В процессе выполнения земляных работ необходимо предпринять ряд мер по отводу вод (грунтовых, атмосферных) из разрабатываемого котлована для предотвращения снижения несущей способности грунта или оплыва стен выемки. Выбор систем для осушения котлована осуществляют в зависимости от уровня грунтовых вод (УГВ) и их притока. Например, при необходимости понижения УГВ на небольшую глубину (300-400 мм) применяют открытые дренажные системы, выполняемые в виде канав глубиной 500-700 мм, на дно которых уложен слой (толщиной 100-150 мм) любого материала с хорошей фильтрационной способностью (щебень, крупнозернистый песок, гравий). Существует также и система закрытого дренажа, представляющая собой заполненные дренирующим материалом траншеи, имеющие уклон в сторону сброса воды. Для повышения их эффективности на дно траншей необходимо уложить перфорированные трубы. При разработке котлована, дно которого находится ниже УГВ необходимо применение различных технологических приемов, основанных на откачке воды. Если приток воды незначителен, используют открытые водоотливы, во всех остальных случаях требуется применение грунтового (закрытого) водоотлива, который называют также строительным водопонижением. Существует несколько высокоэффективных способов для искусственного понижения УГВ, среди которых следует отметить вакуумный, иглофильтровый и электроосмотический. Первый способ (вакуумный) целесообразно применять для мелкозернистых грунтов (пылеватых и мелкозернистых песков, лессовых и илистых грунтов, супесей и т.д.). Для водопонижения используют специальные установки, состоящие из эжекторного иглофильтра (в его зоне при работе установки возникает вакуум), напорного рукава и насоса, сборного лотка и циркуляционного резервуара для воды, а также центробежного насоса низкого давления. Принцип действия основан на том, что рабочая вода подается в кольцевое пространство эжектора под давлением 0,75-0,8 МПа. Пройдя через эжекторную насадку, она устремляется по внутренней трубке вверх с большой скоростью, создавая тем самым разряжение в системе и обусловливая подсос воды из грунта. Рабочая вода вместе с грунтовой попадает в циркуляционный бак, а ее избыток откачивается насосом низкого давления. Иглофильтровый способ водопонижения котлована также основан на использовании специальных установок, конструкции которых представляют собой систему стальных труб, в нижней части которых установлено фильтрующее звено (состоит из перфорированной наружной и глухой внутренней труб), вихревого самовсасывающего насоса и водосборного коллектора. Применение иглофильтровых установок целесообразно в песчано-гравелистых или песчаных грунтах.  Схема водопонижения иглофильтрами: 1-насосы; 2-иглофильтры; 3-всасывающий коллектор; 4 - напорный коллектор; 5 - сброс; 6-естественный уровень грунтовых вод; 7-пониженный уровень грунтовых вод Для понижения уровня грунтовых вод трубы размещают по периметру котлована. Установку иглофильтров осуществляют через скважины или методом гидравлического погружения (путем нагнетания в трубы воды под давлением). На поверхности земли иглофильтры соединяются с насосной установкой посредством водосборного коллектора. При включении насосов происходит понижение уровня воды в трубах, а вследствие дренирующих свойств грунта снижается он и в окружающих фильтры слоях. В результате этого образуется новая граница УГВ. Следует иметь в виду, что один ярус иглофильтров способен понизить УГВ приблизительно на 5 м. Если величина понижения превышает это значение, требуется установка второго или даже третьего ярусов. Для расширения области применения установок с иглофильтрами, в частности, для возможности их применения в грунтах, коэффициент фильтрации которых не превышает 0,05 м/сут, используют явление электроосмоса. Для этого дополнительно к установке устанавливают стержни или трубы (их располагают в котловане на расстоянии 500-1000 мм от иглофильтров). При этом трубы установки подключают к отрицательному полюсу источника тока (он становится катодом), а дополнительные стержни (аноды) – к положительному. В качестве источника питания используют обычно передвижные преобразователи или сварочные аппараты. Вода, находящаяся в грунте, под действием электрического тока начинает перемещаться в сторону отрицательно заряженных элементов (иглофильтрам) и отводится по мере накопления насосом. Этот способ позволяет увеличить коэффициент фильтрации в несколько десятков раз. |