровых труб длиной 1,5; 2,3; 3,4 м, соединенных между собой и с фильтровым звеном при помощи муфт. Водопонижение выполняют по проекту, составленному на основании необходимых геологических и гидрогеологических изысканий, проводимых для этих целей.
В табл. 41 приводятся рекомендации по выбору установок для понижения уровня грунтовых вод в зависимости от требуемой глубины их снижения и типа грунтов..
При строительстве водостока уровень грунтовых вод понижается до 1 м ниже проектных отметок, для чего водопонизительные установки располагают по одной из следующих основных схем:
а) по замкнутому контуру; б) по незамкнутому контуру; в) по прямой или кривой линии с двух сторон или с одной стороны разрабатываемой траншеи; г) одним или несколькими ярусами.
Выбор схемы расположения водопонизительной установки зависит от геологических и гидрогеологических условий площадки строительства, размеров котлованов и траншей.
При открытом водоотливе, который производят при помощи различного типа наносов, их устанавливают так, чтобы высота всасывания не превышала 4,5 м. Открытый водоотлив можно применять в сочетании с разными видами временных креплений котлованов и траншей.
Для эффективного использования насосов для открытого водоотлива каждая наносная установка должна иметь резервные агрегаты, необходимое количество которых следует принимать по данным, приведенным ниже.
Количество рабочих агрегатов 1 2 3 45и более
Резервная производительность в % от коли
чества рабочих агрегатов, не менее . . . 100 50 30 25 0
В настоящее время применяют следующие легкие иглофильт-ровые установки: ЛИУ-2; ЛИУ-3-5, ПВУ-1; ПВУ-2 и ВА-5НДв.
Установку ЛИУ-2 применяют для водопонижения в стесненных условиях при перемещающемся фронте работ, понижении уровня грунтовых вод на глубину 3—4 м и при небольших притоках воды. Установки ЛИУ-3-5, ПВУ-1, ПВУ-2 и ВА-5НДв применяют при понижении уровня грунтовых вод на глубину до 5 м и при необходимости поддержания его продолжительное время. При глубине более 5 м применяют ярусную систему из указанных установок или другое водопонизительное оборудование, обеспечивающее производство земляных и монтажных работ в осушенных грунтах. На рис. 39 представлена схема легкой иглофильтровой установки.
Все иглофильтровые установки монтируют в следующей последовательности: монтаж всасывающего коллектора; монтаж иглофильтров; подключение иглофильтров к всасывающему коллектору; монтаж насосного оборудования; подсоединение насосов к всасывающему коллектору; монтаж сбросного трубопровода; наладка и пуск системы.
В подготовительный период подбирают необходимое оборудование для монтажа установок в соответствии с проектом водопонижения. На строительной площадке намечают линии иглофильтров и места расположения насосных агрегатов. Проверяют исправность насосных агрегатов, подбирают звенья иглофильтровых труб так, чтобы была обеспечена необходимая длина иглофильтров.^ Прокладывают лотки или трубы для отвода откачиваемой воды в существующие водостоки, открытые водоемы или пониженные места за стройплощадкой. Намечают места подключения электродвигателей насосов к источникам электропитания, а в случае гидравлического погружения иглофильтров намечают источники водоснабжения (водопровод, водоем и др.).
Всасывающий коллектор укладывают на подкладках в летних условиях горизонтально, в зимних — с уклоном от насоса порядка. 5%о. Звенья коллектора соединяют между собой на фланцах с резиновыми прокладками. Если откачку воды производят несколькими насосами, то коллектор делят с помощью задвижки на секции так, чтобы каждый насос откачивал воду из отдельной секции. Практически длина всасывающего коллектора ЛИУ-5, исходя из гидрогеологических условий, может быть принята 55 м при расстоянии между иглофильтрами 0,75 м и 75 м— при 2,25 м.
В зависимости от гидрогеологических условий, а также особенностей строительства погружать иглофильтры в грунт можно в предварительно пробуренные скважины или гидравлическим способом с песчано-гравийной обсыпкой или без нее.
Перед погружением резьбовые соединения фильтрового звена, и звеньев надфильтровых труб, из которых составляет иглофильтр, обматывают льняным волокном, промазывают суриком или белилами и после этого соединяют. Погружение иглофильтров в грунт производят гидравлическим давлением струи воды, размывающей грунт под наконечником фильтра. При наличии в верхней части разреза глинистых или песчаных грунтов, через которые должен пройти иглофильтр, содержащих крупнообломочные материалы и имеющих значительную мощность, а также при монтаже иглофильтров непосредственно около существующих фундаментов зданий и сооружений применяют бурение скважин.
Погружение (установка) иглофильтров в предварительно пробуренные скважины в принципе ничем не отличается от установки их в предварительно погруженную в грунт гидравлическим способом обсадку трубу. После установки иглофильтров с обсыпкой или без нее обсадные трубы извлекают.
Иглофильтр подсоединяют к всасывающему коллектору гибким гофрированным шлангом. При работе насосного агрегата во всасывающем коллекторе поддерживается вакуум, величина которого при нормальной работе достигает 7 м вод. ст. Вследствие разницы между атмосферным и пониженным давлением в системе водопонижения грунтовая вода поступает в иглофильтры, заполняет водосборный коллектор, попадает в насосный агрегат и откачивается последним по сбросному трубопроводу за пределы осушаемого участка.
Перед пуском иглофильтровой установки необходимо проверить качество монтажа всасывающей системы путем кратковременного нагнетания воды во всю систему.
В период эксплуатации установок необходимо проводить контрольные и наблюдательные работы для уточнения принятой схемы водопонижения. Эти работы включают: а) замеры уровня грунтовых вод 3 раза в сутки в наблюдательных скважинах; б) наблюдения за показаниями манометров и вакуумметров, которые производят раз в смену; в) замеры расхода откачиваемой воды; г) наблюдения за состоянием откосов и дна котлована. Все эти сведения заносят в специальный журнал.
В объединенный комплект ЛИУ-3-5 входят: насосный агрегат ЛИУ-5 и вихревой насос ЛИУ-3, всасывающий коллектор, 100 штук иглофильтров и другое оборудование. Каждое звено всасывающего коллектора имеет семь патрубков, расположенных через 0,75 м. Насосные агрегаты, всасывающие коллекторы и иглофильтры соединены между собой гибкими резиновыми шлангами и рукавами.
В комплект установки ЛИУ-2 входят два насосных агрегата, всасывающий коллектор, 24 иглофильтра и др. Каждое звено всасывающего коллектора имеет три патрубка с шагом 0,75 м. Всасывающий коллектор соединяется с иглофильтрами и насосом гибкими резиновыми шлангами.
В комплект ПВУ-1 входят центробежный насос с ротационным вакуум-насосом, всасывающий коллектор, 100 штук иглофильтров и др. Каждое звено всасывающего коллектора имеет 5 штуцеров, расположенных через 0,6 м. Связь между насосным агрегатом и всасывающим коллектором жесткая, между всасывающим коллектором и иглофильтрами — жесткая шарнирная. Насосный агрегат и коллектор установки ПВУ-2 аналогичны установке ПВУ-1 и имеют почти ту же конструкцию и те же основные размеры, что и иглофильтры ПВУ-1. В комплект оборудования установки ПВУ-2 входят: насосный агрегат; 30 звеньев коллектора длиной по 3 м каждый; 150 иглофильтров.
В комплект установки ВА-5НДв входят центробежный насос 5НДв с электромотором мощностью 28 кет и с 1450 об/мин, ротационный вакуум-насос КВН-8, всасывающий коллектор d = 186 мм из звеньев длиной 8—10 м со штурцами через 0,6 м, иглофильтры d = 38 мм с длиной фильтрового звена 1,0 м. Звенья всасывающего коллектора соединяют сваркой. Длина всасывающего коллектора, число иглофильтров и все вспомогательные элементы комплектуют по проектным спецификациям. Насосный агрегат со всасывающим коллектором соединен жестко, а всасывающий коллектор с иглофильтрами — жестко, шарнирно.
В практике строительства применяют эжекторные установки ЭИ-2,5", ЭИ-4" и ЭИ-6", что соответствует диаметрам иглофильтров соответственно 2,4; 4 и 6 дюймов.
Эжекторные установки применяют при понижении уровня грунтовых вод на глубину до 20 м, при коэффициенте фильтрации' грунтов 0,01 —15 м/сут, т. е. когда устройство многоярусной системы водопонижения с легкими иглофильтровыми установками является громоздким и дорогостоящим. Достоинством установок с эжекторными иглофильтрами является то, что при малой водопроницаемости грунта происходит его вакуумирование.
Отличительной особенностью таких иглофильтров является подъем воды водоструйными насосами-эжекторами, которые работают по принципу непосредственной передачи энергии одним потоком другому. Схема работы эжекторного иглофильтра представлена на рис. 40. При работе установки рабочая вода из распределительного трубопровода под давлением поступает в кольцевое пространство между наружной и внутренней колонками труб, а затем через отверстия во внутренней трубе — к входному окну эжектора, состоящего из насадки, камеры смещения, горловины и диффузора. Из насадки струя воды выходит с большой скоростью и, создавая разрежение в окружающем пространстве, подсасывает грунтовую воду из нижней части внутренней трубы. Эжектируемая (откачиваемая из грунта) вода вместе с рабочей, пройдя через диффузор,поднимается вверх и выливается в лоток. Эжекторные иглофильтры погружают в грунт либо гидравлическим, либо буровым способом. Фильтровую колонну пои большой длине иглофильтра погружают отдельными звеньями, которые соединяют специальной муфтой с клапаном и боковым патрубком для присоединения напорного шланга.
В состав эжекторной установки ЭИ-2,5" входят два насоса ЭК-6 (рабочий и резервный), 10 иглофильтров ЭИ-2,5" длиной до 12 м с индивидуальными сбросами из резиновых шлангов d — 50 мм, водосборный лоток или трубопровод, циркуляционный резервуар емкостью 1 м3, распределительный трубопровод d=\0Q мм и насосная будка. Эжекторные установки ЭИ-4" и ЭИ-6" состоят из ком» плекта иглофильтров диаметром 100 и 150 мм, трех высоконапорных насосов типа бНДс с электромоторами, распределительного трубопровода длиной до 150 м, трех низконапорных насосов типа 8К-18 с электромоторами, водоотводных лотков общей длиной более 250 м и всей необходимой арматуры и фасонных частей.
Теги:грунт|агрегат|фильтр|звено