Понижение уровня подземных вод

Уровень грунтовых вод на участке определяется по результатам проведенных геодезических изысканий.

Высокое залегание подземных источников в верхней части грунта может привести к затруднениям при проведении строительных работ, появлению плесени на важных элементах конструкций, подтоплению или разрушению существующих застроек.

Как понизить уровень грунтовых вод на участке, чтобы обеспечить его комфортную и безопасную эксплуатацию?

Разновидности водных источников

Грунтовые воды подразделяются по уровню залегания, типу грунтовых пластов и прочим характеристикам. Существует три вида источников:

  • поверхностные воды;
  • напорные (артезианские);
  • безнапорные.

Поверхностные воды (верховодки) представляют собой водоносные горизонты с глубиной залегания до 2,8 м под верхним пластом грунта.

Почему верховодки могут подняться? Это объясняется тем, что уровень подземных вод напрямую зависит от количества атмосферных осадков и времен года. Однако при исчезновении водоносного слоя верховодка продолжает просачиваться в нижние пласты грунта, насыщенные известняковыми и песчаными элементами. В жаркое время года отмечается быстрое пересыхание поверхностных источников.

Напорные, или артезианские, воды располагаются на большой глубине между отдельными водоупорными грунтовыми слоями. Они применяются для обустройства питьевых водозаборных точек. Расположение напорных источников практически не зависит от климатических условий, поэтому при эксплуатации земельного участка не требуется их отвод.

Безнапорные грунтовые воды располагаются выше главного водоносного горизонта. Уровень их залегания не меняется, поскольку основными источниками таких вод являются атмосферные осадки, проникающие в грунт.

Безнапорные водные источники редко поднимаются на поверхность за счет отсутствия в них напора, но могут оказывать негативное воздействие на фундаментные основания и подземные коммуникации. Поэтому стоит определить их наличие до начала строительных работ.

Негативное воздействие водных источников

Проблемы, связанные с высоким УГВ (уровнем грунтовых вод) на участке, могут привести к увеличению стоимости обслуживания земельной собственности. Некоторые из них:

  • Проседание фундаментного основания, деформация строения в результате вымывания грунта. Негативному воздействию подвержены грунты с высоким содержанием глины и песка.
  • Образование плавунов и подвижности верхних пластов грунта.
  • Засорение гидросооружений, заиливание водных источников.
  • Подтопление технических и хозяйственных помещений.
  • Повышение влажности в жилых помещениях, образование плесени и грибка.
  • Повреждение подземных коммуникаций.
  • Подмывание грунта под деревьями и растениями, что приводит к необходимости их переноса на насыпи.

Если стал актуальным вопрос, как бороться с грунтовыми водами на участке, тогда необходимо тщательно изучить основные методы устранения подобной проблемы.

Для безопасного снижения уровня подземных вод применяются следующие методы:

  • устройство дренажной системы;
  • установка иглофильтров;
  • использование электрического осмоса;
  • обустройство водосборных сооружений.

Обустройство системы дренажей

Зачастую быстрое понижение уровня грунтовых вод выполняется в результате обустройства надежной дренажной системы. Для осушения грунтовых слоев выполняются дренажи закрытого и открытого типа:

  • Закрытый дренаж представляет собой систему земляных траншей глубиной до 2 метров, заполненных перфорированными пластиковыми трубами, которые используются для отвода стоков. Дно траншей укрепляют песчано-гравийными подушками и водозащитным слоем из геотекстиля. После установки труб траншеи засыпают гравием и грунтом.
  • Открытый дренаж представлен системой узких канав, в которые устанавливаются специальные емкости, оснащенные решетками. С их помощью выполняется эффективное понижение грунтовых вод и отвод осадочных стоков за пределы участка. Дренажная система открытого типа обустраивается по периметру фундаментной обрешетки и применяется для отвода воды от основания дома или хозяйственных построек.

Установка легких и эжекторных иглофильтров

Эффективная борьба с грунтовыми водами обеспечивается благодаря использованию современных иглофильтров.

  • Легкие иглофильтры используются для снижения вод на глубину до 5 метров. Они представлены стальными трубами, внизу которых установлены иглофильтры. Фильтр фиксируется к поверхностному насосу резиновым шлангом и коллектором вакуумного типа. Монтаж установки выполняется по следующей схеме: трубу погружают в грунт вдоль земляной траншеи или по периметру готового котлована. Далее под высоким давлением осуществляют подачу в иглофильтр жидкости, которая способствует размыву почвы и безопасному погружению фильтра на необходимую глубину.
  • Эжекторные иглофильтры применяются в случае, когда почвенные воды залегают на большой глубине. Подобные установки оснащаются дополнительными подъемниками эжекторного типа, коллекторами и центробежными насосами.

Использование электрического осмоса

Способ электроосмоса используется в случаях, когда понижение уровня грунтовых вод проводится на участках с коэффициентом фильтрации грунта не более 0,05 м/сутки.

Этот способ предусматривает одновременное погружение в почву иглофильтров и металлических стержней. Установка с иглофильтром подсоединяется к отрицательно заряженному контакту, а стержни – к положительно заряженному контакту.

Важно, чтобы электроды располагались параллельно друг другу на расстоянии от 75 до 150 см. Катодные и анодные контакты устанавливаются на 2,5 м ниже предполагаемого уровня понижения водного источника.

В качестве основного источника тока используется сварочное или преобразующее оборудование. При воздействии тока вода, которая содержится в грунте, поднимается от стержня к установке с иглофильтром.

Обустройство водосборных сооружений

Чтобы безопасно снизить уровень грунтовых вод, можно обустроить на земельном участке специальные водосборные сооружения. Подобный способ отличается простотой реализации и небольшими финансовыми вложениями.

Для этого нужно организовать комплекс гидросооружений – прудов с отдельными бассейнами для сбора воды. Бассейн-приемник различной конфигурации рекомендуется обустраивать возле подвальных помещений или по периметру участка.

Сбор жидкости осуществляется через колодцы дренажного типа с выводом стоков в пруд.

Днище пруда выкладывают ж/б плитами или глиняным раствором. Толщина дна не менее 20 см. Внутреннюю часть бассейна также укрепляют раствором из глины, далее засыпают и трамбуют щебнем, верхний слой – гравий мелкой фракции и песок. Толщина слоя – 8 см.

Для отвода вод используется насосное оборудование.

Снижение уровня грунтовых вод предотвращает возможное размывание грунта на участке, а также защищает готовые строения от деформаций и разрушений.

При планировании строительства или при других работах на приусадебном участке особое значение имеет уровень грунтовых вод. Обычно рекомендуется проведение специального геологического исследования, которое показывает структуру почвы, особенности участка и, самое главное, уровень грунтовых вод, или УГВ. Если такой уровень проходит глубоко, то никаких проблем не возникает, можно смело заниматься планированием фундамента и общей постройки. Но что делать, если водоносный слой залегает близко к поверхности грунта? Вот тут уже может потребоваться понижение уровня грунтовых вод, придется предпринимать шаги по осушению участка. Такие работы могут потребоваться, если участок излишне болотистый, что мешает сооружению дома, устройству сада и огорода, клумб. Даже при сооружении колодца слишком высокие водяные жилы могут стать скорее препятствием, чем положительным фактором.

Сегодня для организации водопонижения применяются различные методы, все они отличаются по технологии, необходимости использования оборудования, условиям работы. Например, такой метод, как дренаж, применяется всегда. Он необходим не только для самого участка, но и для осушения подвалов, устраивается обычно по внешнему периметру дома.

Методы борьбы

Самым простым вариантом для отвода грунтовой влаги является устройство пруда или другого искусственного водоема на участке. Уровень почвенной влаги снижается, такой метод дает возможность эффективно предупредить затопление подвалов, погребов. Но он возможен далеко не всегда, так как требует финансовых средств, опыта.

Самый простой способ для понижения УГВ — это дренаж. Применяется он обычно для приусадебных участков, для осушения почвы уже после строительства или до него. Дренаж может быть открытым или закрытым, подбор зависит от условий его устройства, типа грунта, рельефа и многих других параметров.

Схема дренажной системы.

Грунтовые воды можно снизить следующими способами:

  1. Открытый дренаж используется для того, чтобы понизить уровень на 30-40 см. Делаются канавы на 70 см, на дно укладывается слой песка, гравия, толщина которого составляет 100-150 мм. Такой дренаж устраивается вокруг участка. Эти способы понижения грунтовой влаги весьма эффективны.
  2. На любых грунтах может потребоваться закрытый дренаж. Как он обустраивается? Выкапывается траншея, в ней прокладывается специальная дренажная перфорированная труба. Снаружи канава засыпается грунтом. Подобный дренаж применяется часто, он позволяет осушить даже сложные участки, отвести от дома излишки влаги.

Правила выполнения дренажа и борьбы с лишней влагой не столь сложные, но важно не только правильно выбрать систему, но и трубы, открытые лотки для нее. Внимание надо уделить тому, где именно она будет проходить. Например, для закрытых систем надо предусмотреть, чтобы сверху по трубам не ездил транспорт, либо устроить усиление в виде металлических решеток и конструкций. Прокладывается дренаж с небольшим уклоном до 0,2-1%. При устройстве его по периметру дома необходимо соблюдать расстояние в 0,8-1 м от стен дома или от цоколя.

Открытый водоотлив

Схема открытого водоотлива.

Искусственное понижение уровня ГВ при помощи открытого водоотлива применяется, когда накопленную жидкость надо убрать из траншей или котлованов. Для этого в нижней их части делаются приямки, вода просачивается в них, потом она откачивается центробежными насосами. Мощность таких насосов может определить только специалист, для этого применяются особые формулы.

Открытый водоотлив является простым и доступным методом. Однако есть и ряд минусов, среди которых:

  1. Потоки воды, которые собираются в приямках, разжижают грунт, в результате он теряет свою прочность.
  2. Вода, которая скапливается внизу, способна сильно затруднить работы.
  3. Стенки котлована требуют дополнительного укрепления, так как вода их сильно ослабляет.
  4. Основания строений, расположенных поблизости, также могут быть ослаблены.

Водопонижение искусственное

Схема искусственного водопонижения при двух рядах иглофильтров: I — уровень грунтовых вод; II — уровень воды в траншее; 1 — водоотливной коллектор; 2 — надфильтровая труба; 3 — фильтр; 4 — нефтепродуктопровод.

Для водопонижения грунтовых вод применимы и иные способы. Их планирование и устройство проводится перед началом сооружения фундаментов, рытья траншей или при необходимости откачки воды до приемлемого уровня. Откачка влаги происходит за счет специальных глубинных насосов, погружаемых в шахтные колодцы, скважины, которые установлены около рабочего котлована.

Грунтовые воды снижаются, при этом перенасыщенный ранее грунт становится более сухим, он приобретает свойства почвы с естественной влажностью. Подобные работы обеспечивают целостность всех откосов для выемок, основание не ослабляется, все расположенные рядом строения уже не подвергаются размыву и деформациям. Подобный метод необходим в том случае, когда строительство ведется в сложных условиях, а во время рытья котлована внезапно начинает поступать вода.

Легкие иглофильтры

Схема эжекторного иглофильтра.

Понижение уровня при помощи иглофильтров основывается на использовании вакуума. Для этого применяется самовсасывающее оборудование. Оно погружается в грунт и соединяется с коллектором резиновыми шлангами. Вся излишняя влага по трубам поднимается в коллектор, откуда уже уходит за пределы осушаемого участка. В результате происходит понижение УГВ или полное осушение в зависимости от требований.

Иглофильтр — это колонна из труб, диаметр которых составляет 46-50 мм, а длина — до 8,5 м.

Все они соединяются герметично — это обязательное условие. Нижняя часть устройства имеет фильтрационное звено, в состав которого входят внутренняя и наружная трубы. Вверху идет фильтрационная сетка, шаровый клапан.

Понижение уровня происходит планомерно. Иглофильтры помещаются в грунт методом гидроподмыва. Для этого применяется струя воды под высоким давлением. Один ярус таких труб позволяет понизить уровень примерно до 4,5 м. Когда грунтовые воды надо снизить на большую глубину, то используется несколько ярусов, тут все зависит от условий и общих требований к осушению.

Эжекторные фильтры

Схема эжекторной установки с циркуляционным резервуаром.

Эжекторные иглофильтры для водопонижения используются довольно часто. Применяется водоструйный насос, он предназначен для подъема влаги наверх. Такое устройство позволяет понизить УГВ примерно до 18-20 м, если коэффициент фильтрации составляет 0,5-1 м/сут. Вода, откачанная при помощи такого насоса, поступает по трубе в специальный циркуляционный резервуар. После этого часть влаги уходит в канализацию через водосток, а вторая — поступает назад в центробежный насос для обеспечения работы иглофильтра.

Чтобы снизить уровень воды, такой метод применяется во время подмывов грунта. На этапе обустройства бурятся скважины, в которые и помещаются специальные иглофильтры. Во время масштабного строительства могут использоваться одновременно несколько десятков таких устройств. Применяются они для траншей, глубина которых составляет 10-12 м.

Вакуумный метод

Условия применения способов водопонижения.

Вакуумный метод для понижения уровня грунтовых вод основан на том, что создаются условия устойчивого вакуума для наружных поверхностей фильтровых участков труб, т. е. водоприемных устройств. Подобный метод применяется в тех случаях, когда условия на участке сложные, коэффициент фильтрации составляет 0,05-2 м/сут, но при этом водопроницаемость низкая, грунты неоднородные, наблюдается чередование слоев с водоупорными и водоносными свойствами. Для водопонижения применяются специальные вакуумные установки, которые оборудованы иглофильтром. Они могут быть использованы для осушения пылеватых, мелких песков во время строительных работ. Способ этот действенный, позволяет эффективно осушить участок.

Глубинное водопонижение основано на применении центробежных глубинных насосов для откачки жидкости из определенных точек водоносных слоев. Для этого необходимо пробурить скважины, в которые затем поместить специальные фильтры трубчатого типа. При этом наблюдается постоянный контакт окружающего грунта и корпуса фильтра. Во время откачки воды при работе глубинного насоса вокруг создается депрессионная воронка, в ее полости грунт частично осушается. Постепенно влага проникает в почву, насос продолжает откачку.

Такой метод применяется, когда необходимо водопонижение грунтов с глубин залегания примерно от 20 м. Подобная ситуация может возникнуть при подмыве фундаментов, при необходимости устройства скважины, для которой такие слои грунтовой влаги просто не нужны или представляют опасность.

Водопонижение — это меры по осушению почвы или снижению уровня ее влажности. Сегодня для этого могут применяться различные методы, в зависимости от внешних условий, от требований по понижению влаги. Подобные меры могут понадобиться при планировании строительства, при сооружении колодцев и прочих построек на участке.

Грунтовые воды могут мешать производству строительных работ или пагубно сказываться на эксплуатации автодорог и аэродромов. Такие воды следует полностью отводить в сторону или понижать их уровни, т. е. осуществлять водопонижение. Полный отвод грунтовых вод из водоносного слоя осуществлять очень трудно. Поэтому борьбу с грунтовыми водами практически чаще всего ведут путем понижения их уровней.

Основные положения по водопонижению

  • 1. Водопонижение во времени. Уровни грунтовых вод можно, а подчас и необходимо, понижать в период производства строительных работ, например при отрывке глубоких дорожных выемок или котлованов для дорожных или аэродромных сооружений; такое водопонижение получило название строительного водопонижения. Водопонижение, которое осуществляется практически в течение всего времени после окончания строительства, т. е. и в период эксплуатации сооружений, называется дренажем. Это обеспечивает сохранение уровней грунтовых вод постоянно в пониженном состоянии.
  • 2. Способы водопонижения. Уровни грунтовых вод можно понижать: 1) самотеком воды; 2) путем принудительной откачки.
  • 3. Пути отвода грунтовых вод. Понижение уровней грунтовых вод дренажами осуществляют путем отвода вод как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении.
  • 4. Виды дренажных устройств. Дренажные сооружения по своим конструкциям разделяются на открытые и закрытые.
  • 5. Размещение дренажей по отношению к земляному полотну и на территориях аэродромов бывает различным, что связано с рельефом и геологическим строением местности, характером и направлением движения грунтовых вод.

Самотек грунтовой воды всецело зависит от рельефа местности. Водоносный слой может быть частично прорезан дренажными канавами («висячие» канавы). Вода получает возможность стекать вниз по склонам, что приводит к снижению уровней в пределах депрессион-ных понижений. Открытый сток воды используют на участках дорог, проходящих по заболоченной местности. Для этого на придорожной территории отрывают несколько дренажных канав. Расстояние между ними устанавливают меньше двух радиусов депрессионных понижений (см. рис. 50). Вода поступает в канавы, течет по ним самотеком и сбрасывается в какие-либо понижения рельефа. Уровень грунтовых вод между канавами, т. е. под земляным полотном, существенно снижается, что позволяет надежно эксплуатировать дороги.

Принудительную откачку воды применяют при проходке глубоких дорожных выемок и котлованов под сооружения. Воду из специально отрытых колодцев (или пробуренных скважин) откачивают насосами. Такую откачку прекращают после устройства дренажных сооружений, которые надежно отводят воду из отрытых выемок. В дорожном строительстве принудительную откачку воды используют не часто.

Горизонтальное и вертикальное снижение уровней. На рис. 51 показаны дренажные сооружения (откосные, подкюветные, головные),

Оцените статью
Обзортека
Добавить комментарий