Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Земляные работы

Открытый водоотлив и искусственное понижение грунтовых вод


Открытый водоотлив и искусственное понижение грунтовых вод

Для отвода поверхностных вод перед производством земляных работ устраивают временные водоотводные канавы.

Продольный уклон канав принимают не менее 0,003. Ширину канав по дну принимают не менее 0,5—0,6 м а расстояние от бровки выемки 3—5 м.

Если выемка прорезает водонасыщенный слой грунта, то для сбора и отвода грунтовых вод устраивают открытые временные или закрытые дренажи.

Открытый дренаж устраивается в виде лотков и канав с минимальным уклоном 0,003—0,005 и рассчитан только на период строительства.

При устройстве закрытого дренажа экскаватором отрывается траншея, на дно которой насыпают крупный гравий или щебень диаметром частиц до 50 мм; по середине ее из мелкого гравия (6—8 мм) или щебня образуют дренирующее ядро, которое засыпают слоем крупно-го песка. Верх траншеи забивают глиной или закладывают дерном травяным покровом вниз.

При больших притоках воды дренаж делают из перфорированных труб — керамических, асбоцементных, бетонных, деревянных. Трубы укладывают и засыпают песком, гравием или другим дренирующим материалом (рис. III.5). Диаметр труб принимают 125—300 мм. В стыках труб оставляют зазоры. Уклон от 0,004 до 0,03.

Открытый водоотлив со дна котлованов и траншей производят насосами. При этом способе по мере производства земляных работ в котловане вдоль его сторон или понизу траншеи устраивают небольшие канавки с минимальным уклоном 0,002—0,005 для отвода воды.

В пониженной части делают водосборный колодец, стенки его закрепляют досками, а нижнюю часть, во избежание засасывания водой грунта, засыпают гравием или щебнем. Вода из колодца забирается насосами. Для открытого водоотлива применяются поршневые, диафрагмовые и центробежные насосы. Наиболее удобны на строительстве самовсасывающие диафрагмовые насосы, способные перекачивать грязную воду с глубины 4—6 м.

Для водопонижения в сложных гидрогеологических условиях в зависимости от размеров осушаемого земляного сооружения, вида грунтов, продолжительности водопонижения и способа производства работ применяются различные водопонижающие установки. В промышленном и гражданском строительстве чаще всего применяются легкие иглофильтровые и эжекторные установки.

Иглофильтровые установки, применяемые преимущественно в песчаных и гравелистых грунтах, состоят из ряда иглофильтров, погружаемых в грунт по периметру котлована или по одной или двум сторонам траншей. Иглофильтры присоединяют к водосборному коллектору, соединенному с насосной установкой (рис. IH.6, 7). Иглофильтры погружают в грунт гидравлическим способом путем подачи воды шлангами с напором до 0,3 МПа. Вода спускает шаровой клапан, а кольцевой клапан закрывает доступ в пространство между наружной и внутренней трубой. Вода поступает к наконечнику, размывает грунт и иглофильтр погружается под действием собственной массы. Вокруг трубы образуется пространство, равное примерно трем диаметрам погружаемой трубы, которое засыпают чистым крупнозернистым песком или гравием.

Рис. 3.6. Иглофильтры
а — общий вид; б — положение клапанов фильтрового звена при погружении иглофильтра; в — то же, при откачке грунтовой воды; г — установка иглофильтра в частично пробуренное буровой машиной отверстие; 1 — шланг для подачи воды; 2 — установленный иглофильтр; 3 — пес-чано-гравийная засыпка; 4 — буровая машина; 5 — иглофильтр

При откачке воды вследствие плавучести и под влиянием вакуума шаровой клапан поднимается, а кольцевой опускается, открывая путь грунтовой воде в трубу.

В состав водопонижающей установки кроме иглофильтров входят: – шарнирные или шланговые соединения для присоединения иглофильтров к всасывающему коллектору; – всасывающий (водосборный) коллектор; насосный агрегат (центробежный насос, агрегированный с вакуум-насосом, или самовсасывающий вихревой насос).

Из-за разности между атмосферным и пониженным давлением в коммуникациях водопонижающей установки грунтовая вода поступает в иглофильтры, заполняет всасывающий коллектор, а затем перекачивается насосным агрегатом за пределы осушаемого участка. Глубина понижения уровня грунтовых вод иглофильтрами ограничивается 6—6,5 м.

Рис. 3.7. Схема установки иглофильтров
а — одноярусная установка на котловане; б — двухъярусная установка; в — однорядная установка при узких траншеях; г — двухрядная установка при широких траншеях; 1 — всасывающий коллектор первого яруса; 2 —всасывающий коллектор второго яруса; 3 — иглофильтры первого яруса; 4 — иглофильтры второго яруса; 5 — насосы; 6 — депрессионные кривые

Рис. 3.8. Эжекторная иглофильт-ровая установка
а — схема установки: 1 — эжектор-ный иглофильтр; 2 — соединительный шланг; 3 — распределительный трубопровод; 4 — циркуляционный резервуар; 5 — выссконапорный насос; 6 — сливной лоток; 7 — ннзко-напорный насос; б — принципиальная схема устройства эжектора: 1 — напорная вода; 2 — сопло; 3 — всасываемая вода; 4 — обратный клапан; 5 — фильтровая сетка

В иглофильтр под давлением до 0,8 МПа подается вода, во внутренней трубе иглофильтра расположен эжектор, к насадке которого через отверстие в эжекторе подается так называемая рабочая вода. Выходя из насадки, струя воды создает разрежение в окружающем кольцевом пространстве и подсасывает грунтовую воду из трубы иглофильтра. Грунтовая вода смешивается с рабочей водой и поступает наверх.

Уровень грунтовых вод в глинистых грунтах может понижаться иглофильтрами с использованием явления электроосмоса, суть которого состоит в том, что при кратковременном действии постоянного электрического тока во влажных глинистых грунтах возникает движение поровой воды от анода к катоду.

Для этого погруженные в грунт иглофильтры подключают к аноду, а на расстоянии 2—2,5 м от иглофильтров погружают в грунт металлические трубы, которые соединяют с катодом. При этом грунт обезвоживается и уплотняется.

Искусственное закрепление грунтов может выполняться: цементацией, силикатизацией, битумизацией, термическими и электрохимическими способами.

Цементация применяется для закрепления крупно-, среднезернистых песков и трещиноватых скальных пород путем нагнетания в грунт цементного раствора через инъекторы. В зависимости от размера трещины и пористости песка, характеризуемых водопоглощением, применяют суспензию с отношением цемента к воде от 1:1 до 1:10, а также цементные растворы с добавками глины, песка и других инертных материалов. Радиус закрепления грунтов способом цементации составляет: в скальных грунтах 1,2—1,5 м, в крупных песках 0,5— 0,75 ми песках средней крупности 0,3—0,5 м. Раствор непрерывно подают насосами под давлением. На один метр погружения инъектора для скальных икрушюобло-мочных пород принимают давление 0,025 МПа, для песков средней крупности и мелких —0,1 МПа. Цементацию ведут нисходящими зонами, причем нагнетание прекращают при достижении заданного поглощения или когда снижение расхода раствора составит 0,5 л/мин в течение 20 мин (при заданном давлении).

Битумизация применяется для закрепления песчаных и сильнотрещиноватых скальных грунтов, а также для прекращения через них фильтрации воды. Горячий битум (марки БН-Ш и БН-V) нагнетают в грунт через инъекторы, установленные в пробуренных скважинах. К инъекторам, обогреваемым электрическим током, горячий битум подается от котлов насосом по трубам при давлении, достигающем 5—8 МПа (подача насоса 0,5— 1 м3/ч).

Силикатизация применяется для повышения прочности, устойчивости и водонепроницаемости песчаных сухих и водонасыщенных грунтов с коэффициентом фильтрации от 2 до 80 м/сут способом двухрастворной силикатизации. При этом способе в грунт последовательно нагнетают под давлением до 1,5 МПа раствор жидкого стекла (силикат натрия) и хлористого кальция, которые в результате химической реакции образуют гель кремниевой кислоты, гидрат окиси кальция (известь) и хлористый натрий.

Для закрепления мелких пылеватых песков в грунт под давлением 0,5 МПа нагнетают слабый раствор фосфорной кислоты с добавлением жидкого стекла. В этом случае также происходит химическая реакция, образующая гель кремниевой кислоты и фосфорнокислый натрий. Лёссовые грунты укрепляют, нагнетая в них под давлением 0,5 МПа раствор жидкого стекла, который, вступая в реакцию с содержащимися в этих грунтах солями кальция, образует гель кремниевой кислоты, гидрат окиси кальция и сернокислый натрий.

Электрическое и электрохимическое закрепление грунтов. Этот способ применяют для глинистых и илистых грунтов. Основан он на продолжительном воздействии электроосмоса, в результате чего грунты приобретают новые свойства, например глина теряет способность пучиться. Электрическое закрепление грунтов состоит в пропускании постоянного тока напряжением 30—100 В и плотностью от 0,5 до 7 А на 1 м2 вертикального сечения закрепляемого слоя грунта. Электродами являются металлические стержни или трубы, которые забивают в грунт параллельными рядами через 0,6—1 м. Для ускорения процесса закрепления в грунт вводят через трубу, являющуюся катодом, раствор хлористого кальция.

Термическое закрепление лёссовых грунтов состоит в обжиге их горячими газами, образующимися от сжигания жидкого или газообразного топлива в скважинах, пробуренных в толще закрепляемого грунта. При толщине лёссового грунта до 3 м применять этот метод нерационально.

Искусственное замораживание грунтов применяется для создания временной льдогрунтовой защитной стенки вокруг выемки.

Для создания такой стенки вокруг котлована бурят скважины диаметром 150—200 мм на расстоянии 1—3 м одна от другой. В скважины сначала опускают наружные трубы с заостренным нижним концом, а затем в эти трубы вставляют внутренние питающие трубы меньшего диаметра, открытые снизу. Обе трубы образуют замораживающую колонку.

Для замораживания грунтов используют холодильную установку. Охлаждающая жидкость — рассол (растворы солей и др.), с температурой от— 20 до— 25° С по внутренней трубе поступает в наружную трубу замораживающей колонки, поднимается вверх по кольцевому пространству между трубами, а затем направляется обратно в холодильную установку. Рассол в холодильной установке охлаждают так называемыми хладагентами (аммиак, реже — углекислота).





Похожие статьи:
Техника безопасности и охрана труда при производстве земляных работ

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Земляные работы

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум