Отвод поверхностных и грунтовых вод. Инженерная подготовка строительной площадки

Отвод поверхностных и грунтовых вод.

Работы данного цикла включают в себя:

■ устройство нагорных и водоотводных канав, обваловывание;

■ открытый и закрытый дренаж;

■ планировку поверхности складских и монтажных площадок.

Поверхностные и грунтовые воды образуются из атмосферных осадков (ливневые и талые воды). Различают поверхностные воды «чужие», поступающие с повышенных соседних участков, и «свои», образующиеся непосредственно на строительной площадке. В зависимости от конкретных гидрогеологических условий производство работ по отводу поверхностных вод и осушению грунтов можно выполнять следующими способами: открытым водоотливом, открытым и закрытым дренажем и глубинным водопонижением.

Нагорные и водоотводные канавы или обваловывание устраивают вдоль границ строительной площадки с нагорной стороны для предохранения от поверхностных вод. Территория площадки должна быть защищена от поступления «чужих» поверхностных вод, для чего их перехватывают и отводят за пределы площадки. Для перехвата вод Устраивают в повышенной ее части нагорные и водоотводные канавы (рис. 3.5). Водоотводные канавы должны обеспечивать пропуск ливневых и талых вод в пониженные точки местности за пределы строительной площадки.

Рис. 3.5. Защита строительной площадки от поступления поверхностных вод: 1 - зона стока воды, 2 - нагорная канава; 3 - строительная площадка

В зависимости от планируемого дебита воды, водоотводные канавы устраивают глубиной не менее 0,5 м, шириной 0,5...0,6 м, с высотой бровки над расчетным уровнем воды не менее 0,1...0,2 м. Для предохранения лотка канавы от размыва скорость движения воды не должна превышать для песка 0,5...0,6 м/с, для суглинка -1,2... 1,4 м/с. Канаву устраивают на расстоянии не менее 5 м от постоянной выемки и 3 м - от временной. Для предохранения от возможного заиливания продольный профиль водоотводной канавы делают не менее 0,002. Стенки и дно канавы защищают дерном, камнями, фашинами.

«Свои» поверхностные воды отводят путем придания соответствующего уклона при вертикальной планировке площадки и устройства сети открытого или закрытого водостока, а также принудительным сбросом через водоотводные трубопроводы посредством электрических насосов.

Дренажные системы открытого и закрытого типов используют при сильном обводнении площадки грунтовыми водами с высоким уровнем горизонта. Дренажные системы предназначены для улучшения общесанитарных и строительных условий и предусматривают понижение уровня грунтовых вод.

Открытый дренаж применяют в грунтах с малым коэффициентом фильтрации при необходимости понижения уровня грунтовых вод на небольшую глубину - порядка 0,3...0,4 м. Дренаж устраивают в виде канав глубиной 0,5...0,7 м, на дно которых укладывают слой крупнозернистого песка, гравия или щебня толщиной 10...15 см.

Закрытый дренаж - это обычно траншеи глубокого заложения (рис. 3.6) с устройством колодцев для ревизии системы и с уклоном в сторону сброса воды, заполняемые дренируемым материалом (щебень, гравий, крупный песок). Поверху дренажную канаву закрывают местным грунтом.

Рис. 3.6. Закрытый, пристенный и опоясывающий дренаж: а - общее решение дренажа; б - пристенный дренаж; в - кольцевой ограждающий дренаж; 1 - местный грунт; 2 - мелкозернистый песок; 3 - крупнозернистый песок; 4 - гравий; 5 - дренажная дырчатая труба; 6 - уплотненный слой местного грунта; 7 - дно котлована; 8 - дренажная прорезь; 9 - трубчатый дренаж; 10 - сооружение; 11 -подпорная стенка; 12 - бетонное основание

При устройстве более эффективных дренажей на дно такой траншеи укладывают перфорированные в боковых поверхностях трубы - керамические, бетонные, асбестоцементные диаметром 125...300 мм, иногда просто лотки. Зазоры труб не заделывают, трубы сверху засыпают хорошо дренирующим материалом. Глубина дренажной канавы -1,5...2,0 м, ширина поверху - 0,8...1,0 м. Снизу под трубой часто укладывают щебеночное основание толщиной до 0,3 м. Рекомендуемое распределение слоев грунта: 1) дренажная труба, укладываемая в слой гравия; 2) слой крупнозернистого песка; 3) слой средне- или мелкозернистого песка, все слои не менее 40 см; 4) местный грунт толщиной до 30 см.

Такие дренажи собирают воду из прилегающих слоев грунта и отводят воду лучше, так как скорость движения воды в трубах выше, чем в дренирующем материале. Закрытые дренажи устраивают ниже уровня промерзания грунта, они должны иметь продольный уклон не менее 0,5%. Устройство дренажа необходимо выполнять до начала возведения зданий и сооружений.

Для трубчатых дренажей в последние годы широко используют трубофильтры из пористого бетона и керамзитостекла. Применение трубофильтров значительно снижает трудозатраты и стоимость работ. Они представляют собой трубы диаметром 100 и 150 мм с большим количеством сквозных отверстий (пор) в стенке, по которым вода просачивается внутрь трубопровода и отводится. Конструкция труб позволяет их укладку по предварительно разровненному основанию трубоукладчиками.

Инженерная подготовка стройплощадки.

Общие положения

Любому строительству (объекту или комплексу) предшествует подготовка площадки, направленная на обеспечение необходимых условий качественного и в установленные сроки возведения зданий и сооружений, включающая инженерную подготовку и инженерное обеспечение.

При инженерной подготовке выполняют комплекс процессов (работ), в общем случае наиболее характерными из которых в технологии строительного производства являются создание геодезической разбивочной основы, расчистка и планировка территории, отвод поверхностных и фунтовых вод.

В каждом конкретном случае состав указанных процессов и методы их выполнения регламентируются природно-климатическими условиями, особенностями строительной площадки, спецификой возводимых зданий и сооружений, особенностями объекта - новое строительство, расширение или реконструкция и др.

Инженерное обеспечение строительной площадки предусматривает устройство временных зданий, дорог и сетей водо-, электроснабжения и др. Площадку строительства оборудуют раздевалками-бытовками, столовой, конторой производителя работ, душевыми, санузлами, складами для хранения строительных материалов, инструмента, временными мастерскими, навесами и т.д. Под эти сооружения целесообразно использовать часть сносимых зданий, если они не попадают в габариты возводимого сооружения и не будут мешать нормальному осуществлению строительных работ, а также инвентарные здания вагонного или блочного типа.

Для транспортирования грузов следует максимально использовать существующую дорожную сеть и только при необходимости предусматривать устройство временных дорог.

В подготовительный период прокладывают линии временного водоснабжения, включая противопожарный водопровод, и электроснабжения с подводкой энергии ко всем бытовкам и местам установки электромеханизмов. Прорабская должна быть обеспечена телефонной и диспетчерской связью. На строительной площадке оборудуют место для ремонта и стоянки землеройных и других машин и автомобилей. Площадку обязательно ограждают или обозначают соответствующими знаками и надписями.

Создание геодезической разбивочной основы

На стадии подготовки площадки к строительству должна быть создана геодезическая разбивочная основа, служащая для планового и высотного обоснования при выносе проекта подлежащих возведению зданий и сооружений на местность, а также (в последующем) для геодезического обеспечения на всех стадиях строительства и после его завершения.

Геодезическую разбивочную основу для определения положения объектов строительства в плане создают преимущественно в виде: строительной сетки, продольных и поперечных осей, определяющих положение на местности основных зданий и сооружений и их габаритов, для строительства предприятий и групп зданий и сооружений; красных линий (или других линий регулирования застройки), продольных и поперечных осей, определяющих положение на местности и габариты здания, для строительства отдельных зданий в городах и поселках.

Строительную сетку выполняют в виде квадратов и прямоугольников, которые подразделяют на основные и дополнительные (рис. 1, а). Длина сторон основных фигур сетки 100... 200 м, а дополнительных -20... 40 м.

Рис. 1 - Строительная сетка: а - местоположение пунктов сетки; б - вынос на местность строительной сетки; 1- вершины основных фигур сетки; 2 - основные оси здания; 3 - вершины дополнительных фигур сетки

При проектировании строительной сетки должны быть: для выполнения разбивочных работ обеспечены максимальные удобства; основные возводимые

здания и сооружения расположены внутри фигур сетки; линии сетки расположены параллельно основным осям возводимых зданий и по возможности ближе к ним; непосредственные линейные измерения.

Рис. 2 - Постоянные геодезические знаки: а - из забетонированных обрезков труб; б - из стального штыря с забетонированным оголовком; в - из обрезков рельсов; 1 - плановая точка; 2 - стальная труба с крестообразным анкером, 3 - бетонный оголовок; 4 - стальная труба; 5 - граница промерзания

Разбивку строительной сетки на местности начинают с выноса в натуру исходного направления, для чего используют имеющуюся на площадке (или вблизи от нее) геодезическую сеть (рис. 1, б). По координатам геодезических пунктов и пунктов сетки определяют полярные координаты S1, S2, S3 и углы , по которым выносят на местность исходные направления сетки (АВ и АС). Затем от исходных направлений на всей площадке разбивают строительную сетку и закрепляют ее в местах пересечений постоянными знаками (рис. 2) с плановой точкой. Знаки делают из забетонированных обрезков труб, рельсов и т. п. Основание знака (низ знака, опора знака) должно располагаться ниже границы промерзания грунта минимум на 1 м.

Аналогично переносят и закрепляют красную линию.

При переносе на местность основных осей строящихся объектов при наличии в качестве плановой разбивочной основы строительной сетки применяют метод прямоугольных координат. В этом случае в качестве линий координат принимают близлежащие стороны строительной сетки, а их пересечение - за нуль отсчета. Положение точки О главных осей хо - уо будет определено следующим образом: если дано, что хо = 50 и;уо= 40 м, то это значит, что она находится на расстоянии 50 м. от линии х в сторону хо и на расстоянии 40 м от линии у в сторону линии уо.

При наличии в качестве плановой разбивочной основы красной линии на стройгенплане должны быть приведены какие-либо данные, определяющие положение будущего здания, угол между главной осью здания и красной линией и расстояние от точки А до точки О пересечения главных осей.

Главные оси здания закрепляют за его контурами знаками приведенной выше конструкции.

Высотное обоснование на строительной площадке обеспечивается высотными опорными пунктами - строительными реперами. Обычно в качестве строительных реперов используют опорные пункты строительной сетки и красной линии. Высотная отметка каждого строительного репера должна быть получена не менее чем от двух реперов государственной или местного значения геодезической сети.

В процессе строительства необходимо следить за сохранностью и устойчивостью знаков геодезической разбивочной основы, что осуществляет строительная организация.

Расчистка территории

При расчистке территории пересаживают зеленые насаждения, если их используют в дальнейшем, защищают их от повреждений, корчуют пни, очищают площадку от кустарника, снимают плодородный слой почвы, сносят или разбирают ненужные строения, перекладывают подземные коммуникации и в заключение производят планировку строительной площадки.

Зеленые насаждения, не подлежащие вырубке или пересадке, обносят оградой, а стволы отдельно стоящих деревьев предохраняют от возможных повреждений, защищая отходами пиломатериалов. Деревья и кустарники, пригодные в дальнейшем для озеленения, выкапывают и пересаживают в охранную зону или на новое место.

Деревья валят с помощью механических или электрических пил. Тракторами с трелевочно-корчевальными лебедками или бульдозерами с высоко поднятыми отвалами валят деревья с корнями и корчуют пни. Отдельные пни, не поддающиеся корчевке, расщепляют взрывом. Кусторезами расчищают территорию от кустарника. Для этой же операции применяют бульдозеры с зубьями-рыхлителями на отвале, корчеватели-собиратели. Кусторез является сменным оборудованием к гусеничному трактору.

Плодородный слой почвы, подлежащий снятию с застраиваемых площадей, срезают и перемещают в специально выделенные места, где складируют для последующего использования. Иногда его отвозят на другие площадки для озеленения. При работе с плодородным слоем следует предохранять его от смешивания с нижележащим слоем, загрязнения, размыва и выветривания.

Снос зданий и сооружений выполняют путем их членения на части (для последующего демонтажа) или обрушения. Деревянные строения разбирают, отбраковывая элементы для последующего их использования. При разборке каждый отделяемый сборный элемент должен предварительно раскрепляться и занимать устойчивое положение.

Монолитные железобетонные и металлические строения разбирают по специально разработанной схеме сноса, обеспечивающей устойчивость строения в целом. Членение на блоки разборки начинают со вскрытия арматуры. Затем блок закрепляют, после чего режут арматуру и обламывают блок. Металлические элементы срезают после раскрепления. Наибольшая масса железобетонного блока разборки или металлического элемента не должна превышать половины грузоподъемности кранов при наибольшем вылете крюка.

Сборные железобетонные строения разбирают по схеме сноса, обратной схеме монтажа. Перед началом разборки элемент освобождают от связей. Сборные железобетонные конструкции, не поддающиеся поэлементному разделению, расчленяют как монолитные.

Снос зданий и сооружений обрушением осуществляют гидравлическими молотами, отбойными молотками, а в отдельных случаях - экскаваторами с различным навесным оборудованием - шар-бабами, клин-молотами и др. Вертикальные части строения для предотвращения разброса обломков по площади следует обрушивать внутрь. Обрушение осуществляют также взрывным способом.

После расчистки производят общую планировку строительной площадки.

2.187. В проекты земляного полотна необходимо включать постоянные и временные (на период строительства) устройства для отвода поверхностных вод.

Поверхностный водоотвод можно не предусматривать при проектировании земляного полотна на участках распространения песков в районах с засушливым климатом.

Отвод поверхностных вод в пониженные места рельефа и к водопропускным сооружениям следует предусматривать: от насыпей и полунасыпей - канавы (нагорными, продольными и поперечными водоотводными) или резервами; от откосов выемок и полувыемок - канавами (нагорными и забанкетными); от основной площадки земляного полотна в выемках и полувыемках - с помощью кюветов или лотков.

2.188. Систему сооружений для сбора и отвода поверхностных вод от земляного полотна на площадках промышленных предприятий следует разрабатывать совместно с проектом вертикальной планировки площадки с учетом санитарных условий, требований охраны водоемов от загрязнения сточными водами и благоустройствами территории предприятия, а также с учетом технико-экономических показателей.

Для сбора и отвода поверхностных вод применяют открытую (кюветы, лотки, водоотводные канавы), закрытую (ливневую канализацию с сетью дренажей мелкого и глубокого заложения) или смешанную систему водоотводов.

2.189. В состав работ по проектированию водоотводных устройств входят: определение объема стока к водоотводным устройствам водосборного бассейна; выбор вида, размеров и местоположения водоотводного устройства, позволяющих применять землеройные машины для его сооружения, а также для очистки в период эксплуатации; назначение продольного уклона и скорости течения воды, исключающих возможность заиливания или размыва русла при принятом типе укрепления откосов и дна.

2.190. Минимальные размеры и другие параметры водоотводных устройств следует назначать на основе гидравлических расчетов, но не менее значений, приведенных в табл. 20.

Кюветы следует проектировать, как правило, трапецеидального поперечного профиля, а при соответствующем обосновании - полуциркульного; глубину кюветов в особых случаях допускается устанавливать 0,4 м.

Наибольший продольный уклон дна водоотводных устройств следует назначать с учетом вида грунта, типа укрепления откосов и дна канавы, а также допускаемых скоростей течения воды согласно прил. 9 и 10 настоящего Пособия.

Если наибольший допускаемый продольный уклон водоотводного устройства при заданных расчетных параметрах будет меньше естественного уклона местности или продольного уклона земляного полотна при расходах воды более 1 м 3 /с, необходимо предусматривать устройство быстротоков и перепадов, проектируемых индивидуально.

Таблица 20

			Крутизна откоса при грунтах				Возвышение
Водоотводное устройство	Ширина дна после укрепления, м	Глубина, м	глинистых, песчаных, крупнообломочных	пылеватых, глинистых и песчаных	торфах и заторфованных	Продольный уклон, % о	бровки над расчетным уровнем воды, м
Нагорные и водоотводные канавы
Забанкетные канавы
Канавы на болотах:



* По условиям рельефа местности уклон допускается уменьшить до 3 % о . В исключительных случаях уклон можно уменьшить до 1 % 0 . * В районах с суровым климатом и избыточным увлажнением грунтов уклон принимается не менее 3 % 0 .

2.191. Поперечное сечение водоотводных устройств следует проверять на пропуск расчетного расхода воды с использованием автоматизированных гидравлических расчетов в соответствии с прил. 9 настоящего Пособия. При этом вероятность превышения расчетных расходов следует принимать, %:

для напорных канав и водосбросов..............................................5

продольных и поперечных водоотводных канав и лотков........10

Нагорные и водосбросные канавы для железнодорожных путей на территориях промышленных предприятий должны проектироваться для расходов с вероятностью превышения 10 %.

2.192. На водоразделе двух смежных бассейнов следует предусматривать устройство разделительной дамбы с верхним основанием не менее 2 м с заложением откосов не круче 1:2, с превышением ее высоты не менее 0,25 м над расчетным уровнем воды.

2.193. На внутриплощадочных путях открытая система водоотвода допускается только при соответствующем указании заказчика. При отводе воды кюветами при просадочных, набухающих, а также пучинистых грунтах необходимо в проекте предусматривать меры против инфильтрации воды из кюветов в земляное полотно путем соответствующего их укрепления.

При необходимости пропуска воды через путь, в том числе для перепуска воды из кювета, применяют междушпальные лотки, при этом проверяют достаточность их глубины для пропуска воды при имеющихся отметках дна кюветов.

2.194. Не допускается проектировать выпуск атмосферных вод из кюветов и канав в:

водотоки, протекающие в пределах населенного пункта и имеющие скорость течения менее 5 см/с и расход менее 1 м/сут;

непроточные пруды;

водоемы в местах, специально отведенных под пляжи;

рыбные пруды (без специального разрешения);

замкнутые лощины и низины, подверженные заболачиванию;

размываемые оврага без специального укрепления их русел и берегов;

заболоченные поймы рек.

2.195. При загрязнении дождевых и талых вод промышленными отходами химических предприятий следует предусматривать очистные сооружения.

Водоотводные устройства следует размещать в полосе отвода. Расстояние от наружной бровки откоса водоотводного устройства до границы полосы отвода должно быть не менее 1 м.

В местах выхода водотоков на склоны оврагов и низин водоотводные устройства необходимо прокладывать в сторону от земляного полотна и предусматривать их укрепление.

2.196. На участках с наличием грунтовых вод нагорные канавы, а также водоотводные устройства в пределах выемок следует разрабатывать в комплексе с мероприятиями по отводу грунтовых вод. При залегании горизонта грунтовых вод на глубине до 2 м от поверхности нагорная канава может служить, при соответствующем ее укреплении, для отвода воды от земляного полотна, а при более глубоком залегании грунтовых вод углубление нагорной канавы ниже водоносного слоя запрещается. В этом случае предусматриваются другие мероприятия по защите земляного полотна от воздействия грунтовых вод.

2.197. При закрытой системе отвод воды с площадки предприятия производится с помощью ливневой канализации. В этом случае из водоотводных лотков, канав и дренажных труб продольного водоотвода сброс воды предусматривается в дождеприемные колодцы с решетками. Колодцы в этом случае должны иметь отстойники, а решетки - просветы не более 50 мм.

2.198. Смешанная система водоотвода на застроенной территории применяется в случаях: когда требования благоустройства территории и строительства ливневой канализации относятся лишь к части площадки, а в остальной ее части допустим открытый водоотвод, когда требуется очистка сточных вод.

При смешанной системе водоотвода следует соблюдать требования по устройству открытого и закрытого водоотводов.

2.199. Расстояние от трубопроводов дождевой канализации до оси крайнего пути железной дороги с колей 1520 мм должно быть нее менее 4 м.

Расстояние между дождеприемными колодцами допускается принимать по табл. 21.

Поверхностные воды образуются из атмосферных осадков. Различают поверхностные воды «чужие», поступающие с повышенных соседних участков, и «свои», образующиеся непосредственно на строительной площадке. Для перехвата «чужих» вод делают нагорные водоотводные канавы или обваловывание. Нагорные канавы устраиваются глубиной не менее 0,5 м и шириной 0,5-0,6 м (рис. 1.9). «Свои» поверхностные воды отводят приданием соответствующего уклона при вертикальной планировке площадки и устройством сети открытого водостока .

При сильном обводнении площадки грунтовыми водами с высоким уровнем горизонта осушение осуществляют дренажными системами. Они бывают открытого и закрытого типа. Открытый дренаж применяется при необходимости понижения уровня грунтовых вод на небольшую глубину – 0,3-0,4 м. Их устраивают в виде канав, глубиной 0,5-0,7 м, на дно которых укладывают слой крупнозернистого песка, гравия или щебня толщиной 10-15 см.

Рис 1.9. Защита площадки от поступления поверхностных вод: 1 – бассейн стока воды; 2 – нагорная канава; 3 – строительная площадка

Закрытый дренаж – это траншеи с уклоном в сторону сброса воды, заполняемые дренирующим материалом. При устройстве более эффективных дренажей на дно такой траншеи укладываются перфорированные трубы (рис.1.10).

При устройстве выемок, расположенных ниже уровня грунтовых вод (УГВ), необходимо: осушать водонасыщенный грунт и обеспечивать таким образом возможность его разработки и устройства выемок; предотвращать попадание грунтовой воды в котлованы, траншеи и выработки в период выполнения в них строительных работ . Эффективным технологическим приемом решения таких задач является откачка грунтовой воды.

Рис 1.10. Схема закрытого дренажа для

осушения территории: 1 – местный грунт;

2 – средне или мелкозернистый песок; 3 -

крупнозернистый песок; 4 – гравий; 5 -

перфорированная труба; 6 – уплотненный слой

Выемки (котлованы и траншеи) при небольшом притоке грунтовых вод разрабатывают с применением открытого водоотлива (рис.1.11), а если приток значителен и толщина водонасыщенного слоя, подлежащего разработке, большая, то до начала производства работ уровень грунтовых вод искусственно понижают с использованием различных способов закрытого, т. е. грунтового, водоотлива, называемого строительным водопонижением.

Рис 1.11. Открытый водоотлив из котлована (а) и траншеи (б): 1 – дренажная канава; 2 – приямок (зумпф); 3 – пониженный уровень грунтовых вод; 4 – дренажная пригрузка; 5 – насос; 6 – шпунтовое крепление; 7 – инвентарные распорки; 8 – всасывающий рукав с сеткой (фильтром); Н – высота всасывания (до 5-6 м)

Открытый водоотлив предусматривает откачку притекающей воды непосредственно из котлованов или траншей. Приток воды к котловану рассчитывают по формулам установившегося движения грунтовых вод.

При открытом водоотливе грунтовая вода, просачиваясь через откосы и дно котлована, поступает в водосборные канавы и по ним в. приямки (зумпфы), откуда ее откачивают насосами (рис. 1.11 а). Водосборные канавы устраивают шириной по дну 0,3-0,6 и глубиной 1-2 м с уклоном 0,01-0,02 в сторону приямков, которые в устойчивых грунтах крепят деревянным срубом без дна, а в оплывающих – шпунтовой стенкой.

Открытый водоотлив, являясь простым и доступным способом борьбы с грунтовыми водами, имеет серьезный технологический недостаток. Восходящие потоки грунтовой воды, протекающей через дно и стенки котлованов и траншей, разжижают грунт и выносят из него на поверхность мелкие частицы. Явление такого вымывания и выноса мелких частиц называют суффозией грунта. В результате суффозии несущая способность грунта в основаниях может снизиться. Поэтому на практике во многих случаях чаще применяют грунтовый водоотлив, исключающий просачивание / воды через откосы и дно котлованов и траншей.

Грунтовый водоотлив обеспечивает снижение УГВ ниже дна будущей выемки. Необходимый уровень грунтовых вод достигается их непрерывной откачкой водопонизительными установками из системы трубчатых колодцев и скважин, расположенных вокруг котлована или вдоль траншеи. Для искусственного понижения уровня грунтовых вод разработан ряд эффективных способов, основными из которых являются иглофильтровый, вакуумный и электроосмотический.

Иглофильтровый способ искусственного понижения грунтовых вод реализуется с использованием иглофильтровых установок (рис. 1.12), состоящих из стальных труб с фильтрующим звеном в нижней части, водосборного коллектора и самовсасывающего вихревого насоса с электродвигателем. Стальные трубы погружают в обводненный грунт по периметру котлована или вдоль траншеи. Фильтрующее звено состоит из наружной перфорированной и внутренней глухой трубы.

Рис. 1.12. Схема иглофильтрового способа понижения уровня грунтовых вод: а -для котлована при одноярусном расположении иглофильтров; б – то же при двухъярусном их расположении; в – для траншеи; г - схема работы фильтрующего звена при погружении в грунт и в процессе откачки воды; 1 - насосы; 2 – кольцевой коллектор; 3 – депрессионная кривая; 4 - фильтрующее звено; 5 – фильтрационная сетка; 6 – внутренняя труба; 7 – наружная труба; 8 - кольцевой клапан; 9 – гнездо кольцевого клапана; 10 – шаровой клапан; 11 – ограничитель

Наружная труба внизу имеет наконечник с шаровым и кольцевым клапанами. На поверхности земли иглофильтры присоединяют водосборным коллектором к насосной установке (обеспеченной резервными насосами). При работе насосов уровень воды в иглофильтрах понижается; из-за дренирующих свойств грунта он понижается и в окружающих грунтовых слоях, образуя новую границу УГВ. Иглофильтры погружают в грунт через буровые скважины или путем нагнетания в трубу иглофильтра воды под давлением до 0,3 МПа (гидравлическое погружение). Поступая к наконечнику, вода опускает шаровой клапан, а кольцевой клапан, отжимаемый при этом кверху, закрывает зазор между внутренней и наружной трубами. Выходя из наконечника под давлением, струя воды размывает грунт и обеспечивает погружение иглофильтра. Когда вода всасывается из грунта через фильтровое звено, клапаны занимают обратное положение.

Применение иглофильтровых установок наиболее эффективно в чистых песках и песчано-гравелистых грунтах. Наибольшее понижение уровня грунтовых вод, достигаемое в средних условиях одним ярусом иглофильтров, составляет около 5 м. При большей глубине понижения применяют двухъярусные установки.

Вакуумный способ водопонижения реализуют применением вакуумных водопонизительных установок. Эти установки используют для понижения уровня грунтовых вод в мелкозернистых грунтах (мелкозернистые и пылеватые пески, супеси, илистые и лессовые грунты с коэффициентом фильтрации 0,02-1 м/сут), в которых применять легкие иглофильтровые установки нецелесообразно. При работе вакуумных водопонизительных установок вакуум возникает в зоне эжекторного иглофильтра (рис. 1.13).

Рис 1.13. Схема вакуумной установки: а – вакуумная установка; б – схема действия эжекторного иглофильтра; 1 – центробежный насос низкого давления; 2 – циркуляционный резервуар; 3 – сборный лоток; 4 – напорный насос; 5 – напорный рукав; 6 - эжекторный иглофильтр; 7 – напорная вода; 8 – сопло; 9 – всасываемая вода; 10 - обратный клапан; 11- фильтровая сетка

Фильтровое звено эжекторного иглофильтра устроено по принципу легкого иглофильтра, а надфильтровое звено состоит из наружной и внутренней труб с эжекторной насадкой. Рабочую воду под давлением 750-800 кПа подают в кольцевое пространство между внутренней и наружной трубами, и через эжекторную насадку она устремляется вверх по внутренней трубе. В результате резкого изменения скорости движения рабочей воды в насадке создается разрежение и тем самым обеспечивается подсос грунтовой воды. Грунтовая вода смешивается с рабочей и направляется в циркуляционный бак, откуда ее избыток откачивается низконапорным насосом или сливается самотеком.

Явление электроосмоса используют для расширения области применения иглофильтровых установок в грушах с коэффициентом фильтрации менее 0,05 м/сут. В этом случае наряду с иглофильтрами в грунт на расстоянии 0,5-1 м от иглофильтров в сторону котлована погружают стальные трубы или стержни (рис. 1.14). Иглофильтры подключают к отрицательному (катод), а трубы или стержни – к положительному полюсу источника постоянного тока (анод).

Рис. 1.14. Схема водопонижения с использованием электроосмоса: 1 – иглофильтр (катод); 2 – труба (анод); 3 – коллектор; 4 – токопровод; 5 – генератор постоянного тока; 6 – насос

Электроды размещают друг относительно друга в шахматном порядке. Шаг, или расстояние между анодами и катодами в одном ряду, одинаков – 0,75-1,5 м. Аноды и катоды погружают на одну и ту же глубину. В качестве источника электропитания применяют сварочные агрегаты или передвижные преобразователи. Мощность генератора постоянного тока определяют исходя из того, что на 1 м2 площади электроосмотической завесы необходима сила тока 0,5-1 А, напряжение 30-60 В. Под действием электрического тока вода, содержащаяся в порах грунта, освобождается и перемещается в сторону иглофильтров. За счет ее движения коэффициент фильтрации грунта увеличивается в 5-25 раз.

Подбор средств водоотлива и понижения уровня грунтовых вод осуществляется с учетом вида грунтов, интенсивности притока грунтовых вод и т. д. При возведении подземной части здания в водонасыщенных, скальных, обломочных и галечных грунтах применяют открытый водоотлив. Этот способ наиболее простой и экономичный, однако он применим в грунтах с малым притоком грунтовых вод (Q< от 10 до 12 м3 /ч). Откачку вод производят насосом из приямков размером 1×1 м. При этом насосная установка открытого водоотлива должна быть оборудована резервными насосами.

Работы данного цикла включают в себя:

■ устройство нагорных и водоотводных канав, обваловывание;

■ открытый и закрытый дренаж;

■ планировку поверхности складских и монтажных площадок.

Неотъемлемой частью частного дома или дачи является ливневая канализация, обеспечивающая эстетичный вид жилого строения и участка, прилегающего к нему. А также предупреждающая преждевременное разрушение фундамента зданий и корней растений, растущих на участке. Неопытному человеку в области «водоотведения» данный момент может показаться темным лесом. В этой статье мы разберём все по пунктам: отвод поверхностных, ливневых и талых вод, со строений и участка.

Для создания ливневой канализации она же система отвода поверхностных вод требуются элементарные знания в строительстве и данные о самой благоустраиваемой территории. Ливневая канализация является самотечной, т.е. устроена под наклоном, и включает в себя следующие элементы:

Кровельный водоотвод;
Дренажный водоотвод;
Коллектор или место выброса водоотвода.

Кровельный водоотвод принимает атмосферные осадки на уровне крыши, посредством лотков, желобов, воронок и отправляет их в дренажную поверхностную систему.

Проектирование системы отвода поверхностных вод

Для проектирования необходимо знать:

среднее количество выпадаемых осадков (как в виде дождя, так и в виде снега, талой воды), узнать это можно в СниПе 2.04.03-85;
площадь кровли;
наличие иных коммуникаций и объектов на обустраиваемой территории.

Для проектирования необходимо определиться в каких местах будут располагаться водосточные трубы и сколько их будет. Составляется схема, на которой отображены перепады высот поверхности участка, строения на нём. На схеме обозначаются места прокладки всех элементов ливневой канализации, включая трубы, смотровые колодцы и места сброса воды. При проектировании также рассчитывается количество требуемых материалов и затраты на них.

Отвод воды с кровли

Материал кровельного слива разнообразен: сталь, медь, сталь с полимерным покрытием, алюминий и т.д. Особенной популярностью пользуется пластик. Он экономичен, устойчив к повреждениям, является шумоизолирующим материалом, герметичен, легок как в весе, так и в монтаже. Для правильного конструирования кровельного слива понадобиться:

Кронштейн металлический;
Шпилька со специальной гайкой;
Регулируемое крепление;
Кронштейн желоба;
Наконечник;
Муфта соединительная;
Колено;
Заглушка воронки;
Заглушка желоба;
Угловой элемент;
Воронка;
Соединитель желоба;
Желоб водосточный;
Труба водосточная.

Количество и тип каждого элемента зависит от периметра кровли и количества перекачиваемой жидкости, т.к. слишком мощный водоотвод нерационален с точки зрения финансовых затрат, а слабый — не будет справляться с поставленной задачей. Необходимо найти оптимальный вариант. На рисунке указаны необходимые размеры, характерные для средней полосы России.

Монтаж системы отвода воды с кровли дома

Монтаж производится после разработки проекта всей системы водоотлива, ознакомления с инструкцией приложенной магазином-поставщиком (каждая система имеет свои особенности конструирования, которые необходимо учесть). Общая последовательность монтажа и выполняемые работы:

Монтаж начинается с крепления кронштейна со стороны стропильной стены или лобовой доски, с учетом наклона желобов.
Затем укладываются сами желоба при помощи специальных пластин и крепятся друг с другом методом холодной сварки или резиновыми уплотнителями. Метод холодной сварки предпочтителен для соединения желобов из-за устойчивости к деформации.
В угловых соединениях и соединениях с воронками устанавливается дополнительный кронштейн.
Производится монтаж труб, соблюдая расстояние от стены в 3-4 см. Кронштейны по вертикали крепятся на расстоянии в 1.5-2 м. Сам слив должен находиться в полуметре от поверхности земли.

Советы от профессионалов:

Желоба начинают укладывать от воронки, чтобы края желоба были ниже края кровли.
В случае если эксплуатировать трубу для сбора из трех направлений желобов (если кровля нестандартной формы), необходимо вместо стандартных воронок предусмотреть тройники.
Расстояние между кронштейнами должно составлять не больше 0.50-0.60 м.
Рекомендуется заранее сделать разметку наклона желобов. Например, ориентиром может служить веревка, натянутая от начальной до конечной точки.
Пластиковые отливы монтируются при температуре от + 5◦,иначе материал потрескается при нарезке. Отливы из других материалов монтировать можно при любой температуре окружающей среды.

Устройство системы отвода поверхностных вод

Система отвода поверхностных вод или поверхностный дренаж состоит из точечных водоотводов и линеных каналов.

Точечные водоотводы представляют собой небольшие колодцы локально соединенные с кровельным стоком. Лотки прокладываются ниже уровня промерзания труб. Монтаж такого дренажа схож с монтажом кровельного слива. Готовится траншея (ниже чем глубина промерзания труб, узнать можно все в том же СниПе) под уклоном к коллектору. Засыпается песок слоем в 20 см. Укладываются трубы при помощи фитингов. При соблюдении герметизации трубы засыпаются.

Линейные каналы бывают двух типов — открытые или закрытые, оснащенных решетками или сетками для задержания крупного мусора. Решетки должны быть преимущественно из металла, т.к. выдерживают большие нагрузки (особенно в местах у въезда в гараж).

Совет от профессионалов. Для эффективности сбора поверхностных вод необходимо комплексное устройство ливневого и точечного дренажа. В случае сильных осадков основная масса воды будет отводиться поверхностным дренажом .

Посмотреть как выглядит процесс монтажа системы отвода поверхностных вод Вы можете в видеоролике:

Глубинная дренажная система предусматривается, если местность где расположен участок предрасположена к затяжным дождям. Такая система защитит участок от размыва, убережет деревья от преждевременной гибели (из-за гниения корней), защитит фундамент от губительного действия воды.

Система отвода грунтовых вод

Дренаж грунтовых вод отличается от вышеописанных систем тем, что укладывается на большей глубине и в случае близкорасположенных к поверхности земли грунтовых вод, которыми могут подтапливаться подвал или подземный гараж. Дренаж делают комбинированным с ливнёвкой, причем трубы ливнёвки прокладываются выше, чем дренаж. Необходимо понимать разницу ливнёвки и дренажа. Ливнёвка для отвода дождевой, талой воды и паводков, а глубинный дренаж для отвода грунтовых вод и возможных затоплений. Поверхностный и глубинный дренаж соединяются при помощи специальных узловых соединений для скопления лишней воды в одном месте и последующего ее выброса, переработки или повторного использования. Монтируются дренажи параллельно друг другу.

Это важно: при обильных осадках вода в больших количествах за короткое время проходит через ливневую канализацию. При попадании такого потока воды в систему отвода грунтовых вода эта вода попадает из труб в грунт, тем самым не осушает его а затапливает, то есть начинает выполнять противоположенную функцию. Поэтому систему отвода поверхностных вод следует соединять с системой отвода грунтовых вод не ранее мест, где проходят трубы именно отведения воды а не осушения, если смотреть по ходу движения воды в системы. Осушение грунта производится в местах укладки перфорированных труб. Отвод воды осуществляется герметичными трубами.

По способу отбора грунтовых вод разделяют: вертикальный, горизонтальный и комбинированный дренаж. Вертикальный дренаж состоит из вертикальных рубчатых колодцев, опущенных в слой грунтовых вод. Они оснащены насосами и фильтрами, соответственно для очистки и откачки грунтовых вод за пределы территории. Такая схема достаточна сложна как в монтаже, так и в эксплуатации.

Горизонтальный дренаж состоит из перфорированных труб, уложенных на оптимальной глубине вывода откачки в выкопанных канавах, просыпанных щебенкой. Канавы выкапываются по всей территории участка в виде елочки.

Устройство дренажа вне зависимости от типа участка начинается с обустройства дренажного колодца в самой дальней части участка, подальше от дома. Можно использовать уже готовые пластиковые колодцы.

В местах угловых соединений устраиваются смотровые колодцы, для облегчения обслуживания коммуникации.

Глубина заложения дренажа выбирается исходя из ее задач: если цель — сбор грунтовых вод для защиты подвала, то глубина должна соответствовать уровню пола подвала; если цель — отвод обильных вод опускающихся в грунт- глубина соответствует глубине фундамента.

Трубы обматываются специальным материалом () для исключения попадания в трубы песка, гравия, которыми труба засыпается слоем в 20-30 см. После этого трубу можно засыпать обычным грунтом. В отличии от вертикального дренажа вода, собранная через отверстия в трубах, отводится самотеком под уклоном, а не насосами.

Горизонтальный дренаж наиболее популярен чем вертикальный или даже комбинированный из-за экономичности и простоты монтажа.

Более подробно об устройстве системы отвода грунтовых вод Вы можете прочитать в статье:

Отвод собранной воды

излишки воды удаляют за пределы участка, в канаву, водоем. Если такой возможности нет, то в пределах участка устраивается колодец или водоем, откуда воду можно использовать повторно.

Совет:

Рекомендуется дренаж укладывать в канавы с V образными стенками с уклоном стенок в 30◦ в поперечном разрезе канавы. Ширина в 50 см. Рекомендуемый уклон канавы 1-3 см. на метр длины. Колодцы можно оборудовать из любого материала, не подвергающегося коррозии.

Обслуживание систем водоотведения

Обслуживание приведенных выше систем не составляет труда при их грамотном проектировании и конструкции. Основные пункты в обслуживании:

Раз в десять лет осуществлять с помощью насоса капитальную промывку труб для профилактики отложений на их стенках.
Регулярный визуальный осмотр колодцев, коллекторов и очистка при необходимости.

Срок годности правильно рассчитанной, уложенной, обслуживаемой системы водоотвода составляет в среднем пятьдесят, а то и намного больше лет.

Советы от профессионалов:

Обязательно проверяйте, чтобы трубы были уложены под уклоном.Уклон должен быть в сторону от дома.
В случае невозможности монтажа самотечного водоотвода устраиваются напорный отлив оснащенный насосом.
Не забывайте про оптимальность конструирования и соответствие цена = качество. Очень часто хочется большего, лучшего, однако бюджет не всегда позволяет осуществить задуманное. Поэтому рекомендуется спроектировать, соотнести проект с ценами, делать закупку и производить монтаж в соответствии с приведенными здесь рекомендациями .