Водозниження за допомогою голкофільтрів - спеціальні види робіт у будівництві

Під час риття котлованів в піщаних грунтах, рясно насичених водою, відкритий водовідлив не завжди досягає мети навіть при наявності дорогих шпунтових огорож.

Недоліки відкритого водовідливу можуть бути усунені при використанні методу штучного зниження рівня грунтових вод (водозниження).

Водозниження набуло широкого застосування в промисловому, цивільному і особливо гідротехнічного будівництва, а також при осушенні родовищ вугілля.

У широких масштабах водознижувальних роботи проводилися при будівництві гідростанцій Каховської, Волзької ім. В. І. Леніна, Волзької ім. XXII з'їзду КПРС. Досвід показав, що водозниження - найбільш раціональний і ефективний метод боротьби з грунтовими водами.

Відкачування води з котловану за допомогою голкофільтрових установки виробляють за такою схемою (рис. 9).

По периметру котловану розташовують іглофільтри 2, які приєднуються до всмоктуючого колектора 3. З групи голкофільтрів, підключених до одній ділянці усмоктувального колектора, вода відкачується насосом 1 і скидається за межі котловану по скідних канавах або спеціально покладеним трубопроводах 4. В результаті дії водознижувальних установки природний рівень грунтових вод стане нижче позначки підошви котловану і займе положення 7.

Мал. 9. Схема водозниження голкофільтрами:
1 - насоси; 2 - іглофільтри; 3 - всмоктуючий колектор; 4 - напірний колектор; 5 - скидання; 6 - природний рівень ґрунтових вод; 7 - знижений рівень грунтових вод

Насосний агрегат змонтований на металевій рамі на колісному ходу або на металевих санях.

Всмоктуючий водозбірний колектор встановлюють з окремих стандартних ланок суцільнотягнутих труб діаметром 150 мм і довжиною по 3 м кожна.

Голкофільтр складається з фільтрового ланки з наконечником, що є водоприймальних пристроєм, і надфільтрової наставні труби, з'єднаних між собою муфтами.

Фільтрову ланка виготовляють з двох труб: зовнішньої 2 з отворами, розташованими в шаховому порядку, і внутрішньої цільної 3. Зовнішня труба обмотана дротом, поверх якої натягнута фільтруюча сітка; від пошкодження при зануренні труби останню оберігає захисна сітка 1.Нижняя частина фільтрового ланки забезпечена фрезерним наконечником, всередині якого поміщаються кільцевої клапан 4 з гніздами 5 і кульовий клапан 6 з обмежувачем 7.

Схема фільтрового ланки представлена ​​на рис. 10.

Мал. 10. Схема фільтрового ланки:
а - при зануренні в грунт; б - в процесі відкачування

Монтаж голкофільтрових установки починають з геодезичної розбивки всмоктуючого колектора по контуру осушуваного котловану. Колектор укладають на спланованій площадці так, щоб він не переломлювався у вертикальній площині, а напрямок його було прямолінійним. Переломи колектора як в плані, так і по висоті порушують герметичність з'єднання в стиках труб. Зміна напрямку колектора здійснюють за допомогою відводів.

Занурення голкофільтрів роблять у такий спосіб. До верхнього кінця голкофільтрових труби під'єднують напірний шланг, по якому подають воду під тиском до 5 атм. Струмінь води, що виходить з-під наконечника, розмиває грунт під ним і колона голкофільтрів занурюється під дією власної ваги.

При відкачуванні води з котловану у внутрішній трубі голкофільтра створюється розрідження, кільцевої клапан опускається, кульовий клапан закриває надходження води через наконечник і вода з грунту засмоктується через фільтр, піднімається вгору і відводиться насосом назовні.

Відстань між голкофільтрами визначається в залежності від властивостей грунту, але не більше 2 м. Глибина занурення голкофільтрів досягає 5-6 м. При більш глибоких котлованах установки розташовують ярусами; другий ярус монтується на дні виїмки, виритої під захистом першого ярусу. При глибині котловану до 15-20 м використовують іглофільтри з ежекторним пристроєм, так як застосування вакуумних голкофільтрів стає невигідним.

Переваги голкофільтрових водознижувальних установок полягають у тому, що при осушенні котловану не відбувається винесення найдрібніших частинок грунту, збільшується несуча здатність підстави, знижується вартість будівництва і створюються сприятливі умови для застосування потокової організації земляних робіт.

Для водопониження в суглинистих і глинистих водонасичених грунтах, важко віддають воду, застосовують електроосушення. Спосіб електроосушення заснований на явищі електроосмосу, т. Е. Пересування води під впливом постійного електричного струму, що пропускається через вологий грунт. Постійний струм змушує вологу переміщатися від позитивного електрода до негативного.

Електроосушення виробляють за допомогою звичайної вакуумної голкофільтрових установки. Для цього її підключають до негативного полюса джерела постійного струму. Паралельно ряду голкофільтрів, на відстані 2-2,5 м, забивають металеві стрижні на глибину до 4 м, з'єднують проводом і підключають до позитивного полюса (рис. 11).

Мал. 11. Схема електроосушення:
1 - котлован; 2 - голкофільтрові установки; 3 - металеві стрижні;
4 - мотор - генератор

Описана схема розташування голкофільтрів і металевих стрижнів при пропущенні електричного струму сприяє руху води від котловану до периферії. У той же час електричні сили перешкоджають проникненню води в котлован з боку.