Вспомогательные мероприятия при производстве земляных работ

Для успешного производства земляных работ необходимо провести ряд вспомогательных мероприятий. К ним относятся водопонижение, водоотлив и искусственная защита выемок от грунтовых вод. Только в этом случае можно рассчитывать на успешную разработку котлованов и траншей.

Мероприятия по водоотливу

Довольно часто успешному производству земляных работ мешают грунтовые и ливневые воды. Чтобы осушить заданную площадь, временно устраивают водоотводные (водоперехватывающие) канавы, дренажи, лотки. В период таяния снегов или ливневых дождей с нагорной стороны строительной площадки делают кавальеры, отвалы грунта, нагорные канавы, служащие для отвода в сторону талых (ливневых) поверхностных вод.

Если грунтовые воды находятся выше допустимого уровня, осуществляется открытый водоотлив — это откачивание воды из траншеи или котлована насосами. Они могут быть:

• центробежные;
• диафрагменные;
• поршневые;
• глубинные.

Для этого в нижней точке траншеи (котлована) роют приямок или колодец, в который опускают рукав насоса.

Дренажи с уклоном для отвода грунтовых вод в пониженное место могут быть открытого или закрытого типа. Первые делают в виде лотка (канавы) в плотном грунте, не пропускающем воды. Дно дренажа должно быть ниже уровня водопонижения. Закрытые дренажи закладывают ниже уровня промерзания грунта. Траншеи заполняют щебнем, галькой, песком, другими дренирующими материалами. Если приток воды большой, дно траншеи выкладывается керамическими (бетонными) трубами с отверстиями в стенках. Жидкость собирается в трубах и самотеком отводится в пониженное место.

Однако водоотлив имеет несколько недостатков:

• не всегда сухое дно котлована;
• выемка грунта затрудняется из-за притока воды;
• стенки выемок размываются.

Поэтому водоотлив применяют при незначительном поступлении воды.

Мероприятия по водопонижению

Иглофильтровальные установки

Понижение уровня грунтовых вод осуществляется искусственным методом, посредством легких иглофильтровальных установок, представляющих погруженные по периметру верхнего уровня котлована фильтры, изготовленные из стальных труб. Фильтры соединены с коллектором-водосборником, собранную воду из которого откачивают при помощи насосной установки. Благодаря этой временной системе, лишние грунтовые воды отводятся за периметр стройплощадки в пониженное место в постоянном режиме, обеспечивая эффективное проведение земляных работ.

Иглофильтровальные установки могут обеспечивать, как одноярусное понижение (до 4-5 метров), так и двухярусное (до 7-9 метров) понижение уровня грунтовых вод. Если нужно еще глубже понизить уровень, применяют иглофильтровальные установки эжекторного типа, способные одноярусно опустить уровень вод до 20 метров.

Трубчатые колодцы

Для этой же цели используют глубинные насосы, опускаемые в предварительно обустроенные трубчатые колодцы. Трубы в грунт погружают двумя способами: бурением либо гидравлическим способом. Для котлованов большой глубины может быть применено и трехярусное понижение уровня грунтовых вод. Чемпионом по глубине водоотведения являются глубинные трубчатые колодцы, способные с помощью погружных или артезианских насосов понижать уровень вод до 60 метров и более. Насосные агрегаты опускают в предварительно пробуренные фильтрованные скважины. Диаметр обсадных труб варьируется в пределах 200-400 мм. Для траншей фильтровальные установки допускается устраивать с одной стороны.

Мероприятия по защите выемок от грунтовых вод

Современные технологии позволяют защитить выемки грунта от грунтовых вод с помощью противофильтрационных тиксотропных экранов или водонепроницаемой ледяной стены, сделанной из замороженного грунта. Создание ледяной стены посредством искусственного замораживания грунтов очень эффективно при проведении земляных работ в плывунах.

Тиксотропные экраны изготавливают на основе простых или бентонитовых глин, которые смешивают с цементом в соотношении 1:2. Глина обладает удивительной особенностью: она способна впитывать воду в 7 раз больше своего веса. После того как глина достигнет порога водонасыщения, она приобретает водоотталкивающее свойство.