Водоотлив

Водоотлив

ВОДООТЛИВ применяется при производстве строительных работ в местах, покрытых водой или имеющих приток грунтовых вод. Водоотлив производится непосредственно из котлована или из специальных сооружений, устроенных вокруг котлована для понижения горизонта грунтовых вод до необходимого уровня. Водоотливные установки надо сосредоточивать в наиболее глубокой части котлована, причем их м. б. несколько.

Приемные колодцы д. б. закладываемы в стороне от возводимого основания, и если основание ограждается конструктивными шпунтами, то в последних возможно устраивать отверстия для выпуска воды в приемный колодец. Эти отверстия, однако, следует по мере возведения кладки тщательно заделывать, а приемные колодцы по окончании водоотлива заполнять глиной с тщательной утрамбовкой. Приемные колодцы м. б. устраиваемы путем забивки дощатых шпунтов или же путем постепенного опускания сруба. Для впуска воды в стене колодца вырубают отверстие. Т. к. через это отверстие в колодец затягивается всякий мусор, щепа, ил, то необходимо постоянно следить за состоянием колодца, производя регулярную очистку колодца и приемных сеток всасывающих труб. В непосредственной близости от колодца устраивают водомерную рейку для наблюдения за ходом первоначальной откачки воды с целью регулирования силы водоотлива.

Изложенный способ водоотлива обычно применяется для удаления из котлована речной воды и последующего затем понижения грунтовых вод при помощи центробежных насосов. Однако понижение грунтовых вод по этому способу становится очень затруднительным, если приходится иметь дело с очень водопроницаемыми грунтами, и в некоторых случаях понизить воду ниже определенного уровня при помощи центробежных насосов совершенно не удается. В таких случаях надлежит применить способ понижения грунтовых вод при помощи так называемого грунтового, или подземного, водоотлива. Для этой цели вокруг котлована закладывают в грунт на расстоянии примерно 6—8 м ряд вертикальных труб, имеющих на конце сетку с мелкими отверстиями. Диаметр труб, в зависимости от водоносности грунта, д. б. от 10 до 15 см, а глубина их опускания - в зависимости от потребной глубины понижения грунтовых вод. Трубы соединяют поверху водосборной трубой несколько большего диаметра, из которой и производят откачку воды при помощи насосов, поставленных в двух или трех местах в зависимости от длины водосборной трубы и мощности насосов. При очень глубоких котлованах и необходимости значительно понизить уровень грунтовой воды понижение производят в два приема, закладывая после первого достигнутого понижения грунтовой воды и выемки грунта второе кольцо дренажных труб на соответствующей этому понижению глубине.

Водоотлив поверхностной воды, т. е. воды, имеющейся в котловане после устройства перемычек, необходимо производить постепенно, отнюдь не форсируя водоотлив, для того чтобы при быстром понижении воды в котловане не произошло значительного расстройства загрузки. После откачки поверхностной воды и появления фильтрационной воды откачка последней обычным способом - центробежными насосами - при производстве выемки под флютбет может производиться безопасно, если фильтрационная вода сравнительно легко поддается действию двух—трех насосов диаметром 25—30 см. Если же приток фильтрационной воды настолько значителен, что указанных водоотливных средств недостаточно, то форсирование водоотлива может повлечь значительное расстройство всего грунта образованием фонтанов и даже внезапное затопление всего котлована. В таких случаях надлежит прекратить водоотлив, принять меры к возможно большему уширению перемычки путем наружной обсыпки или же путем забивки третьего шпунтового ряда ограждающей перемычки, забивая его с наружной или внутренней стороны котлована в зависимости от местных условий. Наиболее же рациональным в этом случае является вышеописанный способ грунтового водоотлива.

При понижении водоотлива грунтовой воды в котловане и выемке грунта под основание сооружения очень часто появляются ключи разной силы и водоносности, создающие значительные осложнения при производстве работ в тех случаях, когда выход таких ключей происходит в пределах возводимого сооружения. Попытки глушения ключей, например, для возможности бетонной или каменной кладки, в большинстве случаев оказываются бесполезными, и единственным правильным способом является отвод ключа в сторону от возводимой кладки или же оставление его в теле кладки со свободным выходом кверху. В первом случае, после выемки грунта котлована до проектной отметки, производят около ключа углубление грунта примерно на 30—40 см, заполняемое затем щебнем, и в то же время укладывают по дну котлована от ключа водоотводящую трубу диаметром в зависимости от дебита ключа. Обычно диаметр такой трубы берется от 8 до 10 см. Конец трубы выводят за пределы шпунтового ограждения котлована, и проходящая через трубу вода направляется по водоотводной канаве к водоотливному колодцу. Уложенную таким образом трубу прикрывают слоем трамбованной глины, с тем, чтобы верх глинистого слоя соответствовал проектной отметке подошвы фундамента. Для ключей более слабой силы можно применить второй способ, а именно: ключ захватывается в вертикальную трубу, вокруг которой происходит кладка фундамента. Вода поднимается по трубе до уровня, определяемого напором, под влиянием которого образовался ключ, причем если этот уровень окажется выше проектной отметки верха сооружения, то вода будет свободно изливаться на поверхность кладки без вреда для последней. Очень часто вода в трубе поднимается невысоко, и тогда, по окончании работ и надлежащем выдерживании срока для затвердения кладки, трубу можно залить бетоном. В качестве труб для вертикального захвата ключей незначительной силы применяют иногда бочки из-под цемента.

При водоотливе необходимо определить количество воды, удаляемой непосредственно из котлована, огражденного перемычкой, и количество воды, получающейся от фильтрации сквозь тело перемычки и дно котлована. В зависимости от требуемого срока откачки воды определяется необходимая производительность водоотливных средств и тип их как для ручной, так и для машинной откачки. При небольших количествах воды применяется ручной водоотлив при помощи ведер и черпаков. Черпаки применяются часто при устройстве осушительных каналов; в случае более значительного водоотлива употребляют подвесные черпаки. Когда фильтрация воды велика, приходится уже применять насосы и более усовершенствованные приборы по подъему воды. Выбор системы последних серьезно осложняется загрязнением воды строительными материалами и грунтовыми примесями. Наиболее удачно работают в таких условиях насосы Летестю, диафрагмовые и центробежные насосы. При употреблении насосов с кожаными лопастями и клапанными устройствами необходимо перед пуском насоса снимать клапаны и не менее суток размачивать их в воде, так как кожа от времени ссыхается, коробится и твердеет. Недостатком насосов Летестю является громоздкость и необходимость не менее 4—6 человек для обслуживания. Диафрагмовые насосы, весьма портативные и занимающие очень мало места, работают очень продуктивно при глубинах всасывания до 4 м. При очень больших количествах воды применяются центробежные насосы с паровыми двигателями, двигателями внутреннего сгорания и электродвигателями. Паровые насосы при водоотливе не применяются, так как они не приспособлены к пропуску грязной воды. В некоторых случаях для водоотлива успешно применяется пульзометр, работа которого, однако, при кратковременном применении обходится весьма дорого.

При выборе типа насоса требуется определить геометрическую высоту подъема воды, диаметр трубопровода

Диаметр трубопровода

где Q - требуемое к откачке количество воды в м3/мин и v - заданная скорость истечения в трубопроводе в м/сек (обычно она колеблется в пределах от 2 до 2,5 м/сек). Мощность двигателя насоса (л. с.)

Мощность двигателя насоса

где Н - величина полного напора, который требуется преодолеть насосу, и η - КПД насоса: для поршневых 0,80—0,95, для центробежных 0,40—0,75, для пульзометров и эжекторов 0,10—0,30.

 

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 3 - 1928 г.