Подбор средств водоотлива и искусственного понижения уровня грунтовых вод

При производстве строительных работ нулевого цикла необходимо, чтобы дно котлована (траншеи) было защищено от грунтовых вод. Для этой цели используют открытый водоотлив, искусственное водопонижение уровня грунтовых вод и другие способы.

Выбор того или иного способа борьбы с грунтовыми водами зависит от характера грунтов, глубины выемки. Рекомендации по выбору систем водоотлива, водопонижения в зависимости от типа грунта можно принять по [2].

Открытый водоотлив производится наносными установками. При этом поступающая в котлован (траншеи) вода собирается в организованных приямках (зумф), откуда откачивается насосом в открытые или подземные водотоки.

При открытом водоотливе можно принять, что на 1 м² поверхности котлована (траншеи) и вертикальных проекций стенок, расположенных ниже статического уровня грунтовых вод, приток воды составляет:

- при мелкозернистых песках – 0,16;

- при среднезернистых песках – 0,24;

- при крупнозернистых песках – 0,3-3,0;

- при трещиноватых скалистых породах – 0,15-0,25 м³/ч.

Поступление воды в котлован (траншею) в м³/ч можно определить по формуле:

Q=(F_дна + F_отк) ⋅ α, (13)

где F_дна – площадь дна котлована, м²;

F_отк – площадь откосов, расположенных ниже уровня грунтовых вод, м²;

α – приток воды с 1 м², м³/ч.

Количество насосов, необходимых для откачки воды определяется:

N= , (14)

где К₃ – коэффициент запаса, принимается равным 1,5-2;

П_н – часовая производительность насоса, м³/ч.

Более точно приток воды при открытом водоотливе можно определить по методике, изложенной в [2].

При значительном притоке грунтовых вод (в грунтах с коэффициентом фильтрации от 2 до 40 м/сут.) рекомендуется использовать метод искусственного понижения грунтовых вод с применением иглофильтровых установок, которые располагаются по внешнему периметру земляного сооружения на расстоянии 0,5-1 м от кромки откоса котлована (траншеи).

Приток воды к замкнутым установкам для котлована подсчитывается по формуле:

Q= α ⋅ K ⋅ S. (15)

где Q – приток воды, м³/ч;

α – коэффициент, изменяющийся в пределах от 1 до 3 м, определяется по графику, приведенному в [2];

К – коэффициент фильтрации (для глины – 0,005; суглинка – 0,005-04; супесей –0,2-0,7; песка мелкого – 1-10; песка среднего – 10-25; песка крупного – 25-75; гравия – 75-100 м/сут).

Количество иглофильтров назначается из условия

N . (16)

где Q – приток воды, м³/ч;

q – пропускная способность одного иглофильтра, определяемая по графику [2] или по следующей формуле:

q = 0,7 ⋅ ⋅ d K, (17)

где d – диаметр иглофильтра (звена), м²;

К – коэффициент фильтрации.

Шаг иглофильтра определяется по формуле:

L = . (18)

где P – периметр котлована, м.

Для проверки правильности расчетов полученное значение шага следует сравнить с практическими данными:

Глубина необходимого понижение, м	Шаг между иглофильтрами, м
более 4	0,75
4-3	0,75-1,5
менее 3	1,5-3,0