Водоотлив, водопонижение уровня грунтовых вод. Условия применения водоотлива и водопонижения.

  Устройство выемки, расположенной ниже уровня грунтовых вод вызывает необходимость осушать водонасыщенный грунт, чтобы обеспечить его разработку и предотвратить поступление грунтовых вод в котлован, траншею или подземную выработку на период выполнения в них строительных работ. осушение грунта может быть проведено открытым водоотливом или искусственным понижением уровня грунтовых вод.

Открытый водоотлив производится непосредственно из выемки. При разработке грунта дну выемки придаётся небольшой уклон (0.2-0.5%) к устраиваемому в пониженной части выемки водосборному колодцу. Колодцы располагают вне габаритов сооружения на расстоянии 3-10 м друг от друга и заглубляют на 1м ниже основания сооружения. Воду, стекающую в колодец, откачивают диафрагмовыми или центробежными насосами. Их количество и рабочие параметры выбирают в зависимости от притока воды.

Открытый водоотлив применяют в грунтах со сравнительно небольшим коэффициентом фильтрации (до 1м/сут.), а также при затоплении выемки поверхностными водами.

Открытый водоотлив имеет серьезный недостаток. Восходящие потоки грунтовой воды, протекающей через дно и стенки котлована и траншей, разжижают грунт и выносят из него на поверхность мелкие частицы (суффозией грунта). В результате суффозии несущая способность грунта может снизится

Водоотвод предназначен для предотвращения увлажнения грунта на строительной площадке и затопления выемок стоком поверхностных вод. С целью предотвращения затопления котлованов и траншей, прилегающая к ним территория строительной площадки планируется с уклоном для организации стока.

Выбор способа осушения зависит от:

1) гидрологических условий строительной площадки;

2) геометрических параметров выемки;

3) характера производства работ.

Искусственное понижение уровня грунтовых вод является более совершенным технологическим приёмом осушения выемок, особенно в грунтах с коэффициентом фильтрации более 1м/сут.

Понижение уровня обеспечивается путём непрерывной откачки воды из водоносного слоя до начала земляных работ и в период производства работ  в выемке.

Водопонижение может осуществляться тремя основными способами:

1) лёгкими иглофильтровыми установками;

2) инжекторными иглофильтровыми установками;

3) системой скважин, оборудованных глубинными насосами.

 Лёгкая иглофильтровая установка (ЛИУ) состоит из стальных труб с фильтрующим звеном в нижней части, водосборного коллектора и самовсасывающего вихревого насоса с электродвигателем.

Фильтрующее звено состоит из наружной перфорированной и внутренней глухой трубы. Наружная труба внизу имеет наконечник с шаровым и кольцевым клапаном.

Ряд иглофильтров погружают в грунт по периметру котлована или вдоль траншеи, и при работе насоса обеспечивается понижение уровня грунтовых вод на глубину до 5-6 м

Шаг между иглофильтрами зависит от гидрологических условий производства работ и требуемой глубины водопонижения.

ЛИУ применяют в песчаных грунтах при коэффициенте фильтрации от 2 до 5 м/сут. При глубине водопонижения более 5 м применяют многоярусное расположение ЛИУ.

При  понижении грунтовых вод до 20 м применяют инжекторные иглофильтровые установки.

Инжекторные иглофильтровые установки используют для понижения уровня грунтовых вод в мелкозернистых грунтах (супесь, пылеватые пески с коэффициентом фильтрации 0,02 – 1 м / сут)

Фильтровое звено эжекторного иглофильтра устроено по принципу легкого иглофильтра, а надфильтровое звено состоит из наружной и внутренней труб с эжекторной насадкой.

В случае понижения  на глубину более 20 м применяют систему скважин, пробуренных по периметру выемки и оборудованной погруженными насосами.

Явление электроосмоса используют для расширения области применения иглофильтровых установок в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 0,05 м /сут. В этом случаи наряду с иглофильтрами на расстоянии 0,5 – 1 м от иглофильтров в сторону котлована погружают стальные трубы или стержни. Иглофильтры подключают к отрицательному (катод), а трубы или стержни – к положительному полюсу постоянного тока (анод)