Дренажи и водоотведение, водопонижение

В сложных гидрогеологических условиях, когда в пределах участка строительства имеет место высокий уровень грунтовых вод, возникает необходимость мероприятий по его понижению. Понижение уровня грунтовых вод может быть необходимым на этапе строительства или эксплуатации объекта в целях:

- осушения поверхности участка, недопущения баражного эффекта;

- снижения разрушающего (например, коррозионного или возникающего вследствие циклического замерзания-оттаивания вод и т.д.) воздействия грунтовых вод на заглубленные конструкции сооружения;

- недопущения развития карстово-суффозионных процессов;

- защиты подземного пространства сооружений от проникновения грунтовых вод;

- обеспечения производства земляных работ – выемка котлована, траншеи, колодца, проходка шахты, штрека и др.

     

Обводнение котлована

Затопление подземных и заглубленных сооружений

Подтапливание строительной площадки

 

Обычно понижение уровня грунтовых вод - это комплекс мероприятий, который включает:

- сбор и отведение поверхностных вод с помощью планировки поверхности участка, создания системы канав и лотков различных конструкций, приямков;

- сбор и отведение грунтовых вод с помощью различных дренажей, колодцев, водопонизительных скважин, легких иглофильтровых установок;

- в качестве отдельного вида мероприятий защиты от грунтовых вод следует выделить устройство гидроизоляции, а также противофильтрационных завес, устраиваемых из грунтоцементных элементов с использованием струйной технологии, инъектированием в грунты специальных составов, искусственным замораживанием грунтов и т.д.

Для обоснованного выбора способа защиты сооружений от грунтовых вод специалистами института МосФундаментПроект на начальных этапах разработки проекта выполняется комплекс прогнозных гидрологических и гидрогеологических расчетов, включая моделирование фильтрационных процессов в 3D-постановке в специализированных программных комплексах.

Для этого на начальном этапе осуществляется сбор и анализ материалов инженерных изысканий, включая особенности гидрологической и гидрогеологической ситуации, существующее состояния участка строительства и прилегающей к нему территории, информацию о характере объектов и этапах нового строительства.

 

 

 

Анализ гидрогеологического разреза участка строительства

 

Изучение пространственного распространения кровли водовмещающих и водоупорных горизонтов.

 

 

 

 

 

 

Исследование гидрологической обстановки местности, распределение уровней водоемов соответствующей процентной обеспеченности.

 

Учет особенностей рельефа и абсолютных отметок местности.

 

 

 

 

 

 

Анализ схемы расположения существующих и проектируемых коммуникаций.

 

Рассмотрение схемы размещения подземных частей существующих и проектируемых сооружений.

 

После подготовки необходимого объема и качества материалов исходных данных приступают к созданию геофильтрационной модели. Для этого выполняют гидрогеологическую схематизацию области моделирования – задают геометрические границы модели, зоны питания и разгрузки водоносного горизонта, зоны инфильтрации с учетом их интенсивности, водоносные слои с учетом перетекания между ними, фильтрационные свойства выделенных слоев пород.

 

 

 

Назначение граничных условий расчетной области, составление схемы инфильтрационного питания территории.

 

Создание геофильтрационной 3D-модели – верхняя граница расчетной области.

 

 

 

 

Создание геофильтрационной 3D-модели – расчетный гидрогеологический разрез.

   

Важным этапом моделирования является верификация численной геофильтрационной модели путем сопоставления расчетных параметров начального этапа освоения территории (до момента воздействия новых факторов) с реальными гидрогеологическими условиями в массиве, определенных по данным инженерно-геологических изысканий. В зависимости от полученной невязки результатов расчетов с материалами инженерных изысканий, производится уточнение геофильтрационной модели до тех пор, пока не достигается удовлетворительная сходимость расчетных и натурных гидрогеологических параметров.

 

 

График сопоставление модельных и природных уровней подземных вод.

 

Карта распределения невязки расчетных и природных уровней подземных вод.

 

Сформировав релевантную гидрогеологическую модель приступают к расчетам с учетом предполагаемых изменений природных условий в ходе выполнения строительных работ и эксплуатации объекта.

 

 

 

Карта максимального прогнозного изменения уровня подземных вод на этапе строительства.

 

Карта прогнозных гидроизогибс на этапе строительных работ.

 

На основании выполненных прогнозных расчетов делаются вводы о необходимости применения дополнительных мероприятий защиты от воздействия грунтовых вод, выполняется моделирование с учетом назначенных дополнительных мероприятий, по результатам которого подбирается оптимальное решение.   

В случае, если грунтовые воды залегают ниже проектируемого сооружения и прогнозируется лишь периодический подъем уровня грунтовых вод в пределах глубины заложения сооружения, то достаточным мероприятием является гидроизоляция заглубленной части сооружения с применением дренажа или без него. На этапах устройства выемок грунта при высоком уровне грунтовых вод и больших значениях коэффициентов фильтрации грунтов, когда мероприятия по откачке воды из котлована (открытый водоотлив) не справляются с объемом поступающих вод, необходимо применять мероприятия по водопонижению с использованием водопонизительных скважин или иглофильтров.

Отдельным видом мероприятий на участках, где фильтрационный поток имеет четко выраженное направление, защита сооружений от поступления грунтовых вод выполняется путем устройства временных или постоянных противофильтрационных завес, которые могут формироваться различными способами, в том числе инъектированием в грунты цементных, глинистых или химических составов, замораживанием грунтов, формированием грунтоцементных элементов с использованием струйных или буросмесительных технологий и т.д.

     

Дренажи

Водопонижение иглофильтрами

Гидроизоляция

 

 

 

     

Формирование противофильтрационной завесы замораживанием грунтов термостабилизаторами

Площадной дренаж

Осушение траншеи поверхностным водоотливом

Обратная связь