Водоотлив. Понижение уровня грунтовых вод

При устройстве подземной части здания (сооружения) в водонасыщенных грунтах возможность производства работ в осушенной выемке обеспечивается устройством систем открытого водоотлива или глубинного понижения уровня грунтовых вод. При открытом водоотливе вода, профильтровавшаяся через дно и откосы земляной выемки, откачивается насосами из специальных приямков.

Открытый водоотлив возможен при устройстве выемок в любых грунтах, но откачка воды из сооружений на дне выемки может сопровождаться оплыванием откосов и разрыхлением грунта в основании возводимого сооружения. Учитывая эти возможные последствия, открытый водоотлив применяют из выемок в следующих грунтах:

гравийных, галечниковых, полускальных, трещиноватых скальных. Выход фильтрующей воды на поверхность, даже в значительных количествах, не вызывает деформации откосов и разрыхления грунта на дне выемки;
малоустойчивых глинистых грунтах (коэффициент фильтрации до 1,0…2,0 м/сут.) при разработке сравнительно небольших и неглубоких выемок. В крупных котлованах при открытом водоотливе устраиваются дренажные пригрузки, ограждения, удлиняющие путь фильтрации воды, сети водосборных траншей.

Например, в котловане по периметру разрабатываются траншеи с уклоном дна в сторону приямка (приямков). Размеры котлована принимаются с учетом сечения траншей.

Профильтровавшаяся через откосы и дно котлована вода стекает по водосборным траншеям и откачивается из приямков (зумпфов) насосами. Водяные насосы для бассейнов размещаются с учетом предельной высоты всасывания. В осушенном состоянии земляная выемка в любых мягких грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,05 до 50 м/сут. поддерживается системой глубинного понижения уровня грунтовых вод.

Понижение уровня грунтовых вод на локальном участке конкретной земляной выемки производится путем непрерывной откачки воды из искусственной выемки по периметру с уровня ниже дна котлована. В идеале - это узкая сплошная траншея. В реальных установках водопонижения вода откачивается из скважин, расположенных на расчетном расстоянии друг от друга и заглубленных ниже дна выемки.

При работе насосной установки в коллекторе и иглофильтрах создается разряжение. Шаровые клапаны в иглофильтрах закрываются, а кольцевые опускаются вниз - открываются, и вода из грунта поступает в иглофильтры. Происходит откачка воды из иглофильтров и окружающего массива грунта. Уровень грунтовых вод на линии размещения иглофильтров понижается. При постоянной откачке воды насосной установкой на участке внутри и снаружи контура иглофильтров устанавливается динамический уровень (линия поверхности грунтовой воды в поперечном сечении носит название кривой депрессии).

В эжекторной иглофильтровой установке разрежение создается эжекторными насадками, присоединенными к фильтру водоподъемных колонн труб, ниже уровня грунтовой воды. Так называемая "рабочая" вода прокачивается насосом через иглофильтр. При сужении потока воды в эжекторе повышается скорость и снижается давление. Этот участок эжекторного иглофильтра (камера смешения) соединен с фильтровым звеном. Грунтовая вода всасывается в поток "рабочей" и удаляется через колонну труб и водосборный коллектор. Эжекторными иглофильтровыми установками уровень грунтовых вод может быть понижен до 20 м от поверхности земли.