56.Методы защиты от подтопления. Мероприятия против подтопления территории подразделяются на предупредительные (профилактические) и защитные. Предупредительные мероприятия должны проводиться на всех потенциально подтапливаемых (в соответствии с прогнозом) территориях, они входят в комплекс работ по инженерной подготовке территорий (в отдельных случаях разрабатываются отдельно). Эффективной предупредительной мерой в указанных условиях является горизонтальный дренаж.
Горизонтальный дренаж применяется при неглубоком УПВ и относительно небольшом требуемом понижении. Наибольшее распространение получил закрытый горизонтальный самотечный трубчатый дренаж, представляющий собой дренажную трубу, уложенную на глубину до 5-6 м с уклоном в траншею (котлован), заполненную фильтрующим материалом (дренажной обсыпкой), отводящей сетью и выпускными устройствами.
В современной практике строительства применяются три основных конструктивных типа горизонтальных трубчатых дренажей:
1.с трубчатой основой из керамических, асбестоцементных, пластмассовых, бетонных, чугунных труб с одним-двумя слоями фильтрующей обсыпки из рыхлого сортированного материала - песка, гравия, щебня;
2.с трубчатой основой и фильтрующими обертками из различного типа тканых или нетканых минеральных или полимерных материалов в сочетании с обсыпками или без них;
3.с применением трубофильтров (трубы с пористыми стенками) в сочетании с обсыпкой или фильтрующей оберткой (или без таковых - в песчаных грунтах).
Прием воды из пласта производится либо через стыковые зазоры между дренажными трубами, либо через отверстия (круглые, щелевые) в боковой стенке трубы.
Опыт строительства и эксплуатации зданий и сооружений в условиях Северо-Запада, Дальнего Востока и др. показывает, что затопление подвалов, построенных даже на первоначально сухих пылевато-глинистых грунтах с глубоким залеганием подземных вод (dw>d), является следствием нарушения природного сложения грунтов и утечек из коммуникаций. Высокая влажность указанных грунтов нарушенной структуры сохраняется длительное время - практически весь срок эксплуатации здания.
Поэтому почти всегда при проектировании и устройстве фундаментов в условиях северо-западных регионов стоит острая проблема осушения строительной площадки, обычно с помощью закрытых горизонтальных дренажей, как во время выполнения строительных работ, так и после их завершения в период эксплуатации здания или сооружения. При этом необходим учет водных свойств грунтов.
Важнейшими характеристиками водных свойств грунтов являются:
Генезис, вид (]р), состояние (Ji) грунта {твердое, пластичное, текучее);
Пористость (количество, размер и характер - n, е);
Влажность грунта (w);
Водопроницаемость (Kф)-способность грунта с той или иной скоростью пропускать через себя воду под действием перепада давления (м/сутки) :
- водонепроницаемый kф<0,005 м/сутки,
-слабоводопроницаемый kф=0,005- 0,3,
-водопроницаемый kф=0,3-3,0,
-сильноводопроницаемый kф-3,0-30,
-очень сильноводопроницаемый kф>30,0.
Водопроницаемость во времени меняется (суффозия, кольматаж);
Влагоемкость - способность поглощать и удерживать воду. Наибольшей влагоемкостью обладают глинистые грунты и торфы;
Капиллярность - удерживание в порах воды в напряженном (подвешенном) состоянии (Нкап). Наивысшее Нкап наблюдается в глинистых грунтах ;
Вымываемость (суффозия) - вынос частиц грунта (твердого вещества) во взвешенном состоянии. Чаще всего наблюдается в рыхлых разнозернистых (неоднородных) песках;
Растворимость - неустойчивость грунтового скелета, приводит к выносу твердого вещества грунта в растворенном состоянии (например, в песках);
Размокаемость - потеря связности грунта при насыщении водой. Характерна для лессов, морен, некоторых видов супесей и суглинков;
Набухание и усадка - соответственно увеличение объема грунта при увлажнении и уменьшение при высыхании (характерны для глинистых грунтов);
Водоотдача (wв )- способность отдавать гравитационную воду в виде свободного стока: (в глинах, в крупнообломочных, крупных и средних (чистых) песках — 100%, в песках мелких и пылеватых — 25...50 %, супесях=36%, суглинках =23%);
Кольматаж (заиление).
Основными гидрогеологическими параметрами, определяющими закономерности движения подземных вод, являются:
а) пористость (пустотность) n, %,е, д.е, б) водопроницаемость (фильтрация) -kф, м/сутки.
54.Влияние искусственных факторов водопонижения.
При строительстве и эксплуатации природный режим грунтовых вод меняется (нарушается), но чаще всего уровень повышается. Повышение вызывается неудовлетворительной организацией или ухудшением естественных условий стока поверхностных вод (снятие растительного покрова, перекрытие водотоков, обрыв водосточных труб, асфальтирование), утечками из коммуникаций, наличием подземных сооружений (тоннелей, переходов, шпунтового ограждения и т. п.), возведением гидротехнических сооружений (плотин, водохранилищ). Влияние может быть систематическим, периодическим, временным, эпизодическим (аварийный).
На застраиваемых территориях амплитуда колебания УПВ в 2-2,5 раза больше, чем на незастроенных, что создает ненормальные условия эксплуатации сооружений.
«Верховодка» образуется благодаря наличию неглубоко залегающих линз или пластов водоупора, над которыми в период таяния снега или интенсивного выпадения осадков, а также аварийных или постоянных утечек воды из подземных коммуникаций в результате инфильтрации возникает водоносный горизонт. Воды этого горизонта могут быть неподвижными или двигаться по уклону водоупора к месту выхода на поверхность земли или к водоприемнику. Характерными свойствами «верховодки» являются ее незакономерное распространение (локальное) и резко изменяющиеся по временам года состав, уровни, вплоть до пересыхания.
Ненапорные грунтовые воды имеют обычно постоянный горизонт на выдержанном водоупорном слое, но под влиянием интенсивного выпадения осадков, подпора их подземными заглубленными сооружениями и других факторов зеркало их горизонта может повышаться.
Напорные грунтовые воды, или межпластовые водоносные горизонты, находятся между верхними и нижними водоупорами. Воды этих горизонтов образуют мощный капиллярный слой, часто выступающий на поверхность земли. Подтопление подземных сооружений за счет капиллярного увлажнения (Нкап) в практике строительства встречается довольно часто.
Расположение водоносных горизонтов в большей степени зависит от характера напластования и генезиса грунтов (инженерно-геологических условий). Широко распространенные в условиях Северо-Запада ледниковые отложения характеризуются обычно сложными условиями залегания грунтов, большой изменчивостью их литологического состава (как в плане, так и в разрезе), пестротой водоносности (нередко с образованием локальных обводненных зон и линз в практически водоупорных грунтах, а поэтому обладающих местным напором), часто невысокой водопроницаемостью, слабой водоотдачей, большой высотой капиллярного поднятия (Нкап).
Подземные воды характеризуются:
А - областью (условиями) питания (осадки, водоем, утечки и др.);
Б - областью распространения;
В - условиями разгрузки;
Г - формой залегания (тип скопления): грунтовый поток, грунтовый бассейн, грунтовый поток с бассейном, в линзах;
Д - закономерным (зональностью) или незакономерным (атональностью) характером;
Е - типом: естественный, техногенный, смешанный, прибрежный, водораздельный,
предгорный, мерзлотный и др.;
Ж - направлением движения потока;
3 - режимом (глубина залегания, уровень, расход, состав, скорость движения, температура и др.).
Эти сведения устанавливаются на основе инженерно-геологических изысканий и прогнозных расчетов.