ВОДООТЛИВ
При устройстве фундаментов в глубоких котлованах бывает необходимо наряду с устройством шпунтов или креплений откосов стен котлована понизить уровень грунтовых вод на 30—50 см ниже отметки подошвы фундамента для того, чтобы работы по бетонированию фундаментов и уплотнению грунтов основания можно было вести без помех, вызываемых действием напорных грунтовых вод. Основными способами понижения уровня грунтовых вод в ходе строительства являются: открытый водоотлив с организацией насосных приямков; понижение уровня грунтовых вод путем устройства колодцев, оборудованных гравийными фильтрами; вакуумный способ.
При открытом водоотливе, который применяется только в тех случаях, когда требуется незначительное понижение уровня грунтовых вод, в углах котлована устраивают насосные приямки для сбора грунтовых вод, причем эффект такого мероприятия усиливается путем прокладки дренажа из керамических труб. Для выкачивания воды из приямков можно использовать простые погружные насосы с напором до 5—6 м; при более глубоких котлованах могут потребоваться нагнетательные насосы с напором более 7 м. Этот способ водоотлива нельзя применять в мелкозернистых песчаных грунтах из-за опасности образования плывунов.
При водопонижении путем устройства колодцев, оборудованных гравийными фильтрами, по периметру котлована в грунт с помощью обсадных труб, которые впоследствии извлекаются наружу, вводят фильтровые трубы. В связных грунтах пространство между обсадными и фильтровыми трубами заполняют гравием. В верхней части к каждой фильтровой трубе присоединяют всасывающую трубу, которую через обратный клапан соединяют с всасывающим трубопроводом, присоединяемым к центробежному насосу.
Если нужно понизить уровень грунтовых вод более чем на 3,5— 4 м, необходимо устроить вокруг котлована двух- или многоступенчатый водоотлив. Так как в таких условиях этот способ становится уже неэкономичным, то в подобных случаях в наше время применяют буровые колодцы с погружными артезианскими насосами.
Водоотлив с помощью вакуумных колодцев применяют в основном там, где из-за водонасыщенного мелкого песка имеется опасность смыва основания и связанной с этим потери несущей способности грунта. При этом методе вокруг кромки котлована с небольшим шагом (1—1,2 м) устанавливают фильтровые трубы, которые через специальные насадки с помощью резинового шланга соединяют с насосом высокого давления. Под напором подаваемой воды трубы способом подмыва грунта погружаются на необходимую глубину. Затем фильтровые трубы («вакуумные колодцы»)с помощью сборного трубопровода присоединяют уже к водоотливному вакуум-насосу, который может работать от электромотора или от дизеля. Этот способ водопонижения очень экономичен, так как один насос может обслужить от 50 до 100 «вакуумных колодцев».
При вакуумном способе водоотлива в грунте возникает разрежение (вакуум), создаваемое в результате оттока грунтовой воды через фильтровые трубы, причем одновременно происходит соединение остаточной грунтовой влаги с частицами грунта, благодаря чему развивается процесс стабилизации грунтов основания, а это, в свою очередь, означает упрочнение плывунов, что является основным преимуществом рассматриваемого способа.
При всех способах водопонижения насосы должны работать непрерывно; для этого в запасе всегда должны быть резервные насосы. Кроме того, на площадке необходимо иметь агрегат для аварийного энергоснабжения, который обеспечил бы работу насосов при неожиданном отключении централизованной подачи электроэнергии и тем самым мог бы предупредить затопление котлована.
Следует указать, что при водопонижении происходит нарушение естественного гидростатического напора грунтовых вод, что при известных условиях может привести к дополнительным нагрузкам на основание. Если ниже уровня грунтовых вод, который был до водопонижения, находятся слои грунта, которые могут сжиматься под нагрузкой, то результатом водопонижения может явиться осадка основания и связанные с нею повреждения в здании, выстроенном на таком основании (примеры осадки, вызванной понижением уровня грунтовых вод, см. [I], гл II, разд. 1.1.2).
А.Грассник, В.Хольцапфель, Бездефектное строительство многоэтажных зданий. — М.: Стройиздат, 1980