Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Реконструкция застройки

Инженерная защита застройки от воды


Инженерная защита застройки от воды

Атмосферные и подземные воды оказывают существенное влияние на стабильность зданий и долговечность застройки, Гидрогеологические процессы создают угрозу разрушения из-за активизации оползневых и карстово-суф-фозионных подвижек земной коры. Подтопление грунтовыми водами, особенно агрессивными, наносит урон подземным частям домов, создают условия, когда их эксплуатация становится невозможной.

Атмосферные осадки не только являются причиной преждевременного износа наземных частей зданий. За счет инфильтрации в грунты они еще и подпитывают водоносные пласты пород, особенно верхние, поскольку формируют верховодку. Обильными осадками затапливаются территории города, если не организован или нарушен отвод поверхностных вод.

Защита от подтопления необходима, если первый от поверхности водоносный горизонт поднимается до глубины менее чем на 3 м.При этом существует нормативная градация, в соответствии с которой под полом подвала неподтопленного здания вода должна находиться на глубине более 1 м от отметки пола.



Рис. 6.8. Схема притока грунтовых вод в вертикальные дрены совершенного (а) и несовершенного (б) типов:
1 — уровень грунтовых вод; 2 — кривая депрессии; 3 — водоносный слой; 4 —водоупор

На участках зеленых насаждений норма не такая жесткая. Для корневой системы деревьев нужно 1—1,5 м сухой почвы и водоносный слой может быть расположен на этой глубине от поверхности земли.

К защите от подтопления прибегают, когда на территории имеет место стабильно высокий уровень грунтовых вод (УГВ). Его понижают при помощи дренажных систем. Они могут иметь дрены совершенного и несовершенного типа. Совершенные погружают до водоупора, т. е. слоя, не пропускающего воду (рис. 6.8, а).

Поскольку дно дрены лежит на этом слое, грунтовые воды поступают через боковые стенки. В дренах несовершенного типа дно расположено выше водоупора, воды поступают не только сбоку, но и через дно. При откачке воды из колодцев со скоростью, превышающей ее приток из грунта в прилегающем пространстве, УГВ понижается. Вокруг образуется видная на рисунке депрес-сионная воронка. Грунт в ее пределах осушается.

На рисунке показаны вертикальные дрены, устанавливаемые на определенных расстояниях и объединенные общим трубопроводом. Шаг дрен назначают расчетом, в зависимости от глубины их погружения, коэффициента фильтрации и других характеристик пород. Обеспечивают, чтобы депрессионные воронки перекрывали друг друга и плоскости пересечения находились на высоте требуемого уровня понижения водоносного горизонта.

Вертикальные дрены — одна из разновидностей водовсасывающих устройств. В практике часто применяют горизонтальные дренажные системы. Дрены совмещают с магистралью, транспортирующей откаченную воду. Их делают в виде лотков или перфорированных труб с обсыпкой крупнозернистым материалом (рис. 6.9).

Дрены заглубляют в водоносный пласт и укладывают с уклоном, обеспечивающим самотечное движение воды к водоприемнику. Примером такого дренажа является система, показанная на рис. 6.10, а. На этом рисунке дрена уложена параллельно водопроводящим инженерным системам. Она гарантирует от потенциального подтопления жидкостью из неисправных трубопроводов. Здесь дренаж уложен значительно ниже их, но иногда практикуют его размещение рядом с этими трубопроводами.

Таким же образом понижают УГВ и у зданий, подверженных подтоплению из-за подъема воды в открытом водоеме (рис. 6.10, б) или создающих барражный эффект (см. рис. 3.3, в). Аналогичные системы горизонтального и вертикального дренажа устраивают при подъеме УГВ, возникающего из-за засыпки болот и других техногенных действий, в результате которых замедляется эффект испарения влаги из грунтов (см. рис. 3.3, а).



Рис. 6.9. Конструкция дрен закрытого типа



Рис. 6.10. Дренажные системы:
a — горизонтальная, сопровождающая водолроводяшие инженерные коммуникации; 6 — вертикальная, перехватывающая воду и осушающая подземную часть зданий, подтопляемых из-за подъема воды в открытом водоеме; 1— подземные коммуникации; 2 — депрессионная кривая; 3 — горизонтальный дренаж; 4 — тоже, вертикальный; 5 — колодец дренажной системы; 6 — открытый водоем



Рис. 6.11. Водопонижающие устройства, применяемые при ремонте;
а—ленточный дренаж; б — то же, площадочный; 1 — решетчатое крепление стенки траншеи; 2 — песчаная подушка; 3 — то же, гравийная; 4— трубчатая дрена; 5 — бетонный экран; 6 — отмостка; 7—существующий фундамент; 8—гидроизоляционная конструкция (см. рис. 6Л2, б, в); 9 — труба слива в водосток или канализацию; 10 — сливной приямок; 11 — гравийная дрена; 12—дренирующий слой

К ним прибегают, когда хотят обеспечить защиту от подтопления одного здания. Тогда устраивают горизонтальный ленточный или пластовый дренаж.

Ленточные дренажи прокладывают по внешнему периметру стен подвала. На уровне подошвы фундамента размещают перфорированную трубу-дрену. Ее уклон назначают в сторону водосброса. Трубу обсыпают материалами, обладающими фильтрационными свойствами (рис. 6.11, а). Они способствуют водосбору и предохраняют от засорения перфорационных отверстий частицами мелкого грунта.

Такой дренаж перехватывает подземные воды, поступающие от места питания водоносного слоя, и зона действия системы невелика. Поэтому дрены стараются проложить поперек движения воды.

Пластовым дренажем отводят воды непосредственно из-под здания. Система состоит из дренажного слоя, укладываемого под полы подвала. Он сообщается с наружной водоотводящей дреной. В условиях старой застройки пластовые дренажи имеют специфические особенности. Здесь редко отсыпают сплошной дренирующий слой. Его подменяют системой параллельных дрен, объединенных поперечной (рис. 6.11, б). В устье этой дрены делают приямок для сбора воды. Ее потом сбрасывают в сети водоудаления с территории.

Локальные дренажи —до определенного предела эффективный, хотя и дорогой способ защиты от затопления подвалов. Однако при их устройстве возникает проблема сброса воды из дрен. Наиболее проста система самотечного транспорта непосредственно в ливневую сеть. Это возможно, если уровень ее заложения позволяет применить такое решение. В противном случае приходится создавать станции перекачки и устанавливать постоянно действующие насосы. От их бесперебойной работы зависит функционирование всей дренажной системы, поэтому необходима организация службы технического обслуживания. Система оказывается не устойчивой, поскольку перебои в откачке воды немедленно приведут к затоплению подвалов.

Кроме того, откачка воды из слабых грунтов чревата вымыванием мелких частиц грунта, это может привести к ослаблению оснований и просадке фундаментов. Для уменьшения этого эффекта дрены иногда относят на значительное расстояние, до 50 м от стен, но не меньше двух глубин погружения этих дрен. В этом случае дренируют уже не локальный пласт, а территорию значительной площади, превращая систему в регулярный дренаж.

В условиях старой застройки такой радикальный метод требует тщательного обследования оснований и фундаментов зданий, попадающих в зону водопо-нижения. В градостроительной практике нередки случаи, когда проведенное без должного обоснования понижение УГВ вызывает деформации несущих конструкций домов, например, связанные с быстрым загниванием оголовков ранее находившихся под защитой воды деревянных свай.

Мониторинг дренажных систем с систематическим их осмотром необходим и при эксплуатации. Особенно сложно техническое обслуживание закрытых горизонтальных систем.В этом заключается их отличие от вертикальных дрен, которые легко втащить из колодца, промыть и даже заменить.

Горизонтальные дрены с фильтрационной обсыпкой обладают малой ремонтопригодностью. Для очистки заиленной обсыпки применяют воздушную прочистку. Пленку, обволакивающую фильтр или затянувший его ил, разрушают струей воздуха под большим давлением. Однако такая мера не всегда результативна. Часто приходится копать глубокие траншеи или вскрывать полы подвалов, оголяя обсыпку.

Дефекты водопонижающих устройств не всегда связаны с уменьшением водозахватывающего эффекта дренажей. Разрушаются трубы и колодцы. Показателем этого явления служит беспрерывное поступление грунта в систему. Выходят из строя и насосы, отсасывающие воду из пород. Требуется ремонт, а иногда и замена. Поэтому дренажные системы обслуживают в строгом соответствии с правилами технической эксплуатации напорной канализации.

Гидроизоляционные покрытия являются сугубо локальным и традиционным устройством защиты подвалов зданий от грунтовых вод. Их используют веками. Следы обмазки естественными смолами находят на фундаментах зданий, построенных 200 лет и более назад. Ею наши предки снаружи защищали подземные конструкции от разрушения под действием подземных вод. Ремонт такой гидроизоляции малоэффективен. При постоянном увлажнении поверхностей, а тем более притоке воды, новые слои изоляции плохо приклеиваются к старым покрытиям. Трудно решается примыкание горизон тального ковра к вертикальному, поскольку их разделяет фундамент. Поэтому новую изоляцию обычно выполняют со стороны подвала.



Рис. 6.12. Гидроизоляция стен подвала:
а — при уровне грунтовых вод ниже пола подвала; б — то же, выше; в — фрагмент армирования прижимной плиты при уровне грунтовых вод более чем на 0,8 м выше пола подвала; 1 — отмостка; 2 — штукатурка; 3 — обмазочная гидроизоляция; 4— защитно-прижимная стенка; 5 — конструкция старого цементного пола; 6 — то же, нового; 7—штыри через 0,3—0,5 м; 8 — многослойная оклеечная гидроизоляция; 9 — бетонный или железобетонный прижимной лист; 10 — арматура

Если стабильный УГВ расположен ниже полов подвала, то изоляцию, которая предназначена для предохранения от верховодки, выполняют облегченной. На поверхность наносят за два раза мастику так называемой окрасочной изоляции (рис. 6.12, а). Иногда применяют оштукатуривание цементными растворами с гидрофобными добавками. Для отвода от стен поверхностных вод устраивают увеличенные по ширине отмостки с уклоном от здания.

Окрасочные и штукатурные изоляционные покрытия ненадежны, поэтому, если уровень грунтовых вод находится выше подвала, применяют многослойные изоляционные ковры. Их наклеивают на стены и основания полов. Во избежание отрыва гидростатическим давлением их сверху прижимают защитной конструкцией из бетона, как показано на рис. 6.12, б. Ее толщину принимают в зависимости от уровня воды в пристенном грунте. Когда уровень выше уровня пола на 0,8 м и более, прижимную конструкцию армируют. Сетки укладывают, как показано на рис. 6.12, в.

В последнее время разработаны методы, являющиеся альтернативой изложенным. Промышленность освоила выпуск высокоэффективных мастик-растворов на базе полимеров, обладающих высокими гидроизоляционными свойствами. Их инъекция в толщу материала стен получила широкое распространение в промышленно развитых странах. Надежность такой гидроизоляции обеспечивается вспучиванием состава в порах. За счет этого заполняются все пустоты в теле стен.

Отвод поверхностных вод вертикальной планировкой на застроенных территориях имеет свою специфику. Такая планировка в условиях плотной застройки весьма сложна. Здесь необходимым условием является высотная увязка проектных отметок дворовых участков по двум направлениям.

С одной стороны, нужно обеспечить сток воды с этих участков на улицы, отметки проезжей части которых фиксированы и, как правило, выше, чем во дворах. С другой — возможности вертикальной планировки межмагистральных территорий весьма ограничены. Толщина подсыпки связана отметками отмо-сток зданий и порогов входных дверей в лестничные клетки.

Срезка также ограничена, поскольку уклоны должны обеспечить сброс воды на улицы. Кроме того, отметки дневной поверхности можно понизить до предела, исключающего промерзание подошвы фундаментов и сохраняемых подземных коммуникаций.



Рис. 6.13. Схема высотного решения систем, отводящих атмосферные осадки на реконструируемой территории значительной площади:
а — существующее положение; б — направление генеральных стоков; в — реконструкция (пунктиром показана ливневая канализация)



Рис. 6.14. Отвод воды с межмагистральной просевшей территории методом вертикальной планировки (по А.А. Архангельскому):
1 — места во дворе, где скапливалась дождевая вода



Рис. 6.15. Отвод воды с дворовых территорий (по А.А. Архангельскому):
а — в застройке 1950-х годов (фрагмент); б—то же, застройке начала XX в.; У — места во дворах, где скапливалась дождевая вода; 2 — входы в секции, где подняты пороги дверей

Вертикальную планировку на больших территориях реконструируют, когда радикально преобразовывают планировочную структуру и укрупняют кварталы. Изменяют сеть переулков и дворовых проездов, по которым ранее отводили поверхностные воды.

На территориях с водоразделом в виде холма или гряды решения просты. Здесь ликвидация улиц не оказывает существенного влияния на водоотвод. Воду можно убрать по сохраняемой сети лотков на месте бывших проездов и сбросить на омывающие застройку улицы.

Наиболее сложна вертикальная планировка территорий, которые по отношению к улицам находятся в низине или имеют глубокую ложбину. В этом случае обычно применяют прием, показанный на рис. 6.13. Устраивают открытые или закрытые водосточные системы. Не менее сложны решения на территориях с генеральным уклоном, не совпадающим с направлением сохраняемых проездов. Здесь также приходится прибегать к устройству регулярных водосточных систем, даже подземных.

В практике реконструкции часто встречаются дворовые участки, имеющие порочную систему стока дождевых вод. Применяют несколько приемов. Они зависят от причин, как правило, связанных с геологическими процессами и техногенной деятельностью горожан.

Отвод воды из дворовых пространств, по всей площади просевших из-за малоактивных суффозионных процессов, довольно сложен. Требуется тонкая вертикальная планировка с подсыпкой только в строго определенных местах. В примере, показанном на рис. 6.14, она была облегчена, поскольку дома застройки 30-х годов имеют у входов в секции наружные лестницы на 3—4 ступени. Отвод воды удалось обеспечить поднятием отметок проездов и проходов с жестким покрытием в среднем на 0,3 м.Газоны потребовали местной подсыпки растительным слоем грунта.

Другой причиной недостаточно эффективного отвода воды и даже затекания ее с улиц, окружающих квартал, является многократный ремонт их проезжей части. Как правило, эти улицы ремонтируют путем укладки нового асфальтового покрытия на поврежденный старый слой. При этом последний не срезают и на некоторых улицах такой «культурный слой» достигает значительной толщины, вплоть до 1,5 м. В этих случаях вертикальную планировку решают путем изменения поперечного профиля улицы, увеличения поперечных уклонов. Используют то обстоятельство, что ремонтники, нанося новый асфальт, незначительно изменяют отметки лотков.

На рис. 6.15, а показан пример вертикального решения, обеспечивающего отвод воды из двора через арку путем упорядочения ее стока, частичной срезки покрытия лотка и тротуара на перекрестке. В арке созданы минимальные уклоны, что позволило не только предотвратить попадание воды с улицы, но сбросить ее с внутренних проездов. Такое локальное решение часто может быть эффективным.

Еще один пример иллюстрирует рис. 6 .15, б. В замкнутых дворах застройки начала XX в. вода стояла во многих местах. Более того, за счет подъема при ремонте «культурного слоя» она притекала к входам в лестничные клетки.

Вертикальной планировкой отвод воды из внутренних дворов обеспечен созданием желоба по оси арочных проездов. В результате только у двух подъездов, на рисунке отмеченных индексом 2, вынужденно приподняты отметки порогов. Такое решение оказалось возможным, поскольку в домах дореволюционной постройки дверные проемы имеют высоту, превышающую 2,2 м, и ее уменьшение не противоречит нормам.



Похожие статьи:
Передвижка и подъем зданий

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Реконструкция застройки

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум