Водопонижение

Глубинное водопонижение. Этот способ основан на откачке воды из водоносных слоев с помощью глубинных центробежных насосов, устанавливаемых в водопонижающих скважинах, пробуренных вокруг будущей подземной выработки. В скважины опускают трубчатые фильтры на уровень водоносного горизонта, и затем буровые обсадные трубы извлекают из грунта, при этом создается непосредственный контакт фильтра с окружающим его грунтом. В результате откачки воды из скважины глубинным насосом образуется депрессионная воронка, внутри которой грунты в значительной степени осушаются. Глубинное водопонижение применяют при откачке воды с глубин более 20 м.

 

При водопонижении в пределах котлованов  могут возникнуть нежелательные  последствия. В этих случаях котлованы  должны ограждаться вертикальными, а в случаях обильного поступления  грунтовых вод и горизонтальными  водонепроницаемыми завесами

Устройство водонепроницаемых  стенок

Приток грунтовых вод  может быть уменьшен, если он ограждается  водонепроницаемой стенкой, которая  нижним краем заглубляется в водонепроницаемый  грунт. Такая водонепроницаемая  стенка может быть выполнена в  виде шпунтовой стенки, стенки из буронабивных свай или стенки прорези, заполненной  глиной бетоном или специальными бетонируемыми растворами.

Замораживание грунта

Замораживание грунтов применяется  при сооружении глубоких котлованов и шахт. При замораживании прилегающего массива грунта образуется вертикальная водонепроницаемая стенка, под защитой  которой осуществляется его разработка.

Применение метода замораживания  грунта становиться более целесообразным  по мере увеличения глубины сооружаемого котлована. При глубинах, в которых  химическое инъецирование весьма сомнительно. Однако он является весьма энергоемким  и дорогим.

Замораживание расчитано  исключительно на замораживание  грунта вокруг сооружаемого котлована. При повышеном поступлении воды в котлован необходимо сооружение вокруг его специального ограждения, стенки которого будут замороженым грунтом. Дно котлована должно быть покрыто  слоем бетона или защищено инъеционным  раствором, образующих водонепроницаемую  завесу.

Преимущество метода замораживания  грунта является то, что после сооружения котлована  и подачи охлаждающего раствора грунт возвращается в первоначальное состояние без каких либо нарушений  и изменений.

Применяется два метода замораживания  двух этапное и одноэтапное.

Двухэтапное замораживание  грута. На растоянии  от 0,5 до 1,0 м  от края котлована в грунте пробуриваются  скважины диаметром от 150 до 250 мм. Так  как извлечение труб при глубоком бурении затруднительно и дорого, то бурение осуществляется без обсадных труб  с применеие тиксотропных жидкостей. В каждое из пробуреных отверстий затем вводится закрытые с нижнего конца стальные трубы, которые нзываются замораживающими.

Оборудование необходимое  для замораживания, состоит из морозильной  установки, одного расположеного в  котловане холодильника для двойной  системе труб охлаждения и замораживающих колонок.

Одноэтапное замораживание  грунта. При применении этого метода охлаждающее свойство использумой  жидкости  передается на специальный  охлаждающий раствор, используемый в качестве теплоносителя.

Применение для  водопонижения сжатого воздуха, называемое также пневматическим отжатием воды, может применяться как для вертикального, так и горизонтального отжатяя воды вокруг  котлованов. Горизонтальное отжатие применяется при сооружении  туннелей или штреков, вертикальное отжатие — при применении кессонов и водолазных колоколов.

 Этот способ стал известен в связи с тем, что его применение  позволяет легко отжать воду из грунта, находящегося под давлением  грунтовых вод или под водой. В зтих случаях необходимое давление воздуха должно быть не меньше давления водной среды.

Для горизонтального отжатия  воды из грунта по данным работы метод применим в следующих случаях;

в рыхлых грунтах, в которых  отжатие воды не приведет к какому- либо нарушению структуры;

не происходит осадок возведенных поблизости сооружений;

возможен сбой в работе имеющихся водопонизительных установок (насосов и др.).

Применение кессонов целесообразно: при погружении их на значительную глубину ниже уровня грунтовых вод или свободной водной поверхности; в илистых или склонных к образованию пльгвунов грунтах, которые не могут быть осушены гравитационными методами; в прочных неравномерных грунтах, пропускающих воду и имеющих крупные включения; если не могут быть использованы другие способы водопонижения или применение их не экономиадо. При применении кессонов, которые четко определяют размеры  сооружаемого котлована или фундамента, пневматическое водопонижение является весьма эффективным. Этот метод осуществим в сложных геологических условиях. 

Электроосмотический способ водопонижения - электроосушение - основан на использовании явления электроосмоса, представляющего собой движение воды в порах грунта в поле постоянного электрического тока от анода к катоду. Способ может быть применен в незасоленных грунтах с коэффициентом фильтрации менее 0,1 м/сут и удельным электрическим сопротивлением более 500 Ом/см при ширине котлована до 40 м.

      

      Электроосушение заключается в создании вокруг массива грунта электроосмотической завесы, которая приводит заключенную в нем воду в капиллярно-натяженное состояние и позволяет вскрыть котлован "насухо". С этой целью по периметру будущего котлована устанавливаются два ряда электродов (рис.23): с внешней стороны иглофильтры (катоды), из которых производят откачку воды, а с внутренней - металлические трубы (аноды).

      

      

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В каждом конкретном случае технология водопонижения и используемое оборудование выбирается в зависимости  от параметров котлована, гидрологических  и геологических условий, конструкции  будущего сооружения и требований технико-экономического характера. Водопонижение с использованием грунтового водоотлива может осуществляться с использованием водопонижающих скважин, оборудованных насосами, а также  с помощью различных иглофильтровых установок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   ЛИТЕРАТУРА

1. Механика грунтов, основания и фундаменты. Ухов С.Б., Семенов В.В., Высшая школа, 2007 г.
2. Устройство котлованов и водопонижение, Кнаупе В. 1988, Стройиздат
3. СНиП 3.02.01-87 Водопонижение